逆电子DA反应文献讲解.ppt

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1、L/O/G/O有机催化的缺电子双烯和巴豆醛的有机催化的缺电子双烯和巴豆醛的逆电子逆电子D-A反应反应主主 要要 内内 容容传统传统DA反应反应逆电子逆电子DA反应（条件筛选，底反应（条件筛选，底物适用性，产物转物）物适用性，产物转物）传统传统DA与逆电子与逆电子DA反应对比反应对比有机催化的逆电子有机催化的逆电子DA反应特点反应特点41231、传统、传统DA反应反应 Diels-Alder反应（反应（DA反应）又称反应）又称4+2环加成反应，环加成反应，是构建复杂分子最有效有方法之一。是构建复杂分子最有效有方法之一。狄尔斯阿尔德反应是狄尔斯阿尔德反应是1928年年由由德国德国化学家化学家奥托奥

2、托迪尔斯迪尔斯（Otto Paul Hermann Diels）和他的学生和他的学生库尔特库尔特阿尔德阿尔德（Kurt Alder）发现的，他）发现的，他们因此获得们因此获得1950年年的的诺贝尔化学奖诺贝尔化学奖。反应特点：可以立体选择性地同时形成两个键，生成多达四个手反应特点：可以立体选择性地同时形成两个键，生成多达四个手性中心，反应的立体化学是可预见的。性中心，反应的立体化学是可预见的。R*1+OR*2手性Lewis酸(LA*)*表示手性R*1O OR*2双烯体双烯体亲双烯体亲双烯体手性催化剂手性催化剂传统传统DA反应反应立体选择性诱导立体选择性诱导的三种方法：的三种方法：1.在亲双烯体

3、是连接手性辅基在亲双烯体是连接手性辅基不对称诱导的主要方法不对称诱导的主要方法2.在双烯体上连接手性辅基在双烯体上连接手性辅基这类修饰底物难制备，反应实例较少这类修饰底物难制备，反应实例较少3.使用手性催化剂（使用手性催化剂（Lewis酸，有机催化剂）酸，有机催化剂）O(Z)OOOOOR(Z)C6H5O(Z)(Z)O0CCC O O HC O O HNNCCOOOROR顺丁烯二酸酐顺丁烯二酸酐丙烯醛丙烯醛丙烯酸酯丙烯酸酯肉桂醛肉桂醛对苯醌对苯醌丁炔二羧酸丁炔二羧酸偶氮二羧酸酯偶氮二羧酸酯常用的亲双烯体有：常用的亲双烯体有：z下列基团也能作为亲双烯体发生反应：下列基团也能作为亲双烯体发生反应：C

4、NOOSOONO2HCO常用的双烯体有常用的双烯体有H3C(E)CH3HN典型实例典型实例DA反应的催化剂反应的催化剂N BOOR1SO2ArRAr=TsR1=n-BnNORRPhMeMeNORRPhR=HNOPhOONPhOOOOHOHOTsOOTsOHOHH2CPhPhCH2OHOHNRNROHOHOHOH手性二醇类手性二醇类N-磺酰胺类磺酰胺类双噁唑啉类双噁唑啉类手性二酚类手性二酚类PhORORPhMR=H,SiCl4M=Et2AlCl,EtAlCl2,TiCl4SiAr3SiAr3OOAl MeOOTiCliPrOOOB OAc有机催化剂：脯氨酸，有机催化剂：脯氨酸，N-甲基麻黄碱等甲

5、基麻黄碱等2、逆电子、逆电子DA反应反应NCCNPhEt+OHacid,solvent,25,24hNHPhPhOX1a:X=TMS1b:X=TES(10mol%)CNCNPhEtCHO双烯体双烯体容易制得容易制得巴豆醛巴豆醛亲双烯体亲双烯体手性催化剂手性催化剂亚胺和苯甲酸亚胺和苯甲酸溶剂：溶剂：THF注意：反应发生在亲双烯体的注意：反应发生在亲双烯体的，位上位上2、逆电子、逆电子DA反应反应-条件筛选条件筛选溶剂筛选溶剂筛选改变酸的种类改变酸的种类溶剂体积溶剂体积溶剂体积溶剂体积2mL1mL4mL1mL催化剂不同催化剂不同改变双烯的改变双烯的R基基反应特点：反应特点：三个手性中心三个手性中心

6、一个季碳原子一个季碳原子较高的对映体选择性较高的对映体选择性2、逆电子、逆电子DA反应反应-底物适用范围底物适用范围2、逆电子、逆电子DA反应反应-底物适用范围底物适用范围改变双烯的改变双烯的R2基基改变双烯的改变双烯的EWG选择性高，产量低选择性高，产量低双烯的双烯的R为烷基为烷基2、逆电子、逆电子DA反应反应-产物转化产物转化Friedel-Crafts反应反应(付克反应）：付克反应）：芳烃在芳烃在Lewis酸（酸（无水氯化铝、氯无水氯化铝、氯化锌、三氯化铁、三氟化硼等）存在下发生的酰基化和烷基化反应。化锌、三氯化铁、三氟化硼等）存在下发生的酰基化和烷基化反应。Friedel-Crafts

7、 反应常用的催化剂有反应常用的催化剂有 AlCl3、FeCl3、H2SO4 等。等。CN水解成酰胺水解成酰胺付克反应付克反应CN水解脱羧水解脱羧2、逆电子、逆电子DA反应反应-产物转化产物转化Ranye-Ni 催化剂，雷尼镍催化剂，雷尼镍(Boc)2O二碳酸二叔丁酯，二碳酸二叔丁酯，Boc一般用于保护氨基一般用于保护氨基还原氨基反应，成环，生成十氢异喹啉衍生物还原氨基反应，成环，生成十氢异喹啉衍生物十氢异喹啉十氢异喹啉2、逆电子、逆电子DA反应反应-产物转化产物转化3q用用2，4-二硝基苯腙衍生后得到的三维分子结构图二硝基苯腙衍生后得到的三维分子结构图3、传统、传统DA与逆电子与逆电子DA反应

8、对比反应对比R*1+OR*2手性Lewis酸(LA*)*表示手性R*1O OR*2NCCNPhEt+OHacid,solvent,25,24hNHPhPhOX1a:X=TMS1b:X=TES(10mol%)CNCNPhEtCHOLUMO-loweringHOMO-activationHOMO(给给)LUMO(吸吸)LUMO(吸吸)HOMO(给给)前线轨道理论前线轨道理论：它认为分子的许它认为分子的许多性质主要由分子中的前线轨道，多性质主要由分子中的前线轨道，即最高已占分子轨道和最低未占即最高已占分子轨道和最低未占分子轨道分子轨道(LUMO)决定。决定。20世纪世纪50年代，年代，福井谦一福井谦

9、一提出这一理论，提出这一理论，它的依据是：在分子中，它的依据是：在分子中，HOMO上的电上的电子能量最高，所受束缚最小子能量最高，所受束缚最小,所以最活泼所以最活泼,容易变动；而容易变动；而LUMO在所有的未占轨道在所有的未占轨道中能量最低，最容易接受电子。中能量最低，最容易接受电子。因此这两个轨道决定着分子的电子得失因此这两个轨道决定着分子的电子得失和转移能力，决定着分子间反应的空间和转移能力，决定着分子间反应的空间取向等重要化学性质。取向等重要化学性质。HOMOLUMO3、传统、传统DA与逆电子与逆电子DA反应对反应对比比 对于两个分子对于两个分子A和和B间的反应，间的反应，前线轨道理论给

10、出的图像见前线轨道理论给出的图像见右图。右图。即分子即分子 A和和 B的的HOMO中的电子中的电子分别流向对方的未占分别流向对方的未占LUMO，从而，从而引起化学键的生成和断裂，发生化引起化学键的生成和断裂，发生化学反应。只有分子学反应。只有分子A（或（或B）的）的HOMO与分子与分子B（或（或A）的）的LUMO的的能量比较接近能量比较接近，对称性也互相匹，对称性也互相匹配时，才容易发生电子流动。配时，才容易发生电子流动。两个分子两个分子A和和B间的反应间的反应LUMO-lowering3、传统、传统DA与逆电子与逆电子DA反应对反应对比比3、传统、传统DA与逆电子与逆电子DA反应对反应对比比

11、逆电子逆电子DA反应机理反应机理3、传统、传统DA与逆电子与逆电子DA反应对反应对比比NCCNPhEt双双烯烯OHCNCNPhEtCHOHNPhOXPhNHPhPhOX催催化化剂剂CNCNPhEtNPhPhOX亲亲双双烯烯体体产产物物H有机催化全碳有机催化全碳环六元环加成环六元环加成有机催化的逆电子有机催化的逆电子DA反应特点反应特点HOMO-activation逆电子逆电子底物适用范围广底物适用范围广立体选择性高（立体选择性高（ee 99%，dr 95：5）12434、有机催化的逆电子、有机催化的逆电子DA反应特点反应特点1.Angew.chew.int.ed.2010,49,6418-64202.手性合成手性合成-不对称反应及其应用（第四版），科学出版不对称反应及其应用（第四版），科学出版社，林国强等编。社，林国强等编。ReferenceL/O/G/OThank You!