不对称催化的核心便是手性催化剂。手性催化剂大多数都是由手性配体和金属络 合而合成的金属有机络合物。不对称催化反应由手性配体的变化来改变其中心金属离 子或原子周边的手性环境,实现催化剂与底物问完美的契合的目的,进而有选择性地 形成特定的立体结构类型的产物。20 世纪六七十年代初,学者们就提出出螯合配体 是增加旋光收率的重要因素,如今这一观念已广被人们所接收,致使手性配体的大量 出现,它们包含双胺、手性膦、双醇、氨基醇、氨基酸和噁唑啉等十余类数千种手性 配体,当中手性嗯唑啉配体是这些年来使用次数最为频繁数量为最多的配体之一,已 被普遍的利用于各种不对称催化反应当中。
1。4 噁唑啉配体催化下的不对称 Diels-Alder 反应研究进展
自从埃文斯课题组报道的稀烃的不对称环丙烧化反应[6]]和科里课题组报道的不 对称 Diels-Alder 反应[7]以来,化学家也愈来愈关注这种类型的配体研发,并且将这些 配体广泛的应用在各种不对称催化反应中。
1。4。1 单噁唑啉配体催化下的 Diels-Alder 反应
关于不对称的单手性噁唑啉类型的手性配体报道比较少,那是因为手性单噁唑啉 类配体中的不对称性因素,操作过渡态构象互变的立体结构可能性较大,因此利用这 种配体在常见情况下想要获取较高的对映选择性就相对困难[8]。然而这并没有阻碍学 者们在这一领域的研究,进来有许多报道一些非对称性手性噁唑啉配体在不对称
Diels-Alder 反应中的应用。其中应用最广泛的手性单噁唑啉吡啶类的应用最为广泛 如图(1-4-1)。
图 1-4-1 吡啶类
戴维斯[9]实验组利用催化剂 aR 与铑金属盐的催化剂催化丙烯醛和环戊二烯的 反应,最后得到了相对比较好的【内形/外形(95:5) 】 及其 68%的对映选择性。在 0 摄氏度下,这个反应可以获得高的产率达到 81%。如果利用催化剂 Dr 时,对映选 择性值可以高达 84%。造就这一现象的原因也许是叔丁基位阻比较大,因此获得了较 好的结果。
此外,樱井弘树[10]实验小组还利用氮、氧–手性单噁唑啉配体催化环戊二烯及其 α, β不饱和的氮-酰基噁唑烷酮的反应。他们利用不同的手性单噁唑啉如图(1-4-2) 所示的配体,Mg 盐和 Cu 盐作为路易斯酸对反应进行深入研究,所得的结果显示当 催化剂为 1-4-2(e )时,路易斯酸为掂化镁时,无论是产率,endo/exo 值或者是产 物的对映选择性都能够达到令人相对满意的结果,导致这种结果的原因便是空间位 阻。
图 1-4-2
1。4。2 双噁唑啉配体催化下的 Diels-Alder 反应
最近年来,因为双噁唑啉金属络合物在许多不对称的催化反应中被成功的应用, 双噁唑啉已经受到人们非常大的关注。手性双噁唑啉配体的结构和半可啉很类似,刚 开始是由瑞士 Pfaltz 等人合成出来的[11]。在 20 世纪 80 年代末研究着们已经将各种 结构类型的手性双噁唑啉配体与金属所形成的络合物利用在催化反应中,如:硅氢化 反应、Diels-Alde 反应、环丙烯化反应、烯丙基取代反应、自由基加成、醛和亚胺的 亲核加成、1,3-偶极加成和氧化反应。手性双噁唑啉配体具有代表性的框架性结构 特征如图(1-4-3)所示,这种类型的配体在结构的刚性还有 C2 轴对称性,这种结构 阻碍了底物-催化剂结可能性的不对映选择体过渡状态的数目,这样的优点就是提高 非对映体的选择性;使得噁唑环上的取代基及其的靠近金属中心,让不对称催化反应 发生发挥一个很明显的屏蔽和引导作用。