脯氨酸催化不對稱羥醛縮合反應機理研究進展

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1、萬方數(shù)據(jù)2006年第26卷第1l期．1463～1467有機化學Ch沁scJoumaloforganicCheIllis時、，01．26．2006No．11．1463～1467·綜述與進展·脯氨酸催化不對稱羥醛縮合反應機理研究進展樊建芬秈口孫云鵬口肖鶴鳴6(4蘇州大學化學化工學院江蘇省有機合成重點實驗室蘇州215123)(6南京理工大學化工學院南京210094)摘要脯氨酸催化不對稱直接羥醛縮合反應是近年來不對稱合成研究的熱點．綜述并討論了分子內和分子間不對稱直接羥醛縮合的反應機理及其微觀過程．關鍵

2、詞脯氨酸；不對稱直接羥醛縮合；反應機理ProgressintheStudyOntheReaCtionMeChaniSmsofPrOI．ne·CataIyzedASymmetnCDireCtAIdOIReaCtiOnSFAN，JiaIl—Fen木4suN，Yun-Pen曠ⅪAo，He—Min礦(4腳動的m幻刪D，Drgn，l把JS咖咖es括D，螂HPrDv加卯，砌“緲D，C拋m婦的口，ldC％m‘∞Z腸gfnPe—n&鼠zlllD“踟f比瑙毋，鼽z

3、llDH2J卯23)(6而c“緲萬∞冊i∞f勘g

4、j，leP一帽，№，{，咖踟i坩糟妙D，＆f們cP口蒯乳c_flnDlD∥，Ⅳ口哪咖2jDD舛)AbstractAsymmetricdirectaldolreactionjsoneof廿1ecen臼mstIldyissuesillnle6eldofasymme喇csynⅡlesis．IIltllisreView，reactionInech姐ismsofproline—catalyzedin昀．-鋤dinte卜molecular嬲ymmetricaldolreactionsarepresent甜a

5、nddiscussed．Keywordspmlirle；asymmetricd洳ectaldolreaction；reactionmecharIism發(fā)展催化對映選擇反應是有機合成領域最具挑戰(zhàn)的工作，羥醛縮合(ald01)是合成C—C鍵的重要反應之_』¨，醛(酮)采用不對稱加成，能有效地合成某一對映體過量的加成物，獲得光學活性產物，如伊羥基醛(酮)、a房不飽和羰基化合物和l，2．二醇等有機化合物【2】．不對稱aldol反應具有立體選擇性(Pe)高、反應操作簡潔、產率高及經濟性等優(yōu)點【3】，深入研

6、究其微觀機理對于新型合成反應的設計和應用具有重要理論意義和實用價值．脯氨酸是不對稱合成反應中最常用的催化劑[4．卯，其分子中既有羧基又有氨基，反應中生成的亞胺或烯胺中間體結構較為穩(wěn)定，反應條件易于控制，因此，在不對稱羥醛縮合反應中應用廣泛．本文將主要討論脯氨酸催化的分子內和分子間不對稱直接alI幻l反應的反應機+E—man：j伍蛐9802@siIl亂comReceivedJl

7、1y18，2005；revisedJ趾uary26，2006；acce刪Mardl3，2006江蘇省有機合成重點實驗室開

8、放課題(No．JsKOlo)資助項目．理及其微觀過程．從相關的文獻報道來看，有關分子內羥醛縮合反應的微觀機理有四種不同的觀點，主要區(qū)別在于形成的中間體和過渡態(tài)的結構不同．分子間羥醛縮合反應的微觀機理，普遍認為是List等提出的烯胺中間體機理【5’6】，量子化學研究在微觀層次上對此進行了補充和完善．1分子內羥醛縮合反應機理三酮1的分子內環(huán)化反應曾被廣泛研究‘7~101．三酮分子1在孓脯氨酸(2)的催化作用下首先環(huán)合形成中間體s，孓3，進而脫去水分子形成a玀．不飽和羰基化合物孓4，反應過程如Sche

9、me1所示‘1卜131．有關這一反應的微觀機理存在爭議，焦點在于中間萬方數(shù)據(jù)有機化學、，01．26．2006體s，孓3的形成機理，先后有四種不同的觀點．70年代初，Hajos和ParIish最先提出了兩種可能的反應機理【14'151，即Scheme2所示的甲醇胺機理和Scheme3中TS2所示的烯胺機理．甲醇胺機理認為s一脯氨酸(2)中吡咯烷環(huán)上的N原子首先親核進行三酮分子1中五元環(huán)上的羰基碳，形成甲醇胺中間體5，進而發(fā)生分子內重排，經過渡態(tài)TSl脫去脯氨酸形成s，s一3中間體．他們提出的烯胺機

10、理認為S．脯氨酸的N原子首先親核進攻三酮分子端位羰基碳，經脫水形成烯胺中間體6，6中端位烯碳原子再親核進攻三酮五元環(huán)上的羰基碳形成C—C鍵，經過渡態(tài)TS2得到中間體S，娶3．顯然，該烯胺機理涉及水分子．Hajos【l州采用180標記的H20分子進行試驗，結果發(fā)現(xiàn)產物分子中并不含墻O原子，由此傾向于支持甲醇胺機理．后來List等[117】重復了該實驗，通過仔細控制實驗條件，得到的實驗結果完全相反，即產物中有超過99％的180原子。并由此否定了甲醇胺機理．CarbinOIamjneintermedj