摘 要

不对称催化是合成手性化合物一种重要方法，它的关键在于手性催化剂。与手性过渡金属催化剂及酶相比，它有着自己独特的优势，如价格低廉，反应条件温和，稳定性强，对环境友好等。

麦克尔加成是构筑碳-碳键常用方式之一，是亲核试剂对α,β-不饱和羰基化合物发生的β位碳原子发生的加成反应。

本文选取苯甲醛硝基烯烃类衍生物和吡唑酮衍生物的不对称反应作为研究对象，研究了以手性（1S, 2S）-环己二胺、（1R, 2R）-环己二胺、（1S, 2S）-1,2-二苯基乙二胺、奎宁胺、辛可宁为手性源将其衍生为硫脲、方酰胺催化剂，将硫脲、方酰胺催化剂用于催化不同的反式苯基硝基烯烃衍生物与5-氧代-1-芳基-4,5-二氢-1H-吡唑-3-乙酸乙酯衍生物和5-氧代-1-苯基-4,5-二氢-1H-吡唑-3-乙酸乙酯衍生物进行Michael加成反应，对催化剂，溶剂等都做了筛选和优化，研究表明：（S，S）-环己二胺衍生的哌啶方酰胺为最理想的催化剂，产物的收率可达94%，ee %可达94%。反应的最佳反应条件为：5mol%（S,S）-环己二胺哌啶方酰胺为催化剂，DCM做溶剂，0℃条件下反应3小时，0℃条件下乙酰化。通过对底物的研究，结果表明，反应的底物普适性较广，得到产物的收率可达96%，对映选择性可达99%。

关键词：硝基烯烃；吡唑酮；不对称Michael加成反应

Abstract

Asymmetric catalysis is an important method for the synthesis of chiral compounds. The key of the asymmetric catalysis is chiral catalyst. Camparing to chiral transition metal catalysts and enzyme , the chiral organocatalysis has its own unique advantages, such as low price, mild reaction conditions, strong stability, friendly to environment and so on.

The Michael reaction is one of the most commonly used methods for constructing carbon bonds, which is the addition reaction between the nucleophile and the β carbon which is belong to the α,β-unsaturated carbonyl compounds.

In this paper ,we select the asymmetric reaction of the nitroolefins derivatives and Pyrazolone derivatives as the model reaction. We select chiral (1S, 2S)-cyclohexanediamine, (1R, 2R)-cyclohexanediamine, (1S, 2S) -1,2- diphenyl diamine, amines quinine, cinchonine as chiral sources ,and they will be derived as thiourea and squaramide catalysts, which will be used in asymmetric Michael addition reaction for (E)-(2-nitrovinyl) benzene and ethyl 5-oxo-1-

phenyl(aryl)-4,5-dihydro-1H-pyrazole-3-carboxylate. Besides, the catalyst, solvent and so on were all screened and optimized。The results show that (S, S)-cyclohexanediamine squaramide fused piperidine has good catalytic activity to give the product in 94% yield and 94% ee. By optimizing conditions, the optimum conditions for the reaction are: 5mol% (S, S)-

cyclohexanediamine squaramide fused piperidine as catalyst, DCM as a solvent, the temperature of addition at 0 ℃ for 3 h, the acetylation at 0 ℃, Under these conditions, we have proceeded asymmetric Michael reaction between different ethyl 5-oxo-1-phenyl(aryl)-4,5-dihydro-1H-

pyrazole-3-carboxylate derivatives , The results showed that the substrate generality of the reaction is broader, products obtained in yield of 96% and enantioselectivity up to 94% .

Key Words：nitroolefins, pyrazolone , asymmetric Michael addition

目 录

第1章 绪论 ...1

1.1 不对称催化的概述：起源，种类与发展 1

1.1.1 不对称催化剂的分类及特点 1

1.2 小分子催化剂的研究背景与发展 1

1.2.1 手性硫脲类催化剂在不对称反应中的应用 2

1.2.2 方酰胺类催化剂在不对称反应中的应用 3

1.2.3 方酰胺类与硫脲类有机小分子催化剂的对比 4

1.3 不对称Michael加成反应的研究现状 4

1.3.1 有机催化的吡唑酮衍生物不对称Michael加成反应 4

1.3.1.1 研究意义 4

1.3.1.2 研究现状 5

1.3.2 硝基烯烃衍生物的不对称Michael加成反应 6

1.3.2.1 研究意义 6

1.3.2.2 研究现状 6

1.4 课题的提出 7

第2章 实验部分 8

2.1 实验仪器和试剂 8

2.2 催化剂的合成 9

2.2.1 化合物2-3的合成 9

2.2.2（S,S）-环己二胺酒石酸盐的解离 10

2.2.3（S,S）-环己二胺的还原胺化成环 10

2.2.4（S,S）-环己二胺哌啶方酰胺的合成 11

2.3 苯甲醛硝基烯烃及其衍生物的合成 12

2.3.1（E）-苯甲醛硝基烯烃的合成 12

2.3.2 苯甲醛硝基烯烃衍生物的合成 12

2.4 5-吡唑啉酮衍生物的合成 13

2.4.1 5-氧代-1-苯基-4,5-二氢-1H-吡唑-3-羧酸乙酯的合成 13

2.4.2 2-（5-氧代-1-苯基-4,5-二氢-1H-吡唑-3-基）乙酸乙酯的合成 15

2.4.3 5-吡唑啉酮类似物的合成 15

2.5 Michael加成消旋体的制备 16

2.6 不对称Michael加成物的制备及相关数据 16

第3章 结果与讨论 23

3.1 不对称分析方法的建立 23

3.2 反应条件的筛选与优化 23

3.2.1 温度筛选 23

3.2.2 溶剂筛选 24

3.2.3 催化剂用量的筛选 25

第4章 结论 27

参考文献 28

附录 30

致谢 44

第1章 绪论