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手性α-羟基-β-酮酸酯结构单元存在于很多天然产物、药物和农药中,如文朵灵(Vindoline),强力霉素(Doxycycline), hamigeran A和杜邦公司研发的农药茚虫威(Indoxacarb)。制备此结构最简单、直接和经济的方法是直接不对称催化β-酮酸酯的不对称α-羟基化,但是能高效、经济的催化此氧化反应的有机催化剂的种类有限,因此开发易制备、价廉、有效的有机催化剂具有重要意义。金鸡纳生物碱是一类重要的石i对称有机催化剂,杜邦公司用辛可宁催化5-氯-1-茚酮-2-甲酸甲酯的不对称α-羟基化反应,可得到85%的产率和50%ee,并实现了工业化,每年生产茚虫威达几百吨,是目前不对称有机催化反应得到工业应用规模最大的反应。作者首先采用电子等排理论,将对起到控制产物构型作用的辛可宁C-9位的羟基进行衍生化,将羟基转化为氨基,并对氨基部分进行一系列衍生,合成了催化剂Cn-2-Cn-10,考察了其对5-氯-1-茚酮-2-甲酸甲酯的不对称α-羟基化反应的催化效果,产率均不超过49%,立体选择性均不超过31%ee,证明将C-9位氨基辛可宁的催化效果不如辛可宁。以β-受体阻滞剂(S)-噻吗洛尔为先导化合物,设计并合成了23个手性芳氧丙醇胺类有机催化剂,并考察其催化5-氯-1-茚酮-2-甲酸甲酯的不对称a-羟基化反应的效果,发现以(R)-1-叔丁胺基-3-(374,5-三甲氧基苯氧基)-2-丙醇(A22)为催化剂,用量为20m01%,叔丁基过氧化氢(TBHP)为氧化剂,其用量为3倍摩尔底物量,溶剂为正己烷,反应物浓度为0.040mol／L时,在15℃下反应48h后,可得到97%的转化率,41%ee。考察A22催化β-酮酸酯类化合物的范围,发现4-甲氧基-1-茚酮-2-甲酸甲酯为反应底物的对映选择性最高,可达88%ee,产率达96%。