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在本文的第一部分,我们对天然产物(-)-Englerin A进行了全合成研究。(-)-Englerin A对肾癌细胞具有很高的抑制活性及很好的选择性,而在结构上,其具有一个含氧桥的五并七元环的倍半萜结构,含有七个连续的手性中心,及两个与生物活性密切相关的酯基侧链。(-)-Englerin A优良的生物活性及其紧凑的分子结构吸引了我们对其进行全合成研究。研究的主要内容包括:
(1)设计了一条以[4+3]环加成反应为关键步的全合成路线,成功进行了[4+3]模型反应的尝试,并制备了全合成路线中关键步[4+3]环加成反应所需的底物,但由于底物活性及反应条件的限制,在所尝试的反应体系中,关键步—[4+3]环加成反应并不能顺利进行,导致了路线的搁浅。
(2)设计了一条以R-香茅醛为起始原料在五元环基础上构建五并七元环骨架的合成路线。成功合成了(-)-Englerin A分子中五并七元环的结构骨架,然而在以分子内Tsuji-Trost反应构建五元环的过程中,不能单一的得到所要的立体构型,而是得到了以其差相异构体为主产物的混合物,这给我们的合成带来了挑战。此外Julia反应后大位阻苯磺酰基的引入,给合成的顺利进行带来了很大难度。
(3)为了避开构建五元环时异构体的干扰,我们对合成策略二进行了调整,设计了以(R)-柠檬烯为起始原料的合成路线,并以较高的产率顺利得到五并七元环的骨架结构;然而,面临的新的问题是四取代烯烃的还原较为困难,需要进一步的探索。
本文的第二部分对转氨化反应中的苄胺效应进行了研究。转氨化反应是合成α-氨基酸的有效途径。在研究α-酮酯的转氨化反应过程中,为了提高转氨化反应的效率,拓展转氨化反应的底物范围,我们研究了转氨化反应中的苄胺效应。主要内容包括:
(1)通过一系列苄胺的筛选发现,与其他苄胺不同,邻羟基苄胺在三乙胺催化的苯酮酸酯的转氨化反应中表现出了其独有的高活性,说明邻位的羟基在转氨化中发挥了重要作用。
(2)尝试了以邻羟基苄胺为氮源的各种α-酮酯的转氨化反应,在三乙胺的催化下,高效地合成了各种取代的α-氨基酯产物。
(3)关于邻羟基苄胺的羟基在转氨化中的作用,我们通过理论计算及动力学实验,认为邻位羟基的引入在热力学上增加了酮亚胺及醛亚胺的能量差,有利于酮亚胺向醛亚胺的异构化反应(1,3-氢转移反应),另外邻位羟基通过氢键的作用在动力学上大大提高了反应速率。
(4)我们对邻羟基苄胺参与的不对称转氨化反应进行研究,在手性碱的催化下,以苯乙基酮酯为底物的不对称转氨化,可以取得86%产率及中等对映选择性(57%ee),其中,所得的α-氨基酯产物的构型与使用邻氯苄胺时的构型相反。说明羟基在对映选择性的控制上起到了重要作用,这为我们以后的不对称转氨化反应提供了参考。