校代码分类号学号硕士学位论文醛脱羧转胺反应研究学院生命与环境科学学院专业有机化学研究方向有机合成研究生姓名徐娟指导教师赵宝国完成日期年月万方数据万方数据上海师范大学硕士学位论文摘要摘要氨基负离子在有机合成中是类具有极高价值的中间体，其可以和很多的亲电试剂反应制备重要的胺类化合物。然而，胺类化合物在温和条件下不能轻易直接地得到氨基负离子。最近我们发现，醛和,二苯基氨基酸在甲醛中缩合制备二苯基亚胺酸锂盐，室温条件下在四氢呋喃中可以脱羧生成离域的氮杂化烯丙基负离子，为由醛制备胺提供了新思路。由醛生成的氨基负离子在催化剂条件下与加合物反应过程中表现出非常高的反应活性，制备得到多种甲基烯ϒ氨基酸酯取代化合物，其收率在之间，且非对映立体选择性区间为。后期随着对反应研究的深入，发现该反应也可由醛通过锅法制备完成。醛和,二苯基氨基酸在甲醇溶液中，室温反应生成希夫碱，然后在乙腈中做催化剂，下与底物反应。其与事先制备锂盐在选择性和分离收率上没有太大差别。甲基烯ϒ氨基酰基化合物可以用来构建很多具有生物活性的化合物，例如甲基烯烃ϒ氨基羧酸脂可以很容易的转化成外甲基烯ϒ内酰胺类化合物，广泛存在于天然产物和药物中。总之，我们通过极性翻转发展了种制备甲基烯ϒ亚氨基羧酸脂胺类非常有效的方法，能在温和的条件下将醛类高产率和高选择性的转化为相应的胺类化合物。关键词氨基负离子，脱羧二氮杂二环辛烷三乙烯二胺，类化合物，极性翻转万方数据摘要上海师范大学硕士学位论文万方数据,.,,.,,..,.,.,.万方数据,万方数据上海师范大学硕士学位论文目录目录摘要第章论绪.胺类化合物的介绍.胺化合物的传统制备方法生物体内酶催化转胺.硝基还原合成胺酰胺还原合成胺氰基还原合成胺叠氮还原合成胺重排重排和递降合成胺本论文的立题思想第二章胺类化合物合成新方法的研究.引言甘氨酸希夫碱金属盐的制备.反应金属碱的研究反应时间的研究反应添加物的研究亲电试剂的合成锂盐与试剂反应的探索反应条件的研究.催化剂的选择溶剂的选择反应溶剂量的选择反应温度的选择物料比的选择空间官能团的选择活化官能团的选择.反应底物的扩展.万方数据目录上海师范大学硕士学位论文加成物底物的扩展甘氨酸希夫碱锂盐的扩展.产物的合成应用反应机理的推测本章小结.第三章实验部分.实验通则反应底物的合成.锂盐的制备.加和物的制备催化下的胺基化反应锅法制备甲基烯ϒ氨基羧酸脂.环状内酰胺的合成加和物的谱图数据甲基烯ϒ氨基羧酸脂及其应用产品的谱图数据.第四章结论参考文献附图硕士期间发表论文致谢万方数据上海师范大学硕士学位论文第章第章论绪.胺类化合物的介绍胺类化合物广泛存在于自然界当中，现有的药物分子中也有很大部分是胺或含胺官能团的衍生化合物。列举了些重要的胺类药物，可见胺确实是很多重要的生物活性分子或是其基本结构单元。胺类药物对于这类具有生物活性的胺类分子的发展，还依赖于对胺类化合物本身制备的发展。因此，近年来，有关胺类化合物的合成直受到有机化学家的关注。对映选择性合成胺是过去十年研究中的焦点。在世纪年代初，就有课题万方数据第章上海师范大学硕士学位论文组对亚胺的不对称氢化进行了研究，并可以实现。然而，这项工作也暴露出这类型的加氢面临的许多问题和挑战。后来进步随着对杂芳烃加氢研究工作的深入，我们在亚胺的不对称氢化方面取得了很大的进步，同时也出现了很多新的更多的挑战，后来形成了以和键形成的方法用于制备胺类化合物。同时，胺类化合物也是有机化学中类重要的化合物，常用作香料和有机合成工业的重要中间体。目前，在自然界中已经发现上千种具有生物活性的非天然氨基酸，科学家们将其嵌入蛋白质中，可以用来改变酶在生物体中的作用机制以及生理功能。同时，光学活性的氨基酸在药物化学农药化学品和食品添加剂中也有着非常广泛的应用。有号可用作食用香料的氨基酸类化合物有种。氨基酸类般没有明显气味,但它们能够增加香精的鲜味,因此可直接用于软饮料肉调味料牛奶糖果烘烤食品中。氨基酸还可作为原料，与还原糖和水解动植物蛋白通过美拉德反应生产肉味香精，通过该方法生产的肉味香精已经主导国内调味香精的市场。在日常生活中，除了食品中广泛的运用外，香料在日用化工品产业中有着不可或缺的地位，胺化合物可作为特征官能团或辅助基团用于合成当中,比较典型的如铃兰橙花素香料。铃兰是种具有强烈的新鲜百合香气，是种很重要的香料添加剂。年报道用苯腙的方法合成了铃兰如所示，化合物与反应生成亚胺化合物，经过立体选择性甲基化制备得到手性亚胺化合物，再经过步酸化得到目标化合物。铃兰的合成路线万方数据上海师范大学硕士学位论文第章橙花素是类亚胺化合物，因其独特新鲜甜润的橙花香气，适合在很多的日用香精中使用。但是橙花素构型作为过敏原如所示，已经被禁止使用，而橙花素致敏作用小得多，多被用于香精生产当中。橙花素的两种构型另外，光学活性类香料近年来越来越受到人们重视，开发研究这类香料已成为热点。这里包括开发新的立体选择性合成方法，不对称分离手段，有效的分析技术等，特别是如何有效地将这些高科技的手段应用到生产上将成为人们关注的重要课题。胺类化合物还可作为催化剂,对合成化学本身也有着重要的意义。万方数据第章上海师范大学硕士学位论文年，教授课题组报道了羟基奎宁丁衍生的胺和酸共催化的双二甲氨基苯基甲醇对分枝烯醛的烷基化见，反应收率可以达到，也表现出了的很好对映选择性，制备得到了，双取代烯醛目标产品。年后，该课题组用胺和酸组合催化剂，分别以两种不同的串联成环反应合成了含多个手性中心的位螺环苯并呋喃酮化合物如所示。在年，卢新教授课题组以樟脑磺酸作为抗衡离子和奎宁衍生的胺组成的新型手性离子对催化剂催化剂用量可低至催化偶氮二羧酸酯对分枝醛的直接氨基化反应见，高达的收率，的对映选择性得到目标化合物。由此可以看出，胺类化合物具有强大的催化性能，其单独催化或者与酸共催化都能显示强大的催化活性和高的对映选择性。其催化条件温和，底物普适性和催化反应类型范围广泛，操作简单以及环境友好等特点值得我们进步深入研究和开发利用。另外，很多胺还是很有用的拆分试剂。最经典的应用可以追溯到对酒石酸的拆分。在应用上，酒石酸有定的局限性，或酒石酸具有些特殊用途。制药工业大量使用酒石酸作为拆分剂医药上使用的也是或酒石酸，因为只有这样的旋光异构体才有特殊的生理效应，对些疾病才能显示出治疗的药理作用食品工业中也采用酒石酸作为酸味剂。由于旋光性的和酒石酸较酒石酸酸性能要好很多，使用范围广。因此，拆分酒石酸具有定的重要意义。对对映的旋光异构体，除对偏振光显示出左右旋光性外，其他理化性质几乎完全相同。因此，不能用普通的方法将其分离。对非对映的旋光异构体之万方数据上海师范大学硕士学位论文第章间，理化性质悬殊，其熔点溶解度比旋光度都有非常明显的差别，就可以利用这种差别将其分离。以甲醇做溶剂，对硝基苯氨基,丙二醇为拆分剂，其结构式为当酒石酸与拆分剂苏氨基化合物反应，生成对非对映的旋光异构体苏氨基酸性酒石酸盐与苏氨基酸性酒石酸盐。它们具有不同的熔点溶解度和比旋光度。实验中发现苏氨基酸性酒石酸盐在甲醇中的溶解度远远大于苏氨基酸性酒石酸盐。利用溶解度的差别达到分离两种盐的目的。反应方程式拟用以下构象投影式表示见。将已分离的非对映体盐分别用处理，除去拆分试剂，再经离子交换树脂交换浓缩结晶精制得到和酒石酸。由此可见，胺类化合物在现实应用当中有着十分重要的地位，对其制备的研究也就显得意义颇大。.胺化合物的传统制备方法传统上，胺的制备主要是对双键进行加成。但由于这类亲电试剂在万方数据第章上海师范大学硕士学位论文实际操作中很难稳定存在，这会大大增加合成的难度。在对腙烷基芳基取代的亚胺进行亲核加成时，由于其亲电活性比羰基化合物低很多，那么则需要很强的亲核试剂，如有机镁，有机锌及硼或硅试剂。另外，为了增强亚胺的亲电活性，可以在原子上引入较强的吸电子基团，如酰基磺酰基亚磺酰基和磷酰基等。另外就是通过生物酶催化转胺制备手性胺。生物体内酶催化转胺生物体内的氨基酸的形成是通过生物体内自身的转氨酶的催化，经过个转氨的过程来实现的见。首先，生物体内的酮酸与维生素中的吡哆胺衍生物缩合形成酮亚胺，然后转氨酶中的赖氨酸侧链的胺基拔去苄位的氢，得到个离域的负离子中间体，羧基位质子化得到醛亚胺，醛亚胺水解后，释放出自由的氨基酸以及吡哆醛，即次酮酸到氨基酸的代谢，即酮酸经过转氨得到氨基酸的过程。整个转氨过程能够可逆进行，吡哆醛可以逆向反应，也可以和其它的氨基酸进行次醛酸亚胺到酮酸亚胺的过程而得到酮酸，这样就可以使吡哆胺磷酸盐和转氨酶再生。万方数据上海师范大学硕士学位论文第章近几年关于生物转胺化反应的理论研究有了定的进展通过密度泛涵理论发现吡啶氮上质子化的吡哆醛的亚胺结构存在两种异构体见。这个发现和提出的反应中间体相类似。他们通过吡哆胺衍生物的碱形成过程中的密度泛函理论研究，得出转氨化反应中所有的质子转移过程都是在分子内进行的理论。若将转氨化反应中基于维生素的酶结构都看做为转氨酶，那么转氨化反应可以简化成如下反应式见，反应物中的氨基酸作为氮源使吡哆胺再生同时产生等量的酮酸。这种通过转氨化反应生成氨基酸的方式不仅对生物体有着关键意义，它同时也是合成非天然的光活性氨基酸和胺类化合物的重要方法。例如芳基氨基酸和手性甲基苯胺化合物的制备。芳基转胺酶如酪氨酸转氨酶和转氨酶共同使用可以自发合成芳基氨基酸，同时动力学拆分消旋体得到胺化合物,。两相的反应体系在这个生物合成中使用，苯乙酮溶解在有机相中，有效的移除了反应抑制剂，使两个转氨化反应都较完全反应。万方数据第章上海师范大学硕士学位论文在,二甲氧基苯丙酮的还原氮化反应中，异丁胺被证明是种很好的氮供体酮底物有两种转氨酶的作用下分别以大于的对映异构体过量值值生成或,二甲氧基安非他明见。由此可见，生物转氨酶催化的转氨化反应，由于酶的特征能够高效的合成光学活性氨基酸和胺化合物。但是酶的专性等特征使得生物合成氨基酸和胺的种类有限，远远无法满足当前对各种非天然光活性氨基酸和相关药物的需求。硝基还原合成胺硝基的还原是种常用的合成胺的方法，特别是芳香胺。在实际应用当中，最干净和简便的还原方法就是通过或加氢，因此实验过程中般会选择用加氢还原的方法还原硝基。原料溶于溶剂，用，或做催化剂，通入氢气，反应结束后过滤掉固体催化剂即可，有时需要加压力。当分子内存在对加氢敏感的官能团，如卤素而对加氢不敏万方数据上海师范大学硕士学位论文第章感双键三键时，就不得不采用化学还原的方法，最经典的要数铁粉的还原，原料溶于的乙醇中，加入还原铁粉，滴加盐酸或醋酸，加热反应，然后加入氨水或氢氧化钠等碱调节至碱性，萃取或水蒸气蒸馏得到产品。缺点是后处理很麻烦，生成的铁泥不易