关键词： 手性农药   杀菌剂   氮杂环卡宾   不对称合成  

摘要： 手性农药的不同构型对其生物活性有很大的影响。光学纯手性农药具有药效高、用药量小、对作物和环境生态更安全、相对成本更低和市场竞争力强等优势,已成为21世纪新农药研发的热点,但大多数手性农药仍以消旋体形式市售使用。针对氮杂环卡宾催化高效、高立体选择性构建中心手性、轴手性和面手性农药活性分子的方法分别作简要分析和总结,旨在为手性农药高效合成提供指导。

关键词： 诺贝尔化学奖   有机合成   不对称合成  

摘要： 在厘清和比较21世纪以来有机合成领域的诺贝尔化学奖的获得情况的基础上,陈述我国有机合成研究现状,为我国未来有机合成研究的方向提出一定的建议。

关键词： 迈克尔加成反应   Conia-ene环化反应   螺环吡唑啉酮   金鸡纳碱   手性  

摘要： 利用炔系硝基烯烃和吡唑酮的迈克尔加成/Conia-ene环化反应立体选择性合成手性螺环吡唑啉酮,并对影响反应的因素进行考察,比较了过渡金属、不同骨架的配体、溶剂、温度对反应的影响.结果表明,当以金鸡纳碱和廉价金属铜为催化剂,三氯甲烷为溶剂在-40℃下,反应可以达到97%的产率、大于20:1的dr值和91%的ee值.

关键词： 秋水仙碱   (-)-N-乙酰秋水酚甲醚   叔丁基亚磺酰胺   不对称合成  

摘要： 采用相对简单的不对称合成方法,完成了秋水仙碱及其天然类似物(-)-N-乙酰秋水酚甲醚(NCME)的形式全合成.首先经简单醛、酮的Aldol缩合完成碳骨架的构筑,然后经手性亚磺酰胺诱导的不对称还原胺化反应,廉价、高效地合成了手性胺中间体;再经过高价碘试剂的氧化关环,构筑该类生物碱的三元环结构.本策略为该类生物碱的简便、快速合成提供了有效方法.

关键词： 不对称合成   不对称因子   偏振发光   手性分子   电磁学   荧光量子产率   三维显示   光电器件  

摘要： 圆偏振发光(circularly polarized luminescence,CPL)材料在三维显示、光学信息存储和加密、不对称合成、光电器件等方面具有广阔的应用前景,近年来已成为前沿研究的一个热点[1].衡量CPL材料性能优劣通常有两个关键参数,一个是荧光量子产率(ΦF),另一个是发光不对称因子(glum).在实际研究中,CPL材料的ΦF和|glum|通常情况下是无法兼顾的,很少有材料可以同时具有高ΦF和高|glum|.手性纳米石墨烯是一类具有非平面手性共轭结构的纳米石墨烯,在手性光学、电磁学等方面拥有其他传统手性分子可能无法具备的优势性能[2]。

关键词： 单硫代丙二酸酯   有机小分子催化   不对称合成   硫酯  

摘要： 近年来,单硫代丙二酸酯作为亲核活性增强的丙二酸酯类似物,在不对称有机小分子催化反应中得到了很好的应用,实现了一些普通丙二酸酯无法实现的反应。本文综述2012年至今,单硫代丙二酸酯的合成方法及其参与的有机小分子催化不对称反应的研究进展。

关键词： 联烯   氮杂芳烃   呋喃   串联环化   不对称合成  

摘要： 联烯具有独特的结构，广泛存在于天然产物、活性分子、功能材料和配体中。联烯的三个碳原子的p轨道形成两个相互垂直的π轨道，具有很高的张力，这使得联烯可以转化为结构复杂多样的分子。在联烯化学中，轴手性联烯可以转化为具有中心手性的分子。因此，有机化学家也越来越关注轴手性联烯的合成，不断开发简洁高效的方法合成轴手性联烯。目前已有合成手性联烯的方法普遍具有一定的局限性，底物需要特定的结构，无法构建含有氮杂芳基取代的手性联烯。因此，本文基于氮杂芳烃的性质，探索并开发了一种构建手性氮杂芳基联烯的方法。　　通过手性Br?nsted酸催化的膦介导的脱氧策略，以氮杂芳基乙炔基叔醇为底物，可以同时得到手性的氮杂芳基联烯和炔丙叔醇。这种无金属催化的方法能以良好到优异的对映选择性构建多种氮杂芳基取代的手性联烯。同时，该方法能够实现多种氮杂芳基乙炔基叔醇的动力学拆分，也是首次实现了氮杂芳基乙炔基叔醇的不对称制备。这种方法底物适用范围广，具有高的选择性因子（高达235），同时也具有潜在的应用价值，不仅能够把氮杂芳基化合物同时转化为手性的联烯和叔醇，当以廉价易得的氘水作为氘源时，还能以较高的ee值和氘代率实现了手性氘代联烯的合成。　　联烯作为合成砌块可以转化为许多有价值的化合物，比如杂环化合物。构建杂环化合物时，大多数合成方法必须预制备含有杂原子的联烯，再在金属催化剂的活化下发生分子内的环化反应生成杂环化合物。为了避免使用金属催化剂和提高合成方法的简洁性，可以基于联烯的转化模式发展高效绿色的合成方法。因此，本文利用氮杂芳基联烯的性质，开发出了一种光介导和Br?nsted酸促进的串联环化策略构建了多取代呋喃衍生物。　　在可见光和Br?nsted酸存在的条件下，4-苯甲酰-1,4-二氢吡啶和氮杂芳基取代的1,3-烯炔发生自由基加成反应，再经氮杂芳基联烯中间体发生分子内环化反应生成呋喃衍生物。该串联环化策略经自由基途径，具有条件温和，对环境友好的特点，能够高效地在一个分子中同时引入呋喃环和氮杂芳环。这种方法底物适用范围广，官能团耐受性良好，可以实现多种类型取代基的二、三和四取代的呋喃衍生物的合成。　　本文基于氮杂芳环的性质，采用操作简单，对环境友好的催化体系，发展了构建含有氮杂芳环的手性联烯，手性炔丙醇和多取代呋喃的方法，合成了一系列结构全新的手性联烯，手性炔丙醇和呋喃化合物，在一定程度上扩充了化合物库的种类，为活性化合物的筛选提供了物质基础。

关键词： ω-转氨酶   不对称合成   西洛多辛中间体   分子改造  

摘要： ω-转氨酶是转氨酶(transaminase,TA,EC2.6.1.X)的一种,依赖磷酸吡哆醛为辅酶,催化酮与氨基之间发生转氨反应。与其他转氨酶不同,ω-转氨酶不要求底物为氨基酸和酮酸,可以催化许多结构不同的伯胺(如:芳基胺R-甲基苄胺或烷基胺)与酮之间的转氨反应,具有更宽的底物谱。 西洛多辛是一种α-肾上腺素受体拮抗剂,临床上用于治疗前列腺增生,是一种含手性胺基团的药物。在其合成过程中有一关键的R型手性胺中间体,赋予其独特的单一光学异构体特性。但该中间体在传统化学合成方法有一定难度,本文采用分子生物学手段构建筛选特定的ω-转氨酶,并对其进行理性改造获取活性更高的ω-转氨酶,用于生物定向合成R型西洛多辛中间体。 本课题通过基因筛选、分子构建等手段获得两种R型ω-转氨酶Ar TA与At TA基因,使用p ET28a(+)载体,将以上基因分别导入*** BL21(DE3)中表达,获得工程菌*** BL21(DE3)/p ET28a(+)-Ar TA与*** BL21(DE3)/p ET28a(+)-Ar TA并成功实现异源表达。构建西洛多辛中间体的检测方法,以单位时间西洛多辛中间体的生成量定义为转氨酶活,比较两者转氨能力发现Ar TA的转氨能力是At TA的30倍,选择Ar TA进行后续酶学研究,优化其表达条件获得高表达量的ω-转氨酶Ar TA。 通过对Ar TA进行分子改造,获得了正向突变体H62A/S223A其细胞活性是原始酶的2.74倍。蛋白纯化后测定ω-转氨酶的酶学性质,发现突变体与原始酶在最适温度与p H与原始酶一致,为35℃和7.0。H62A突变导致通道入口最窄处两个残基距离由6.4 nm扩大到9.8 nm,降低了Km;S223A的引入使自由能下降了0.726 kcal/mol,提升了酶的稳定性。因突变体H62A/S223A催化活性高,选择其合成西洛多辛中间体。 对转氨产物进行分离纯化与结构确证,通过质谱、核磁共振表征及手性柱分析,确定酶促产物为R-西洛多辛中间体,其ee%(R)大于99%。对酶促反应过程的酶添加形式、反应温度、p H、共溶剂的种类和比例、底物与氨基供体的比例与底物浓度的优化确定了反应的最佳条件:底物100 m M、氨基供体140m M、细胞添加量为25 U/m L(反应液)、100 m M p H7.0磷酸缓冲液控制p H,添加10%甲醇做共溶剂在35℃反应96 h,可以获得90%的转化率。最后对ω-转氨酶的生产以及酶促反应进行了放大,成功在5 L发酵罐实现了ω-转氨酶的发酵生产;在200 m L反应体系反应24 h,获得了与实验室小试一致的90%转化率,为更大规模的生产提供了工艺数据。 研究结果为非氨基酸类手性胺化合物生物定向合成及后续ω-转氨酶的研究提供参考,为R型西洛多辛中间体的绿色环保工艺生产打下基础。

关键词： 环丙烷醇   homo-Mannich反应   2,6-二取代哌啶  

摘要： 2,6-二取代哌啶结构广泛存在于天然产物、活性分子及药物分子中。目前构建2,6-二取代哌啶结构的方法主要有还原胺化、亚胺加成和aza-Michael加成等反应,这些方法往往存在操作复杂、使用贵金属、立体选择性不佳等不足。因此发展新合成方法实现2,6-二取代哌啶化合物的高效不对称合成具有重要研究价值。本论文通过环丙烷醇与亚胺的homo-Mannich反应实现了系列2,6-二取代哌啶化合物的不对称合成。以商业可得的手性氨基酸为起始原料,经过酯化、苄基保护、Kulinkovich环丙烷化、Pd/C氢化还原脱除苄基合成了多种取代类型的手性氨基环丙烷醇。该类氨基环丙烷醇与醛原位生成亚胺后,以Cu Cl/双亚胺为催化剂,发生环丙烷醇与亚胺的分子内homo-Mannich反应,以较高的非对映选择性实现一系列结构多样性的2,6-二取代哌啶环化合物的合成。以上述方法学为关键步骤,论文还对天然产物Nupharamine的全合成进行了探索,成功合成得到其关键前体。鉴于环丙烷醇的homo-Mannich反应除本课题组之外鲜有报道,研究成果丰富了环丙醇化学,也为2,6-二取代哌啶化合物的不对称合成提供了一种新方法。

关键词： 钯催化   磺酰胺化   DABSO   异喹啉酮   不对称合成  

摘要： 磺酰胺类化合物被广泛应用于药物化学和农业化学领域,其在抗菌、抗癌、抗白血病、抗糖尿病等方面具有优良的生物活性。然而,传统的合成磺酰胺类化合物的方法通常使用有毒有害的原料,并且存在反应条件复杂、原子利用率不高等问题,从而加剧了对环境的破坏。鉴于此,需要探索环境友好、操作简单的合成方法用以构建结构多样的磺酰胺类化合物,以满足人们对磺酰胺类化合物的需求,并且减少生产过程中对环境的不良影响。近年来使用二氧化硫替代物合成磺酰胺类化合物受到科学家们的广泛研究,因其避免了使用毒性高、难控制、污染环境的二氧化硫气体,且具有温和高效,易于处理等特点,切合绿色化学的理念。DABSO作为最常用的二氧化硫替代物之一,其具有容易制备,在商业上易得,且性质稳定等优点,是一种理想的制备磺酰胺类化合物的试剂。因此,以DABSO为磺酰基源,研究了钯催化的二氧化硫插入反应合成官能团化的磺酰胺化合物。具体包括以下内容:1、钯催化的二氧化硫插入反应合成含磺酰胺官能团的异喹啉酮化合物以2-碘-N-(2-甲基烯丙基)苯甲酰胺为底物,O-苯甲酰羟胺作为亲电性的胺源试剂,通过钯催化的分子内Heck反应和二氧化硫插入反应,在温和条件下合成了含磺酰胺官能团的异喹啉酮骨架化合物。根据相关实验结果,提出了可能的反应机理。此外,鉴于合成的含磺酰胺官能团的异喹啉酮骨架化合物含有一个季碳立体中心,还对反应进行了初步的不对称催化合成研究,利用类似策略合成的手性砜类化合物的ee值最高能达30%。2、钯催化的二氧化硫插入反应合成苯磺酰胺化合物以碘苯为底物,DABSO为二氧化硫源,O-苯甲酰羟胺为亲电性的胺源,一锅两步法合成了一系列苯磺酰胺化合物。在前人工作的基础上对反应条件进行了优化,减少了金属催化剂和氧化还原剂的使用,扩展了亲电试剂的反应范围。反应放大至克级规模后对产率的影响小,体现了该反应的实用性。根据相关实验结果,提出了可能的反应机理。