单手性螺旋聚不饱和酮的手性识别及其在不对称催化中的应用

螺旋聚甲基丙烯酸三苯甲基酯（PTrMA）被用作高效液相色谱（HPLC）手性固定相。但PTrMA中维持螺旋结构的大体积基团三苯甲基是通过酯键与聚合物连接，易与常用溶剂甲醇发生醇解而失去螺旋性。人们通过修饰PTrMA的芳基以抑制醇解。我们合成了新型螺旋聚合物聚薄荷基乙烯基酮（poly-MVK），这种螺旋聚合物没有酯键，彻底消除了醇解。本项目在先期手性螺旋poly-MVK的合成基础上，将poly-MVK应用到手性识别上。拟开展两方面研究：1）将poly-MVK键合到硅胶上制成HPLC手性固定相，以得到一种完全新型的手性固定相材料；2）研究螺旋poly-MVK对反应的手性诱导作用：通过其侧链羰基引入催化活性中心以得到聚合物手性催化剂，该催化剂有主链螺旋手性和侧链薄荷基手性两个不对称因素，定有良好对映选择性，且可再沉淀简单回收，重复使用。选定的模型催化反应有烃基金属对醛的加成、酮的还原和D-A反应。

生物体内有许多手性分子，这些手性分子对于维护生物体的正常生命、遗传和繁衍起着重要的作用。生物体的许多疾病要用手性分子药物才能治愈。目前，许多制药公司开始大量投入手性分子药物的研发。不对称催化和手性识别是手性分子药物合成的重要手段。目前比较好的不对称催化剂大部分都是小分子，但小分子不易回收重复使用，增加了合成成本。虽然也有报道聚合物负载的手性催化剂报道，但应用范围并不广。本研究合成新的螺旋聚合物，以其找到回收方便的手性催化剂，降低催化成本。取得了如下成果：在先期研究的poly-MVK上的侧链上引入β-氨基醇，将其应用于硝基甲烷对醛的加成，得到了产率高达94%，ee值高达46%的结果；应用于苯乙炔对芳香酮加成的不对称诱导作用，产率达63%，ee值达75%。合成了一些带联萘侧基的聚合物，并证明这些聚合物在溶液中具有稳定的螺旋结构。发现有几种螺旋聚合物对醛基的加成反应和羰基的还原有对映选择性诱导作用，且聚合物回收重复使用4次产率和立体选择性没有发现明显的变化。发现螺旋旋光的聚[(S)-3-乙烯基-2,2’-二羟基-1,1’-联萘]对二乙基锌与芳醛加成的不对称诱导，产率高达94%，ee值高达99%；螺旋旋光的聚[(S)-3-乙烯基-2,2’-二羟基-1,1’-联萘]对硼烷还原酮的不对称诱导，产率高达96%，ee值高达99%；合成了旋光的聚[3-(9-烷基芴-9-基)环氧丙烷]螺旋聚醚，发现这种螺旋聚醚在乙基溴化镁与醛的加成反应中有很好的对映选择性诱导作用。其产率高达80%，ee值高达52%。从易得的旋光环氧氯丙烷和非手性的大位阻化合物合成了三齿的氨基二醇，发现该氨基二醇对二乙基锌与醛的加成有良好的的对映选择性诱导作用，产率高达95%，ee值高达96%。对甲基锂与醛的加成有良好的对映选择性诱导作用，产率高达90%，ee值高达86%。为手性合成提供了一条新策略。