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手性锇催化剂催化的烯烃不对称二羟基化反应（简称AD反应）是合成手性邻二醇最有效的途径之一，可以将几乎所有类型的烯烃转变成相应的手性邻二醇，因此广泛地应用于药物、天然产物以及精细化工产品的合成。AD反应中使用的催化剂是由手性配体及OsO4原位产生的，但由于手性配体和OsO4非常昂贵，加之OsO4毒性大，极易挥发，限制了AD反应的工业化应用，因此，开发可回收和重复使用的手性锇催化剂是目前亟待解决的重大课题。目前的研究主要集中在两个方面：一方面，将手性配体共价键合到不溶或可溶性载体上制成负载手性配体，但在重复使用负载配体时必须补充OsO4，才能保证催化活性不降低；另一方面，将OsO4包裹在高聚物微囊内，或运用离子交换技术或共价键合的方法将OsO4固载在树脂、硅胶或层状双金属氢氧化物材料上，但手性配体却不能同时回收。目前，关于AD反应中手性配体和OsO4同时定量回收和重复使用问题已成为国外多个研究小组关注的热点。最近，聚乙二醇（PEG，FW 400）及离子液体被用于AD反应中OsO4及手性配体的同时回收，但是仍然存在手性配体或OsO4的流失，以及二者用量大等不足，因此，第四军医大学博士学位论文该方法并没有有效地解决两种催化组份同时回收的问题。 本论文的研究方向是AD反应中手性配体和手性催化剂的回收和重复使用，研究工作包括以下七个方面:1.根据金鸡纳生物碱衍生物配体的构效关系，设计并合成了三种手性双金鸡纳生物碱单季钱盐配体8、9和10。 以奎宁和奎尼定为原料分别与1，4一二氯一2，3一二氮杂蔡反应制备（QN）ZPHAL和（Qn）ZPHAL，然后通过（QN）ZPHAL、（oHQ）2-PHAL及（QD）ZPHAL与节基滇的季按化反应制备单季钱盐手性配体8、9和10。2.分别以PEG或离子液体【bmim』PF6作为反应介质，NMO为共氧化剂，将配体与四氧化饿原位配位用于烯烃的AD反应，反应结束后只需用甲基叔丁基醚萃取即可得产物，配体与四氧化饿则由于在甲基叔丁基醚中不溶解以及PEG或离子液体对0504的包裹作用而留在反应介质中继续循环使用。催化结果如下: （l）在PEG/NMO体系中，将配体8用于八种烯烃的AD反应，配体、0504和底物的摩尔比为0.02/0.005/l时，化学产率为78一90%，除反式一5一癸烯和蔡基烯丙基醚较低外，其它六种烯烃的相应二醇产物的ee值为78一96%。在该催化体系中，降低温度有利于提高立体选择性。以反式二苯乙烯为底物，在PEG/NMO体系中进行的AD反应，手性配体8和0504可连续回收和重复使用5次，仍保持较高的催化活性及立体选择性。 （2）配体9与配体8在结构上的差别是奎宁环上连的不是两个乙烯基而是两个乙基，因此9在AD反应中不会被氧化。在与8相同的催化反应条件下，手性配体9催化八种烯烃的AD反应得到的化学产率和ee值分别为70一90%和77一96%（反式一5一癸烯和蔡基烯丙基醚除外）。在反式二苯乙烯的AD反应中，手性配体9和0504可连续回收和重复使用5次，仍然保持较高的催化活性及立体选择性。实验结果表明将双金鸡纳生物碱衍生物配体分子中一个奎宁环上的N原子季钱化可以保证单季按盐配体的回收。 （3）配体10和配体8是一对假对映异构体，在AD反应中立体选第四军医大学博士学位论文择面相反，可得到相反构型的产物。在与8相同的催化反应条件下，手性配体10催化八种烯烃的AD反应得到的化学产率和ee值分别为72一90%和7996%（反式一5一癸烯和蔡基烯丙基醚除外）。在反式二苯乙烯的AD反应中，手性配体10和0504可连续回收和重复使用5次，仍然保持较高的催化活性及立体选择性。（4）在[bmim]PF6/NMO体系中，将配体8和10分别用于八种烯烃的AD反应，配体、0504和底物的摩尔t匕为0.02/0.015/l时，化学产率分别为67一91%和61一90%，ee值分别为66一99.9%和68一99.9%（反式一5一癸烯和蔡基烯丙基醚除外）。在反式二苯乙烯的AD反应中，手性配体和0504可连续回收和重复使用5次，仍然保持较高的催化活性及立体选择性。 在PEG/NMO及[bmim]PF6/NMO体系中，配体8，9和10对反式二取代烯烃的对映选择性（ 9499.9%ee）明显优于对链端烯烃的对映选择性（66一81%ee）。对芳香族烯烃的立体选择性高于脂肪族烯烃，与商品配体（DHQ）ZPHAL及（DHQD）ZPHAL的催化特性相似。与目前的文献报道相比，我们的催化体系具有以下特点:①两种催化组分可同时回收，在重复使用的过程中，无需补加配体和0504;②配体及0504的使用量少;③适用底物的范围广。该催化体系优于目前国内外相关研究报道的催化体系。3.用离子液体[e mim】BF4代替[b mim」PF6作为反应介质进行AD反应，实验结果显示0504和手性配体严重流失，表明【emim」BF4和【bmim』PF6虽然都是1，3一二烷基咪哇盐类离子液体，但他们在阳离子和阴离子结构上的差别对催化剂的回收有较大的影响。4.为了提高050;的回收率，我们制备了一种可回收和重复使用的TentaGel支载050;催化剂。该催化剂集中了均相和多相催化剂的优点:除具有一般树脂优秀的溶胀性能、易分离及可循环使用等特点外，最为重要的是它特有的聚乙二醇长链，既有水溶性，使连接在链端的手性配体?