β-内酰胺类化合物是一类极为重要的抗生素,近年来还发现β-内酰胺是极具潜力的丝氨酸蛋白酶抑制剂。因此,自1907年Staudinger首次报道了β-内酰胺的合成以来,这类杂环化合物的合成,特别是立体选择合成,一直是有机合成化学研究的前沿和热点领域之一。本论文在全面综述了近年来β-内酰胺的立体选择合成方面的研究进展基础上,研究了反式β-内酰胺的非对映选择、PEG树脂支载的液相合成以及对映选择合成,主要内容如下: 1.发展了一种辅助试剂诱导的反式β-内酰胺的非对映选择合成新方法。在底物烯醇上引入刚性的2-位环己基取代的2,3-二氢-4H-1,3-苯并噁嗪-4-酮作为辅助试剂,该烯醇在辅助试剂的诱导下与亚胺发生Gilman-Speeter反应,非对映立体选择地生成了反式β-内酰胺。这个反应分两步进行,第一步是烯醇与亚胺的亲核加成;第二步是分子内的亲核取代(环化)。芳胺与芳醛或者a,β不饱和醛或者脂肪醛的衍生亚胺都可以方便地发生此反应而得到β-内酰胺,产率为50-82%。但是在此条件下,苄胺的衍生亚胺不发生反应。反应的选择性很好,~1H NMR分析显示反式β-内酰胺为唯一产物。对于N原子亲核性较低的亚胺,反应停留在加成的一步,不发生环化反应,不能生成β-内酰胺,而生成β-氨基酰胺。β-氨基酰胺的两个新手性中心的相对关系可以通过单晶衍射来确定。反应的立体选择机理可以通过六元环的椅式过渡态进行合理解释,其中(Z)式烯醇的生成决定了β-内酰胺的反式构型。(Z)式烯醇的生成归因于辅助体2-位环己基的空间位阻效应。 2.发展了两种PEG支载的反式β-内酰胺的液相平行合成新方法。通过把亚胺连接在可溶性聚合物PEG上,实现了反式β-内酰胺的液相合成,反应的非对映选择性>98:2。而把辅助试剂负载在PEG上,可以通过“树脂-捕获-释放”策略合成出反式β-内酰胺,其优点在于反应在树脂上完成的同时,产物也被切割下来,省去了切割步骤。 3.发展了一种手性辅助试剂诱导的反式β-内酰胺对映选择合成新方法。在底物烯醇上引入刚性的2-位(L)-薄荷基取代的2,3-二氢-4H-1,3-苯并噁嗪-4-酮作