摘 要

邻亚甲基醌是一类化学性质十分活泼的中间体，其被广泛的应用于有机合成及药物合成领域。随着21世纪不对称反应的飞速发展，邻亚甲基醌逐渐被众多科研小组重视，并应用于各个领域。在各个科研小组的不断研究中手性质子酸由于其独特的结构已然成为了最常用的催化体系之一。在该催化体系下，邻亚甲基醌中间体在众多科研小组的研究中进行了不对称碳碳键形成的反应、不对称碳杂键形成的反应、不对称环化反应等其他反应。随着反应底物的不断丰富，氮杂-邻亚甲基醌也被逐渐应用于手性氮杂骨架的构建之中。

论文主要研究了手性质子酸催化邻亚甲基醌中间体进行不对称反应的研究进展。

研究结果表明：手性质子酸催化邻亚甲基醌中间体进行各种类型的不对称反应都取得了一定的成功。

本文的特色：运用大量的研究结果对此类反应进行了分类总结，对一些重要研究做了其机理的阐述。

关键词：手性质子酸；邻亚甲基醌；不对称反应

Abstract

Ortho-quinone methidesis one of the highly reactive organic intermediates, which is widely used in the fields of organic synthesis and pharmaceutical synthesis. With the rapid development of asymmetric reactions in the 21st century, ortho-quinone methidesare gradually valued by many research groups and applied in various fields. In the continuous research of various research groups, chiral Brønsted acid has become one of the most commonly used catalysts due to its unique catalytic nature. Under this catalysts, ortho-quinone methides intermediates have undergone asymmetric carbon-carbon bond formation reaction, asymmetric carbon-heterobond formation reaction, asymmetric cyclization reaction and other reactions by many research groups. With the continuous enrichment of reaction substrates, aza-o-quinone methidesare also gradually used in the construction of chiral aza skeletons.

The thesis mainly studies the research progress of chiral Brønsted acid catalyzing the asymmetric reactions of ortho-quinone methides.

The results show that chiral Brønsted acid catalyzed ortho-quinone methides for various types of asymmetric reactions have achieved certain success.

The characteristics of this thesis: I classified and summarized a lot of research materials, and explained the mechanism of some important studies.

Key Words:chiral Brønsted acid；ortho-quinone methides；asymmetric reactions

目 录

第1章 绪论 1

第2章 邻亚甲基醌 2

第3章 手性质子酸 3

第4章 手性质子酸催化邻亚甲基醌中间体的不对称反应 4

4.1 手性质子酸催化邻亚甲基醌中间体不对称形成C-C键的反应 4

4.1.1 烯基硼化物作为亲核试剂的不对称加成反应 4

4.1.2 苯腙作为亲核试剂的不对称加成反应 4

4.1.3 吲哚作为亲核试剂的不对称加成反应 5

4.1.4 烯胺作为亲核试剂的不对称加成反应 6

4.1.5 酮酸作为亲核试剂的不对称加成反应 7

4.2 手性质子酸催化邻亚甲基醌中间体不对称形成碳杂键的反应 8

4.2.1 手性质子酸催化邻亚甲基醌中间体不对称形成C-H键的反应 8

4.2.2 手性质子酸催化邻亚甲基醌中间体不对称形成C-O键的反应 9

4.2.3 手性质子酸催化邻亚甲基醌中间体不对称形成C-S键的反应 10

4.2.4 手性质子酸催化邻亚甲基醌中间体不对称形成C-N键的反应 10

4.3 手性质子酸催化邻亚甲基醌中间体不对称环化的反应 11

4.3.1 手性质子酸催化邻亚甲基醌中间体的不对称[4 1]环化反应 11

4.3.2 手性质子酸催化邻亚甲基醌中间体的不对称[4 2]环化反应 12

4.3.3 手性质子酸催化邻亚甲基醌中间体的不对称[4 3]环化反应 16

4.4 基于多步反应生成邻亚甲基醌的中间体的不对称环化反应 18

4.4.1 不对称Prins环化反应 18

4.4.2 手性质子酸催化邻亚甲基醌中间体的不对称[3 2]环化反应 19

4.4.3 SPINOL衍生物的不对称合成 20

4.5 协同催化反应 22

4.6 手性质子酸催化氮杂-邻亚甲基醌中间体的不对称反应 23

结 论 26

参考文献 27

致 谢 31

1. 绪论

邻亚甲基醌是一类在有机合成和药物化学领域极其重要的中间体，在近20年众多科研人员把它广泛地应用在合成各种手性含氧骨架的方案中^[1-3]。邻亚甲基醌在结构上与邻醌相似，其中一个羰基被一个亚甲基单元取代，因此邻亚甲基醌极化更强，更具反应性。因此，在正常情况下邻亚甲基醌不够稳定难以隔离，它们可以与亲核试剂快速反应或发生二聚化等。

虽然在1907年Fries小组就提出了邻亚甲基醌中间体的概念^[4]，但由于邻亚甲基醌的高反应性，其在不对称合成反应中进展十分缓慢。直到21世纪，随着不对称催化的快速发展，邻亚甲基醌催化不对称反应的发展才得到了巨大的进展，其中包括不对称加成反应、环化反应等一系列反应，为有机合成和药物化学做出了巨大贡献。

如今，经过众多科研团队的研究，他们已经开发出来多种催化体系，其中手性质子酸催化体系作为应用最广泛、最实用的催化体系之一。因此，这篇综述总结了这些反应，并根据不同的反应类型进行了组织分类：（1）碳碳键形成的反应；（2）碳杂键形成的反应；（3）环化反应等其他反应。

1. 邻亚甲基醌

邻亚甲基醌（6-甲亚基-环己-2,4-二烯酮）由于化学性质十分活泼，因此邻亚甲基醌在有机合成以及药物化学领域被广泛应用。邻亚甲基醌中间体的电荷分布具有特定的共振结构（图2.1），因此邻亚甲基醌中间体很难以游离形式单独存在。所以，在1907年Fries小组就提出了邻亚甲基醌中间体的概念，但是直到1971年McIntosh小组才通过低温红外光谱间接观测到邻亚甲基醌中间体的结构^[5]，随后直到1998年Amouri小组才通过采用金属铱与邻亚甲基醌形成配合物进行X衍射观测晶体结构的方式首次证明了邻亚甲基醌中间体的存在^[6-8]。