有機催化劑ORGANOCATALYST

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

美國

專利申請案號

12/609,192

專利證號

US 8,008,508 B2

專利獲證名稱

有機催化劑ORGANOCATALYST

專利所屬機關 (申請機關)

國立臺灣師範大學

獲證日期

2011/08/30

技術說明

在不需要金屬參與條件下，進行不對稱催化反應，可以追溯到1920年代。在1970年代藉由脯胺酸分子，催化分子內Aldol縮合反應得到不錯的鏡像選擇性(74-93% ee)，可惜當時的發展並每有引起化學家太大之注意，只應用在類固醇藥物的前驅物的製備上，利用有機小分子進行不對稱催化反應並沒有引起迴響。往後30年間，結合金屬中心與有機分子螯合劑的使用，主宰有機不對稱合成的發展。西元2000年，List教授重新發掘脯胺酸(L-proline)在不對稱合成上的應用，發現脯胺酸能夠有效催化分子間不對稱Aldol反應，利用丙酮與不同的芳香性醛及-枝鏈醛類為起始物，藉由脯胺酸的催化可得到很好的鏡像超越值。此後幾年之間，化學家們陸續的利用脯胺酸及其衍生物活化醛類或是酮類官能基，形成烯胺中間體，做為不對稱親核性試劑的來源，進行一系列不對稱親核性加成反應的探討 (List, B.; Mukherjee, S.; Y, J. W.; Hoffmann, S. Chem. Rev. 2007, 107, 5471.)。 二.有機催化劑的優勢: 小分子有機催化劑可以在相對溫和的條件下，進行催化反應，甚至於可在水中進行反應，有機催化劑對於環境的汙染相對較小(沒有金屬)，另外; 有機催化劑可以有效製備，容易大量生產，可以在水溶液條件下進行反應等等，綜合以上的特點，使得有機催化劑成為不對稱催化反應重要的研究領域。 三.本發明的成果: 催化劑1已成功的應用在不對稱Michael反應以及醛類-胺基化反應，得到不錯的產率與鏡像選擇性。 不對稱Michael反應： 以alpha,alpha-雙取代醛a為起始物與反式-brta-硝基苯乙烯b在催化劑1的催化下進行不對稱Michael反應，可達到產率99%，鏡像選擇性93% ee (見附件 eq1) 不對稱醛類alpha-胺基化反應： 以alpha-單取代醛d為起始物與化合物e在催化劑1的催化下進行不對稱醛類-胺基化反應，接著由NaBH4將醛基還原，可達到產率92%，鏡像選擇性99% ee(見附件 eq2) Novel pyrrolidine-camphor organocatalyst 1-8 (see appendix) were designed, synthesized and proved to be efficient catalysts for the asymmetric Michael reaction. Treatment of alpha,alpha-disubstituted aldehydes a to -nitroalkenes b in the presence of 20 mol% organocatalyst 1 and 20 mol% benzoic acid under solvent-free condition provided the desired Michael product possessing an all-carbon quaternary center with high chemical yields (up to 99% yield) and high levels of enantioselectivities (up to 93% ee). On the other hand, an excellent enantioselective alpha-amination of aldehydes with diazocarboxylate esters catalyzed by the pyrrolidinyl-camphor derived binfunctional organocatalyst 1. The alpha-amino alcohols were obtained with good chemical yields (up to 92%) and excellent stereoselectivities (up to >99% ee) when only 5 mol% of catalyst 1 was used at –40 oC

備註

本部(發文號1100066083)同意貴校110年8月30日師大研合字第1101021150號函申請終止維護專利。(師大)

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