摘要
叔丁基亚磺酰胺作为一种手性氨(chiral amines)的等价物，分子量小，每个对映异构体均廉价易得，在反应中具有很好的立体选择性，且手性辅基部分（叔丁基亚磺酰基）容易脱除，这些优点使得叔丁基亚磺酰胺在手性胺的合成中被广泛使用。本论文以手性叔丁基亚磺酰胺为基础合成原料，合成了N-叔丁基亚磺酰亚胺酸酯及其类似物，并研究了它们参与的立体选择性合成反应。 第一，本论文以α-烷硫基N-叔丁基亚磺酰亚胺酸酯为底物，在碱性条件下转化为烯胺盐与N-对甲苯磺酰亚胺发生亲核加成反应(Mannich反应)生成α-烷硫基-β-氨基酸衍生物，反应具有很高的收率和非对映选择性，底物适用范围较广，X-射线单晶衍射分析确定加成产物的绝对构型。Mannich加成产物可以发生多种后续转化:1）其DIBAL-H（二异丁基氢化铝）还原产物在酸性条件下可以形成硫鎓离子中间体，随后发生分子内的关环反应，得到手性硫中心构型翻转的环状亚磺酰胺产物;若加入苯甲醚则会发生立体选择性的傅-克烷基化反应，得到苯甲醚在对位发生亲电取代的产物—3，3-二芳基丙胺衍生物，该反应产物为3-构型保持的产物，进一步证实该反应是通过邻基参与-构型保持的转化过程，即该手性中心经历了两次构型翻转;若加入三异丙基硅烷这一负氢转移试剂，则得到硫鎓离子中间体的负氢开环产物。2）α-烷硫基N-叔丁基亚磺酰亚胺酸酯与邻硝基苯磺酰亚胺反应得到相应的Mannich加成产物，其中邻硝基苯磺酰基作为一个容易离去的基团，可以在苯硫酚和碳酸钾的作用下离去，得到具有游离氨基的手性α-烷硫基-β-氨基酸衍生物。3）对于硫原子上具有对甲氧基苄基的产物，可在醋酸汞-三氟乙酸作用下脱除对甲氧基苄基，得到含有硫醇结构的产物。 第二，利用N-叔丁基亚磺酰亚胺酸酯与二芳香基次磷酰氯反应，在亚胺酸酯α位立体选择性构筑C-P键，制备出一系列α-次磷酰基取代的N-叔丁基亚磺酰亚胺酸酯。反应具有很高的收率和非对映选择性，底物适用范围较好，X-射线单晶衍射分析确定产物的绝对构型。 第三，利用N2-叔丁基亚磺酰脒类化合物在金属催化下与碘苯亚胺进行反应，通过金属乃春中间体实现立体选择性S=N键的构筑，在硫原子上引入胺基，得到手性S-亚胺基磺酰脒。通过X-射线单晶衍射分析确定产物的绝对构型，说明在形成S=N键时手性硫原子的构型保持不变。N2-亚磺酰脒类化合物和芳基碘亚胺的底物适用性都很好，并且具有很高的反应收率。手性S-亚胺基磺酰脒在水合肼的作用下可以发生肼解反应得到手性S-亚胺基磺酰胺，反应收率中等到优秀，在肼解过程中硫原子的构型不受影响;也可以通过DIBAL-H还原然后再利用盐酸水解得到相同产物。 第四，本文初步探索了N-叔丁基亚磺酰亚胺与3-甲氧基丙烯酸甲酯的反应，制备出手性内酰胺类化合物，筛选了反应条件。由于没能优化出理想的反应结果，这部分工作未进行展开。 综上所述，本论文基于手性叔丁基亚磺酰胺，发展了几种新的立体选择性合成方法:1）通过α-烷硫基N-叔丁基亚磺酰亚胺酸酯与亚胺的亲核加成反应实现了手性α-巯基-β-氨基酸衍生物的立体选择性合成，同时研究了由该类产物的还原衍生物形成硫鎓离子中间体的后续合成应用;2）通过N-叔丁基亚磺酰亚胺酸酯与二芳香基次磷酰氯反应在α位立体选择性构筑C-P键;3）实现了金属催化N2-亚磺酰脒类化合物中S=N键的构筑，立体选择性地合成手性S-亚胺基磺酰脒及S-亚胺基磺酰胺类化合物;4）初步研究了由N-叔丁基亚磺酰亚胺合成手性内酰胺的反应。
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