基于四甲基螺二氢茚骨架的单膦配体及其中间体和制备方法与用途技术

本发明专利技术公开了一种基于四甲基螺二氢茚骨架的单膦配体及其中间体和制备方法与用途。所述的单膦配体是具有通式I或I’所示结构的化合物或所述化合物的对映体、消旋体或非对映异构体，包括亚膦酸酯配体、亚磷酸酯配体、亚磷酰胺酯配体、磷酸和膦酰胺。该单膦配体以已知的3,3,3',3'‑四甲基‑1,1'‑螺二氢茚‑7,7'‑二甲醛衍生物为原料，经由通式II作为关键中间体的制备路线获得。本发明专利技术开发了一类新型的单膦配体，可作为配体用于金属催化的有机反应或直接催化有机反应，特别是可作为手性的单膦配体广泛用于包括不对称加成、不对称氢化、不对称偶联和不对称烯丙基烷基化等许多手性催化反应中，具有经济实用性和工业应用前景。

Mono phosphine ligand and its intermediates based on four methyl spiro two hydrogen Dien skeleton and preparation methods and uses thereof

The invention discloses a monophosphine ligand based on tetramethylspirodihydroindene framework, a preparation method and application thereof. The monophosphine ligand is an enantiomer, racemate or non-enantiomer of a compound or compound with the structure shown in formula I or I', including a phosphite ester ligand, a phosphite ester ligand, a phosphoric acid and a phosphamide. The monophosphine ligand was synthesized from the known 3,3,3',3'tetramethyl_1,1'7,7'820 The present invention has developed a new type of monophosphine ligands which can be used as ligands for metal-catalyzed organic reactions or direct catalytic organic reactions, especially as chiral monophosphine ligands for many chiral catalytic reactions including asymmetric addition, asymmetric hydrogenation, asymmetric coupling and asymmetric allyl alkylation. It has economic practicability and industrial application prospect.

【技术实现步骤摘要】
基于四甲基螺二氢茚骨架的单膦配体及其中间体和制备方法与用途
本专利技术涉及有机化学
，涉及一种新型的基于四甲基螺二氢茚骨架的单膦配体及其中间体和制备方法与用途。该类单膦配体可用于金属催化的偶联反应或不对称反应，或直接催化有机反应。
技术介绍
不对称催化反应是当今合成化学中最为活跃的研究领域之一,该技术以最直接的、最有效的方法获得手性分子。它具有手性增殖、高对映选择性、经济性，易于实现工业化的优点。实现高效高选择性的不对称催化反应是合成化学领域中一项挑战性的课题，其关键科学问题是发展和发现新型高效的手性配体及其催化剂。当前手性配体的设计合成已经取得快速发展，有众多的优秀手性配体或催化剂被合成出来(如下各结构式所示)，并有相当一些手性配体应用于工业化生产。不过，仍然存在包括配体的适用性有限，对反应底物高度依赖等很多问题，没有任何一种手性配体是通用的。因而寻求新型高效高选择性的手性配体一直是不对称合成中的永恒主题。1999年，Birman等人从间甲氧基苯甲醛出发，经过六步反应合成得到了外消旋的螺二氢茚二酚SPINOL(1,1'-螺二氢茚-7,7'-二醇)，又通过化学拆分获得了相应的光学对映体(Tetrahedron:Asymmetry1999,10,12)，并指出了该化合物可用于合成各种手性配体。不过显然，按照此路线或者其他其他公开方法都是无法获得相应的3,3,3',3'-四甲基-1,1'-螺二氢茚-7,7'-二醇及其衍生物。四甲基螺二氢茚二酚(3,3,3',3'-四甲基-1,1'-螺二氢茚-6,6'-二醇，MSPINOL)在1962年就已被报道可从工业上使用的双酚系列产品(比如双酚A，双酚C等等)通过酸催化直接一步高产率得到，后续已有改良的规模化制备方法和手性拆分方法，如下反应式(参考文献J.Chem.Soc.,1962,415-418；Org.Lett.,2004,6,2341-2343；US2006/0020150；US4879421；Bull.Chem..Soc.Japan,1977,44,496-505)；基于该骨架，我们曾成功应用于设计合成基于四甲基螺二氢茚骨架的膦-噁唑啉配体化合物(PCT/CN2018/071714)，基于四甲基螺二氢茚骨架的双噁唑啉配体化合物(PCT/CN2017/119944)，基于四甲基螺二氢茚骨架的膦配体化合物(PCT/CN2017/116105)。本专利技术拟利用廉价易得的四甲基螺二氢茚二酚，设计制备相应的基于四甲基螺二氢茚骨架的单膦配体，包括亚膦酸酯配体、亚磷酸酯配体、亚磷酰胺酯配体、磷酸和膦酰胺；该类配体相比基于螺二氢茚骨架的单膦配体来说，螺环骨架上无活泼的芳亚甲基，四甲基螺二氢茚骨架更稳定并且刚性更强，原料廉价丰富，合成路线更短，制备成本低廉，实用性强，更易于修饰扩大配体库，将大大丰富膦配体衍生物，另外基于该类骨架衍生的配体，有不同的二面角预示着不同的催化效果或用途。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于四甲基螺二氢茚骨架的单膦配体化合物及其中间体和制备方法与用途。一种基于四甲基螺二氢茚骨架的单膦配体，是具有如下通式I或I’的化合物或所述化合物的对映体、消旋体或非对映异构体：式I和式I’中：R1和R6分别独立选自氢、C1-C10的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、C1-C4的烷氧基或全氟烷氧基、芳氧基或取代的芳氧基、杂芳氧基或取代的杂芳氧基、芳基亚甲基氧基或取代的芳基亚甲基氧基、杂芳基亚甲基氧基或取代的杂芳基亚甲基氧基、芳基或取代的芳基、杂芳基或取代的杂芳基；R2、R3、R4、R5分别独立选自氢、卤素、C1-C10的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、C1-C4的烷氧基或全氟烷氧基、芳氧基或取代的芳氧基、杂芳氧基或取代的杂芳氧基、芳基或取代的芳基、杂芳基或取代的杂芳基；其中所述取代的芳氧基、取代的芳基或取代的杂芳基是具有一个或多个取代基，所述取代基是独立选自卤素、N-二甲基胺基、C1-C4的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、C1-C4的烷氧基或全氟烷氧基、亚甲二氧基、芳基、芳氧基、杂芳基；所述的杂芳基是C5-C14的杂芳基；式I中：X选自C1-C10的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、芳基亚甲基或取代的芳基亚甲基、芳基或取代的芳基、杂芳基或取代的杂芳基、芳基乙烯基苯基或取代的芳基乙烯基苯基、C1-C10的烷氧基或全氟烷氧基、C1-C10的环烷氧基或取代的环烷氧基、芳氧基或取代的芳氧基、杂芳氧基或取代的杂芳氧基、芳基亚甲基氧基或取代的芳基亚甲基氧基、杂芳基亚甲基氧基或取代的杂芳基亚甲基氧基、芳基乙烯基苯氧基或取代的芳基乙烯基苯氧基、取代的丙氧基、R8SO2NR7、NR7R8，其中所述取代的芳氧基、取代的丙氧基、取代的芳基或取代的杂芳基是具有一个或多个取代基，所述取代基是独立选自卤素、N-二甲基胺基、C1-C4的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、C1-C4的烷氧基或全氟烷氧基、亚甲二氧基、芳基、芳氧基、杂芳基、取代脲基；所述的杂芳基是C5-C14的杂芳基；R7和R8分别独立选自氢、C1-C4的烷基、环烷基或取代的环烷基、芳基或取代的芳基、杂芳基或取代的杂芳基、芳基亚甲基或取代的芳基亚甲基、芳基甲基次亚甲基或取代的芳基甲基次亚甲基、取代的二芳基次亚甲基、芳基乙烯基次亚甲基或取代的芳基乙烯基次亚甲基；R7和R8可以组成2-亚甲基烷氧基吡咯烷基、2,5-二芳基吡咯烷基或2,5-二(取代的芳基)吡咯烷基、C3-C14环状体系或取代的苯并脂肪环状体系；其中所述取代的环烷基、取代的芳基或取代的杂芳基是具有一个或多个取代基，所述取代基是独立选自卤素、N-二甲基胺基、C1-C4的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、C1-C4的烷氧基或全氟烷氧基、亚甲二氧基、芳基、苄基、芳氧基、取代脲基；式I’中：Y选自氢、羟基或NHR9；R9选自氢、C1-C4的烷基、环烷基或取代的环烷基、芳基或取代的芳基、杂芳基或取代的杂芳基、芳基亚甲基或取代的芳基亚甲基、芳基甲基次亚甲基或取代的芳基甲基次亚甲基、取代的二芳基次亚甲基、C1-C18的烷基或全氟烷基磺酰基、芳基或取代芳基磺酰基；其中所述取代的环烷基、取代芳基磺酰基、取代的芳基或取代的杂芳基是具有一个或多个取代基，所述取代基是独立选自卤素、N-二甲基胺基、C1-C4的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、C1-C4的烷氧基或全氟烷氧基、亚甲二氧基、芳基、苄基、芳氧基、取代脲基。所述的基于四甲基螺二氢茚骨架的单膦配体，可以是由下式I-A所示的亚膦酸酯配体或其对映体：式中：R1选自氢、C1-C10的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、C1-C4的烷氧基或全氟烷氧基、芳氧基或取代的芳氧基、杂芳氧基或取代的杂芳氧基、芳基亚甲基氧基或取代的芳基亚甲基氧基、杂芳基亚甲基氧基或取代的杂芳基亚甲基氧基、芳基或取代的芳基、杂芳基或取代的杂芳基；R2选自氢或C1-C4的烷基；R3选自C1-C10的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、芳基或取代的芳基、芳基乙烯基苯基或取代的芳基乙烯基苯基、杂芳基或取代的杂芳基；其中所述取代的芳氧基、取代的芳乙烯基苯基、取代的芳基或取代的杂芳基是具有一个或多个取代基，所述取代基是独立选自卤素、N-二甲基胺基、C1-C4的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于四甲基螺二氢茚骨架的单膦配体，其特征在于，是具有如下通式I或I’的化合物或所述化合物的对映体、消旋体或非对映异构体：

【技术特征摘要】
1.一种基于四甲基螺二氢茚骨架的单膦配体，其特征在于，是具有如下通式I或I’的化合物或所述化合物的对映体、消旋体或非对映异构体：式I和式I’中：R1和R6分别独立选自氢、C1-C10的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、C1-C4的烷氧基或全氟烷氧基、芳氧基或取代的芳氧基、杂芳氧基或取代的杂芳氧基、芳基亚甲基氧基或取代的芳基亚甲基氧基、杂芳基亚甲基氧基或取代的杂芳基亚甲基氧基、芳基或取代的芳基、杂芳基或取代的杂芳基；R2、R3、R4、R5分别独立选自氢、卤素、C1-C10的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、C1-C4的烷氧基或全氟烷氧基、芳氧基或取代的芳氧基、杂芳氧基或取代的杂芳氧基、芳基或取代的芳基、杂芳基或取代的杂芳基；其中所述取代的芳氧基、取代的芳基或取代的杂芳基是具有一个或多个取代基，所述取代基是独立选自卤素、N-二甲基胺基、C1-C4的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、C1-C4的烷氧基或全氟烷氧基、亚甲二氧基、芳基、芳氧基、杂芳基；所述的杂芳基是C5-C14的杂芳基；式I中：X选自C1-C10的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、芳基亚甲基或取代的芳基亚甲基、芳基或取代的芳基、杂芳基或取代的杂芳基、芳基乙烯基苯基或取代的芳基乙烯基苯基、C1-C10的烷氧基或全氟烷氧基、C1-C10的环烷氧基或取代的环烷氧基、芳氧基或取代的芳氧基、杂芳氧基或取代的杂芳氧基、芳基亚甲基氧基或取代的芳基亚甲基氧基、杂芳基亚甲基氧基或取代的杂芳基亚甲基氧基、芳基乙烯基苯氧基或取代的芳基乙烯基苯氧基、取代的丙氧基、R8SO2NR7、NR7R8，其中所述取代的芳氧基、取代的丙氧基、取代的芳基或取代的杂芳基是具有一个或多个取代基，所述取代基是独立选自卤素、N-二甲基胺基、C1-C4的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、C1-C4的烷氧基或全氟烷氧基、亚甲二氧基、芳基、芳氧基、杂芳基、取代脲基；所述的杂芳基是C5-C14的杂芳基；R7和R8分别独立选自氢、C1-C4的烷基、环烷基或取代的环烷基、芳基或取代的芳基、杂芳基或取代的杂芳基、芳基亚甲基或取代的芳基亚甲基、芳基甲基次亚甲基或取代的芳基甲基次亚甲基、取代的二芳基次亚甲基、芳基乙烯基次亚甲基或取代的芳基乙烯基次亚甲基；R7和R8可以组成2-亚甲基烷氧基吡咯烷基、2,5-二芳基吡咯烷基或2,5-二(取代的芳基)吡咯烷基、C3-C14环状体系或取代的苯并脂肪环状体系；其中所述取代的环烷基、取代的芳基或取代的杂芳基是具有一个或多个取代基，所述取代基是独立选自卤素、N-二甲基胺基、C1-C4的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、C1-C4的烷氧基或全氟烷氧基、亚甲二氧基、芳基、苄基、芳氧基、取代脲基；式I’中：Y选自氢、羟基或NHR9；R9选自氢、C1-C4的烷基、环烷基或取代的环烷基、芳基或取代的芳基、杂芳基或取代的杂芳基、芳基亚甲基或取代的芳基亚甲基、芳基甲基次亚甲基或取代的芳基甲基次亚甲基、取代的二芳基次亚甲基、C1-C18的烷基或全氟烷基磺酰基、芳基或取代芳基磺酰基；其中所述取代的环烷基、取代芳基磺酰基、取代的芳基或取代的杂芳基是具有一个或多个取代基，所述取代基是独立选自卤素、N-二甲基胺基、C1-C4的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、C1-C4的烷氧基或全氟烷氧基、亚甲二氧基、芳基、苄基、芳氧基、取代脲基。2.如权利要求1所述的基于四甲基螺二氢茚骨架的单膦配体，其特征在于，为由下式I-A所示的亚膦酸酯配体或其对映体：式中：R1选自氢、C1-C10的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、C1-C4的烷氧基或全氟烷氧基、芳氧基或取代的芳氧基、杂芳氧基或取代的杂芳氧基、芳基亚甲基氧基或取代的芳基亚甲基氧基、杂芳基亚甲基氧基或取代的杂芳基亚甲基氧基、芳基或取代的芳基、杂芳基或取代的杂芳基；R2选自氢或C1-C4的烷基；R3选自C1-C10的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、芳基或取代的芳基、芳基乙烯基苯基或取代的芳基乙烯基苯基、杂芳基或取代的杂芳基；其中所述取代的芳氧基、取代的芳乙烯基苯基、取代的芳基或取代的杂芳基是具有一个或多个取代基，所述取代基是独立选自卤素、N-二甲基胺基、C1-C4的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、C1-C4的烷氧基或全氟烷氧基、亚甲二氧基、芳基、芳氧基、杂芳基；所述的杂芳基是C5-C14的杂芳基。3.如权利要求1所述的基于四甲基螺二氢茚骨架的单膦配体，其特征在于，为由下式I-B所示的亚磷酸酯配体或其对映体：式中：R1选自氢、C1-C10的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、C1-C4的烷氧基或全氟烷氧基、芳氧基或取代的芳氧基、杂芳氧基或取代的杂芳氧基、芳基亚甲基氧基或取代的芳基亚甲基氧基、杂芳基亚甲基氧基或取代的杂芳基亚甲基氧基、芳基或取代的芳基、杂芳基或取代的杂芳基；R2选自氢或C1-C4的烷基；R3选自C1-C10的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、芳基或取代的芳基、杂芳基或取代的杂芳基；其中所述取代的芳氧基、取代的芳基或取代的杂芳基是具有一个或多个取代基，所述取代基是独立选自卤素、N-二甲基胺基、C1-C4的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、C1-C4的烷氧基或全氟烷氧基、亚甲二氧基、芳基、芳氧基、杂芳基；所述的杂芳基是C5-C14的杂芳基；或者R3选自以下结构通式I-BB：式I-BB中：X1-X4选自氢C1-C10的烷基或全氟烷基、C3-C6的环烷基、C1-C4的烷氧基或全氟烷氧基、芳氧基或取代的芳氧基、杂芳氧基或取代的杂芳氧基、芳基亚甲基氧基或取代的芳基亚甲基氧基、杂芳基亚甲基氧基或取代的杂芳基亚甲基氧基、芳基或取代的芳基、杂芳基或取代的杂芳基；R4选自芳基或取代的芳基、杂芳基或取代的杂芳基；其中所述取代的芳氧基、取代的芳基或取代的杂芳基是具...

【专利技术属性】
技术研发人员：林旭锋，单环宇，周巧霞，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33