一种基于二茂铁骨架的手性氮氮膦三齿配体及其应用制造技术

本发明专利技术属于不对称催化技术领域，具体涉及一种基于二茂铁骨架的手性氮氮膦三齿配体及其应用。本发明专利技术中公开的基于二茂铁骨架的手性氮氮膦三齿配体与过渡金属前体络合所得的配合物，并将该配合物作为贵金属催化剂，成功应用于芳香酮的高效不对称氢化。相比于其他三齿配体，该配体具有合成简单、对水和空气稳定、易于大规模制、对碳氧双键表现出了高活性和高对映选择性等特点，具有较大的实施价值和社会经济效益。

A chiral nitrogen nitrogen phosphine three tooth ligand based on two ferrocene skeleton and its application

The invention belongs to the field of asymmetric catalysis technology, in particular to a chiral nitrogen nitrogen phosphorus tridentate ligand based on Ferrocene skeleton and its application. The complex obtained by complexing the chiral tridentate nitrophosphonate ligand based on Ferrocene skeleton with the transition metal precursor and using the complex as a noble metal catalyst has been successfully applied to the highly efficient asymmetric hydrogenation of aromatic ketones. Compared with other tridentate ligands, the ligand has many advantages, such as simple synthesis, water and air stability, easy large-scale preparation, high activity and enantioselectivity for carbon-oxygen double bonds, and has great implementation value and social and economic benefits.

【技术实现步骤摘要】
一种基于二茂铁骨架的手性氮氮膦三齿配体及其应用
本专利技术属于不对称催化
，具体涉及一种基于二茂铁骨架的手性氮氮膦三齿配体及其应用。
技术介绍
手性是自然界的本质属性之一，使用手性药物、手性农药往往能达到更好的治疗或杀虫效果。不对称催化氢化，作为获取手性化合物的重要方法之一，具有原子经济性好、立体选择性高等优点，一直都是研究热点之一。金属和手性配体的组合因具有优异的催化性能而成为不对称催化氢化的主流。早在20世纪70年代，WilliamS.Knowles就利用金属铑和有机膦配体，首次实现不对称催化氢化，并将其应用于手性药物L-多巴的工业合成(Chem.Commun.1965,17)。日本化学家野依良治专利技术了手性双膦配体BINAP及其过渡金属催化剂，实现了不对称催化氢化反应，并将其应用于L-薄荷脑等手性药物的工业合成中(Acc.Chem.Res.1990,23,345)。之后的研究主要集中在双齿配体的研究上，而三齿配体的研究相对滞后。张绪穆课题组开发了以二茂铁为关键骨架的手性氮膦氧三齿配体，并成功应用于一系列简单酮的不对称氢化反应中。此类配体在获取高纯度R构型产物中表现出了超高活性，但是对于S构型产物，效果不尽如人意(Org.Lett.2017,19,2548-2551；Org.Lett.2017,19,690-693；Chem.Eur.J.2017,23,970–975；Org.Lett.2016,18,2938-2941；Org.Lett.2016,18,2938-2941；CN105732725A.)。周其林院士也发展了一类手性螺环三齿配体，在简单酮的不对称氢化反应中表现出较高的活性(Angew.Chem.,Int.Ed.2011,50,7329)。但是此类螺环配体合成路线长，价格昂贵。相比已有的三齿配体，本专利技术提供了一类合成简单、对水和空气稳定、易于大规模制备的基于二茂铁骨架的手性氮氮膦三齿配体，该配体已在不对称氢化反应中表现出高活性和高选择性，能够选择性的得到S构型产物，与张绪穆研究小组报道的三齿配体正好互补，具有较广的工业化应用前景。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种新型高活性高选择性催化不对称氢化反应及其类似反应的基于二茂铁骨架的手性氮氮膦三齿配体，该配体具有合成简单、对水和空气稳定、高活性和高选择性、易于实现工业化生产等特点。所述的一种基于二茂铁骨架的手性氮氮膦三齿配体，其特征在于其结构通式如通式(I)或通式(II)所示：通式(I)中：R1、R2独立为烷基、烷氧基、芳基、芳氧基或氢原子，R1、R2成环或不成环；R3为芳基、杂环芳基或烷基；X为(CH2)n，其中n为1到6的整数；通式(II)中：R1、R2独立为烷基、烷氧基、芳基、芳氧基或氢原子，R1、R2成环或不成环；R3为芳基、杂环芳基或烷基；R4为烷基、芳基、杂芳基或氢。本专利技术所述的部分优选三齿配体，每一个配体对应两种对映异构体，也是本专利技术实施例的内容，具体如下：本专利技术中所述的基于二茂铁骨架的手性三齿配体可由廉价易得的Ugi-amine和手性二胺经数步反应高收率的获得，该配体对水和空气稳定，易于纯化，并且可以通过简单的基团改变来调控配体的位阻和电性，非常适合大规模制备，具有较高的工业化应用价值。所述的一种贵金属催化剂，其特征在于为由权利要求1所述的基于二茂铁骨架的手性氮氮膦三齿配体与过渡金属前体络合所得的配合物，三齿配体与过渡金属前体在合适的溶剂(溶剂分子选自甲醇、乙醇、异丙醇、二氯甲烷、四氢呋喃和甲苯等中的一种)中络合0.5～2小时。所述的贵金属催化剂，其特征在于过渡金属为Ru、Rh、Ir或Pd中任意的一种。所述的贵金属催化剂，其特征在于过渡金属前体选自Pd(COD)Cl2、Pd(PPh3)4、PdCl2(PPh3)2、Pd(dba)2、Pd(OAc)2、PdCl2L2、[Rh(NBD)2]+BF4、[Rh(NBD)Cl]2、[Rh(COD)Cl]2、[Rh(COD)2]X、[Rh(acac)(CO)]2、Rh(ethylene)2(acac)、Rh(ethylene)2Cl2、RhCl(PPh3)3、Rh(CO)2Cl2、RuHX(L)2(diphosphine)、Ru(arene)X2(diphosphine)、Ru(arylgroup)X2、Ru(RCO2)2(diphosphine)、Ru(methallyl)2(diphosphine)、Ru(arylgroup)X2(PPh3)3、RuX2(L)2(diphosphine)、Ru(COD)(COT)、Ru(COD)(COT)X、RuX2(cymene)、Ru(arylgroup)X2(diphosphine)、RuCl2(COD)、[Ru(COD)2]X、RuX2(diphosphine)、Ru(ArH)Cl2、Ru(COD)(methallyl)2、[Ir(NBD)2Cl]2、Ir(NBD)2)X、[Ir(COD)Cl]2或[Ir(COD)2]X中的任意一种。所述的贵金属催化剂，其特征在于过渡金属前体R为烷基、烷氧基或取代的烷基，aryl为芳基，X为阴离子，X优选为BF4-、ClO4-、SbF6-、PF6-、CF3SO3-、B(Ar)4-，Ar为二(三氟甲基)苯或氟苯，L为溶剂分子，选自乙腈或苯甲腈。所述的贵金属催化剂在不对称反应中的应用，特别是在简单酮的不对称氢化反应中，选择性地获得S构型手性醇。所述的应用，其特征在于所述的不对称反应包括不对称氢化反应、不对称氢转移反应、不对称烯丙基化反应、不对称偶联反应、不对称环氧化反应和不对称环加成反应。通过采用上述技术，本专利技术提供的一种新型基于二茂铁骨架的手性氮氮膦三齿配体，具有合成简单、对水和空气稳定、高活性和高选择性、易于实现工业化生产等特点，而且该配体可以通过简单的基团改变来调控配体的位阻和电性，非常适合大规模制备，具有较高的工业化应用价值，可应用于简单酮的不对称氢化反应中，选择性地获得S构型手性醇。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术加以说明，但本专利技术不仅限与实施例。实施例1：配体LI2的合成将(S)-Ugi-amine1(5.14g，20mmol)溶于50mL乙醚中，氮气保护以及冰盐浴冷却下，往反应体系中滴加正丁基锂(16mL，2.5mol/L)，滴完后缓慢升至室温，搅拌反应3小时。冰盐浴冷却下滴加二苯基膦氯(8.82g，40mmol)，滴完后缓慢升至室温，搅拌反应12小时。用饱和碳酸氢钠溶液淬灭反应，二氯甲烷萃取，无水硫酸钠干燥，浓缩、柱层析得化合物2(5.38g,61％)。将化合物2(4.41g，10mmol)溶于8.0mL醋酐中，55℃下反应4小时。反应完毕，减压回收过量的醋酐，然后高真空条件下除去低沸点的杂质，得粗产物3，无需纯化，直接用于下一步。反应瓶中加入粗产物3(0.46g,0.1mmol)和4(0.60g，0.2mmol)，置换氮气后，加入5mL甲醇，50℃下反应12小时。浓缩、柱层析得黄色配体LI2(0.37g，53％)。1HNMR(600MHz,CDCl3)δ7.52–7.46(m,2H),7.39–7.34(m,3H),7.14(m,1H),7.01(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于二茂铁骨架的手性氮氮膦三齿配体，其特征在于其结构通式如通式(I)或通式(II)所示：

【技术特征摘要】
1.一种基于二茂铁骨架的手性氮氮膦三齿配体，其特征在于其结构通式如通式(I)或通式(II)所示：通式(I)中：R1、R2独立为烷基、烷氧基、芳基、芳氧基或氢原子，R1、R2成环或不成环；R3为芳基、杂环芳基或烷基；X为(CH2)n，其中n为1到6的整数；通式(II)中：R1、R2独立为烷基、烷氧基、芳基、芳氧基或氢原子，R1、R2成环或不成环；R3为芳基、杂环芳基或烷基；R4为烷基、芳基、杂芳基或氢。2.根据权利要求1所述的一种基于二茂铁骨架的手性氮氮膦三齿配体，其特征在于包括13种配体，每种配体对应两种对映异构体，其结构式如下所示：3.一种贵金属催化剂，其特征在于为由权利要求1所述的基于二茂铁骨架的手性氮氮膦三齿配体与过渡金属前体络合所得的配合物。4.根据权利要求3所述的贵金属催化剂，其特征在于过渡金属为Ru、Rh、Ir或Pd中任意的一种。5.根据权利要求3或4所述的贵金属催化剂，其特征在于过渡金属前体选自Pd(COD)Cl2、Pd(PPh3)4、PdCl2(PPh3)2、Pd(dba)2、Pd(OAc)2、PdCl2L2、[Rh(NBD)2]+BF4、[Rh(NBD)Cl]2、[Rh(COD)Cl]2、[Rh(COD)2]X、[Rh(acac)(CO)]2、Rh(ethylene)2(acac)、Rh(ethylene)2Cl2、RhCl(PPh3)3、Rh(CO)2Cl2、R...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟为慧，凌飞，年三飞，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33