一种含磷五元杂环类化合物及其合成方法技术

本发明专利技术涉及一种含磷五元杂环类化合物及其合成方法,属于有机化合物合成技术领域。含磷五元杂环类化合物具有如下通式：通式Ⅰ其中，R1为苯基、取代苯基、烷基；R2为氢原子、甲基磺酰基、对甲基苯磺酰基、三甲基硅基；R3为氢原子、苯基、取代苯基、烷基；R4为氢原子、苯基、取代苯基、烷基。本发明专利技术还提供上述一种含磷五元杂环类化合物的合成方法。与现有的膦有机小分子催化剂相比，本发明专利技术所说的是一种新型的含磷五元杂环化合物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机化合物合成
，具体涉及一种含磷五元杂环类化合物及其合成方法。
技术介绍
含磷五元杂环类化合物是类似脯氨酸结构的一类有机小分子催化剂。脯氨酸及其衍生物由于具有的特殊五元环分子骨架，被作为手性有机小分子催化剂被广泛应用。鉴于前人的基础上，我们开发了一种类似脯氨酸结构的手性膦有机小分子催化剂。L-脯氨酸是最早发现的不对称有机小分子催化剂，其结构简单，天然含量非常丰富，且价格低廉，所以人们对其研究较为深入。目前脯氨酸已被发现可以催化许多反应，并且大部分反应能够得到比较理想的收率和立体选择性。所以，开发一种新型的脯氨酸型的有机膦小分子催化剂变得很有价值。与手性过渡金属催化剂相比，手性有机小分子催化剂具有无毒无害、廉价易得、反应体系无金属残留和易于修饰与负载等特点，符合绿色化学的要求。目前，有一些有机膦小分子催化剂成功用于不对称催化，代表性反应有：炔烃的异构化反应、Rauhut-Currier反应、MBH反应、缺电子联烯的环化反应和炔烃的亲核加成反应等，在这些反应方面取得了不错的不对称催化效果。举例如下：这一方面的研究成果向人们证明：催化剂的合理设计对于获得高催化活性和高对映选择性的手性膦有机小分子催化剂方面的重要意义。
技术实现思路
本专利技术的内容在于提供一种含磷五元杂环类化合物；本专利技术的内容还在于提供一种含磷五元杂环类化合物的合成方法。这类含磷五元杂环类化合物具有如下通式：其中，R1为苯基、取代苯基、烷基；R2为氢原子、甲基磺酰基、对甲基苯磺酰基、三甲基硅基；R3为氢原子、苯基、取代苯基、烷基；R4为氢原子、苯基、取代苯基、烷基。本专利技术的内容具体如下：一种含磷五元杂环类化合物的制备方法，按照下述步骤进行：将化合物（Ⅱ）1-苯基磷杂环戊烷硼烷络合物溶于有机溶剂中，-40℃以s-BuLi（仲丁基锂）和DPE（1,2-二哌啶基乙烷）做碱的条件下通入CO2，得到化合物（Ⅲ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲酸硼烷络合物。再将此产物与甲酯化试剂在无水有机溶剂中反应得到化合物（Ⅳ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲酸甲酯硼烷络合物，分离所得到的产物，取其中一种构型脱掉硼烷后得到的化合物（Ⅴ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲酸甲酯，与还原剂反应，得到还原产物（Ⅵ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲醇，再将此产物与磺酰氯反应得到取代的衍生物；或者取其中一种与卤代芳基化合物和含硅试剂反应，得到另一类衍生物。以上所述的反应所用的有机溶剂为四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、苯、吡啶、三乙胺等。以上所述的-40℃的温度下，s-BuLi做强碱是用四氢呋喃作为溶剂，加入DPE与仲丁基锂先形成一个碱性体系，然后滴加化合物（Ⅱ）1-苯基磷杂环戊烷硼烷络合物，后通入CO2就取代了磷原子邻位碳上的氢原子，得到的含羧基的五元杂环化合物（Ⅲ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲酸硼烷络合物。以上所述的s-BuLi和DPE与反应物（Ⅱ）1-苯基磷杂环戊烷硼烷络合物的投料比例为0.5-2.0：0.5-2.0：1。以上所述的化合物（Ⅲ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲酸硼烷络合物与甲酯化试剂反应，此处的甲酯化试剂是指三甲基硅重氮甲烷，所用溶剂为苯和甲醇，化合物（Ⅲ）与甲酯化试剂的投料比为1：0.5-2.0。以上所述化合物（Ⅲ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲酸硼烷络合物与甲酯化试剂反应后得到了两种异构化的产物cis和trans，且两种产物的比例为cis：trans=5:1。以上所述的化合物（Ⅴ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲酸甲酯与还原剂反应，是指在氢化锂铝的还原下得到化合物（Ⅵ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲醇，氢化锂铝的摩尔量是化合物（Ⅴ）的3倍。以上所述的化合物（Ⅵ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲醇与磺酰氯的反应所用的试剂为甲基磺酰氯和对甲苯磺酰氯，二者与化合物（Ⅵ）的投料比为1.1：1。以上所述的芳基或烷基格氏试剂为3,5-二三氟甲基溴化镁等，硅试剂为三氟甲磺酸三甲基硅酯等，二者与反应物（Ⅴ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲酸甲酯的摩尔比为1-4：1-4：1。与现有的手性膦有机小分子催化剂相比，本专利技术所说的是一种新型的含磷五元杂环化合物。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术所述的含磷五元杂环化合物及其合成方法作进一步说明。以下实施例中所用的DPE（1，2-二哌啶基乙烷）是参考文献（a）Macromolecules，2012，45，1190-1197；（b）南开大学学报，2003，36，60-67.报道的方法制备的，具体反应式如下：以下实施例中所用的化合物（Ⅱ）1-苯基磷杂环戊烷硼烷络合物是参考文献Chem.Eur.J，2005，11，361-368报道的方法制备的，具体反应式如下：实施例1、化合物（Ⅲ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲酸硼烷络合物、（Ⅳ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲酸甲酯硼烷络合物和（Ⅴ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲酸甲酯的合成在氮气保护的25mL的施莱克管中加入0.294g（1.5mmol）DPE，加入2mL的无水THF作为溶剂，-40℃的温度下缓慢滴加2mL（1.3M）的s-BuLi的正己烷溶液，滴加完成后，反应1h，再滴加（Ⅱ）1-苯基磷杂环戊烷硼烷络合物1.78g（1mmol溶于无水THF），再反应2h后通入CO2，通气时间为1h，TLC检测反应完成。加入1.0M的稀盐酸处理至水相显弱酸性，乙酸乙酯萃取水相，合并有机相无水硫酸钠干燥，旋蒸浓缩，先石油醚：乙酸乙酯=6：1过柱，再用含5%的冰醋酸的石油醚：乙酸乙酯=2：1过柱可得到产物（Ⅲ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲酸硼烷络合物，产率为72%。在氮气保护的25mL的施莱克管中加入0.222g（1mmol）化合物（Ⅲ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲酸硼烷络合物，加入4.5mL干燥的苯与甲醇作为溶剂，两种溶剂的比例为8：1。在冰浴条件下缓慢滴加Me3SiCHN2（三甲基硅重氮甲烷）0.75mL（2.0M，1.5mmol），滴加完成后，0℃反应10min后加入10mL甲醇，移至室温反应至溶液的颜色由淡黄色转为无色，TLC检测反应完成。旋转蒸发掉溶剂，石油醚：乙酸乙酯=5：1过柱得到产物，此产物有两种构型，cis-（Ⅳ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲酸甲酯硼烷络合物和trans-（Ⅳ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲酸甲酯硼烷络合物，产率分别为77%、15%，两种构型之比cis-：trans-约为5:1。将所得产物与吡咯烷反应脱掉保护磷原子的硼烷得到化合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
含磷五元杂环类化合物，其特征在于具有如下通式：通式Ⅰ其中，R1为苯基、取代苯基、烷基；R2为氢原子、甲基磺酰基、对甲基苯磺酰基、三甲基硅基；R3为氢原子、苯基、取代苯基、烷基；R4为氢原子、苯基、取代苯基、烷基。

【技术特征摘要】
1.含磷五元杂环类化合物，其特征在于具有如下通式：
通式Ⅰ
其中，R1为苯基、取代苯基、烷基；R2为氢原子、甲基磺酰基、对甲基苯磺酰基、三甲基硅基；R3为氢原子、苯基、取代苯基、烷基；R4为氢原子、苯基、取代苯基、烷基。
2.含磷五元杂环类化合物的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行：将化合物（Ⅱ）1-苯基磷杂环戊烷硼烷络合物溶于有机溶剂中，-40℃以s-BuLi（仲丁基锂）和DPE（1,2-二哌啶基乙烷）做碱的条件下通入CO2，得到化合物（Ⅲ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲酸硼烷络合物；
再将此产物与甲酯化试剂在无水有机溶剂中反应得到化合物（Ⅳ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲酸甲酯硼烷络合物，分离所得到的产物，取其中一种构型脱掉硼烷后得到的化合物（Ⅴ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲酸甲酯，与还原剂反应，得到还原产物（Ⅵ）1-苯基磷杂环戊烷-2-甲醇，再将此产物与磺酰氯反应得到取代的衍生物；或者取其中一种与芳基或烷基格氏试剂和含硅试剂反应，得到另一类衍生物。
3.根据权利要求2所述的含磷五元杂环类化合物的制备方法，其特征在于所述的有机溶剂为四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、苯、吡啶、三乙胺。
4.根据权利要求2所述的含磷五元杂环类化合物的制备方法，其特征在于所述的s-BuLi和DPE与反应物（Ⅱ）1-苯基磷杂环戊烷硼烷络合物的投料比...

【专利技术属性】
技术研发人员：王治明，邹彩虹，吴海建，吴海波，孙小强，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32