用于在手性酸催化剂存在下用过氧化物来不对称氧化有机化合物的方法技术

本发明专利技术涉及方法，其用于在手性质子酸催化剂存在下用过氧化物化合物来不对称氧化亲核有机化合物，特别是不含金属的亲核有机化合物。在一种详细情况中，本发明专利技术涉及方法，其用于在手性亚氨基二磷酸盐/酯催化剂存在下用过氧化物化合物来对映选择性磺化氧化含硫化合物。在又一详细情况中，本发明专利技术涉及方法，其用于在手性磷酸催化剂存在下用过氧化物化合物来对映选择性磺化氧化含硫化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种方法，其用于在手性质子酸催化剂存在下用过氧化物化合物来不对称氧化亲核有机化合物，特别是不含金属的亲核有机化合物。所述方法区别于需要亲电有机化合物来在手性质子酸催化剂存在下与过氧化物化合物反应的已知反应(Angew.Chem.Int.Ed.2010,49,6589-6591；Angew.Chem.Int.Ed.2008,47,8112-8115)。本专利技术利用过氧化物化合物作为氧原子的直接亲电来源，而在现有技术中将过氧化物化合物用作亲核物质。在一种详细情况中，本专利技术涉及一种方法，其用于在手性亚氨基二磷酸盐/酯催化剂存在下用过氧化物化合物来对映选择性磺化氧化含硫化合物。在又一详细情况中，本专利技术涉及一种方法，其用于在手性磷酸催化剂存在下用过氧化物化合物来对映选择性磺化氧化含硫化合物。有机化合物的不对称氧化，尤其是包括将氧原子转移至底物的那些，是获得手性分子的高度有价值的转化方法。酶和许多人工催化剂均采用金属来促进这些类型的反应。除氧之外过氧化氢是最有吸引力的氧化剂，反应后产生的废料仅仅是水。其以每年百万吨的规模生产，并且以安全的水溶液形式广为传播。并不令人惊讶地，已进行大量努力来将H2O2用于有机化学中的氧化。在金属催化中，其用作终点氧化剂，而真实的氧化中间体是例如金属-氧化物和金属-过氧化物种类。手性亚砜在现代有机合成中广泛地用作中间体、辅剂和配体，并且它们也是许多生物学活性分子和药物比如奥美拉唑、艾美拉唑和莫达非尼的共同且可能未获正确评价的子结构(R.Bentley,Chem.Soc.Rev.2005,34,609-623；J.Legros,J.R.Dehli,C.Bolm,Adv.Synth.Catal.2005,347,19-31)。在合成对映富集的亚砜(例如拆分、底物或反应物-控制的合成)的方法中，硫化物的对映选择性催化氧化是最为有效的和直接的途径。由于用改性的Sharpless环氧化催化剂的首个催化系统在1984由Kagan(P.Pitchen,E.M.N.Deshmukh,H.B.Kagan,J.Am.Chem.Soc.1984,106,8188-8193)和Modena(F.DiFuria,G.Modena,R.Seraglia,Synthesis 1984,325-326)报告，在过去三十年间已开发出数种硫化物的基于贵金属的对映选择性磺化氧化反应。然而，所述基于金属的系统通常受到某些局限比如金属污染、过度氧化、受限的底物范围等。虽然有机催化在过去十年间经历了爆炸性发展和扩展，与金属催化的显著进步相比，有机催化方法的开发仍处于婴儿期。在不含金属的方法中，高对映选择性已通过使用手性亚胺或氧杂氮丙啶鎓得以实现，但是这些转化需要化学计量的量的手性试剂并且相应的催化系统是相对更低效的。考虑到光学纯亚砜在合成化学和医学化学中的重要性，通用的、不含金属的和高度对映选择性的硫化物的催化磺化氧化反应是高度希望的。从而，专利技术人开发了用于硫化物比如硫醚的对映选择性氧化的新的和不含金属的方法。尽管，由于缺少位点或官能团来建立在有机催化剂与硫化物之间的有效相互作用，经由有机催化中最普遍的两种活化模型即共价或H-成键活化非常难以活化简单硫醚，专利技术人已发现通过活化氧化剂提供有活力的途径，并且磺化氧化反应的不对称形式通过用手性质子酸比如联萘酚(binol)-衍生的磷酸或亚氨基二磷酸盐/酯和与之组合的过氧化物化合物比如过氧化氢或烷基过氧化氢得以实现。专利技术人发现过氧化物部分能通过双官能手性质子酸经过形成2个氢键得以活化，如图1所示。因此，本专利技术涉及一种方法，其用于在质子酸催化剂比如手性亚氨基二磷酸盐/酯或磷酸例如联萘酚衍生的磷酸存在下，通过用过氧化氢或烷基过氧化氢对映选择性地氧化含硫化合物来制备亚砜，如下述反应方案中所示：在较宽范围中，本专利技术涉及在具有下式(I)的手性亚氨基二磷酸盐/酯催化剂存在下，用过氧化物化合物ROOH来氧化化合物XsRXn，获得Xs(-O)RXn(包括RxnXs+-O-和RxnXs＝O-)和RpOH，-Xs能够选自S，Se，P或N，-RX可以在X上是相同或不同的和可以选自-NRY2，-SRY，-ORY，-OSiRY3，C1至C20直链，支化的链或环状脂族烃，其任选具有一个或多个不饱和键，比如C1-C20-烷基、C2-C20-烯基或C2-C20-炔基、C3-C8-杂环烷基，或者C6至C20芳烃和部分芳烃-氢化形式比如芳基、芳基-(C1-C6)-烷基、杂芳基-(C1-C6)-烷基，各烃任选被选自下述的一个或多个基团取代：C1至C20直链，支化的链或环状脂族烃，其任选具有一个或多个不饱和键，比如C1-C20-烷基、C2-C20-烯基或C2-C20-炔基、C3-C8-杂环烷基，或者C6至C20芳烃和部分芳烃-氢化形式比如芳基、芳基-(C1-C6)-烷基、杂芳基-(C1-C6)-烷基或杂取代基，-在Xs是S或Se的情况下n是2，而在Xs是P或N的情况下n是3，-Rp和RY可以独立地选自C1至C20直链，支化的链或环状脂族烃，其任选具有一个或多个不饱和键，比如C1-C20-烷基、C2-C20-烯基或C2-C20-炔基、C3-C8-杂环烷基，或者C6至C20芳烃和部分芳烃-氢化形式比如芳基、芳基-(C1-C6)-烷基、杂芳基-(C1-C6)-烷基，各烃任选被选自下述的一个或多个基团取代：C1至C20直链，支化的链或环状脂族烃，其任选具有一个或多个不饱和键比如C1-C20-烷基、C2-C20-烯基或C2-C20-炔基、C3-C8-杂环烷基，或者C6至C20芳烃和部分芳烃-氢化形式比如芳基、芳基-(C1-C6)-烷基、杂芳基-(C1-C6)-烷基或杂取代基。原则上，XsRXn可以是任意S，Se，P或N化合物，其能够被氧化以产生S+-O-，Se+-O-，P+-O-或N+-O-化合物作为终产品或作为在反应中进一步反应的中间体。在最简单的形式中，过氧化物化合物是过氧化氢，但是脂族或芳族过氧化氢，脂族或芳族过氧羧酸或其混合物也是可以使用的。在又一实施方式中，本专利技术涉及一种方法，其用于将亚烷基化合物氧化为环氧化合物和任选地进一步将所述环氧化合物水解为羟基化合物，或取决于亚烷基单元上的取代基，水解为α-羟基-羰基-化合物。在所述反应方案中，Rs1至Rs4可以具有前文为RX提供的含义。原则上，任意双键都能被氧化以产生环氧化物本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于通过过氧化物化合物的亲电加成来不对称氧化亲核有机化合物的方法，其中在手性酸催化剂存在下将所述有机化合物与过氧化物化合物Rp‑OOH反应，所述手性酸催化剂选自由下述组成的手性酸的组：手性亚氨基二磷酸盐/酯，磷酸，磺酸，羧酸，二磺酰亚胺，三氟甲磺酰基磷酰胺，氧膦基磷酰胺及其衍生物，所述手性酸催化剂包含催化活性位点[‑(P,S,C)＝O][(‑NHRE,‑OH]‑，其中RE具有吸电子基团的含义。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.01.10 EP 12150663.8;2012.03.07 EP 12158469.21.用于通过过氧化物化合物的亲电加成来不对称氧化亲核有机
化合物的方法，其中在手性酸催化剂存在下将所述有机化合物与过氧化
物化合物Rp-OOH反应，所述手性酸催化剂选自由下述组成的手性酸的
组：手性亚氨基二磷酸盐/酯，磷酸，磺酸，羧酸，二磺酰亚胺，三氟甲
磺酰基磷酰胺，氧膦基磷酰胺及其衍生物，所述手性酸催化剂包含催化
活性位点[-(P,S,C)＝O][(-NHRE,-OH]-，其中RE具有吸电子基团的含义。
2.根据权利要求1的方法，其中待氧化的有机化合物选自
XsRXn，Rs1Rs2C＝CHRs3Rs4和Rs1Rs2CH-(C＝O)Rs3，其中
-Xs能够选自S，Se，P或N，
-RX可以在X上是相同或不同的和可以选自-NRY2，-SRY，-ORY，
-OSiRy3，C1至C20直链，支化的链或环状脂族烃，其任选具有一个或多
个不饱和键，比如C1-C20-烷基，C2-C20-烯基或C2-C20-炔基，C3-C8-杂环
烷基或C6至C20芳烃和部分芳烃-氢化形式比如芳基、芳基-(C1-C6)-烷基、
杂芳基-(C1-C6)-烷基，各烃任选被选自下述的一个或多个基团取代：C1至C20直链，支化的链或环状脂族烃，其任选具有一个或多个不饱和键，
比如C1-C20-烷基、C2-C20-烯基或C2-C20-炔基、C3-C8-杂环烷基，或者
C6至C20芳烃和部分芳烃-氢化形式比如芳基、芳基-(C1-C6)-烷基、杂芳
基-(C1-C6)-烷基或杂取代基，
-在Xs是S或Se的情况下n是2，而在Xs是P或N的情况下n是
3，
-Rp，RY和Rs1至Rs4可以独立地选自C1至C20直链，支化的链或
环状脂族烃，任选具有一个或多个不饱和键，比如C1-C20-烷基、C2-C20-
烯基或C2-C20-炔基、C3-C8-杂环烷基，或者C6至C20芳烃和部分芳烃-
氢化形式比如芳基、芳基-(C1-C6)-烷基、杂芳基-(C1-C6)-烷基，各烃任选
被选自下述的一个或多个基团取代：C1至C20直链，支化的链或环状脂
族烃，任选具有一个或多个不饱和键，比如C1-C20-烷基、C2-C20-烯基或

\tC2-C20-炔基、C3-C8-杂环烷基，或者C6至C20芳烃和部分芳烃-氢化形式
比如芳基、芳基-(C1-C6)-烷基、杂芳基-(C1-C6)-烷基或杂取代基。
3.根据权利要求1至2中任一项的方法，其中所述有机化合物
是硫醚Rs1-S-Rs2，其中Rs1和Rs2具有权利要求2中提供的含义。
4.根据权利要求1至3中任一项的方法，其中过氧化物Rp-OOH
选自过氧化氢，脂族或芳族过氧化氢，脂族或芳族过氧羧酸，其具有C1至C20直链，支化的链或环状脂族烃或C6至C20芳烃，任选具有一个或
多个不饱和键，比如C1-C20-烷基、C2-C20-烯基或C2-C20-炔基、C3-C8-
杂环烷基，或者C6至C20芳烃和部分芳烃-氢化形式比如芳基、芳基
-(C1-C6)-烷基，杂芳基-(C1-C6)-烷基，各烃是任选取代的，或其混合物。
5.根据权利要求1至4中任一项的方法，其中所述亚氨基二磷
酸盐/酯催化剂具有通式(I)
其中：
X和Y可以相互独立地是相同或不同的并且代表O，S，Se和NRN，
Z1至Z4可以相互独立地是相同或不同的并且代表O，S和NRN，
n代表0或1，
W可以是能与亚氨基二磷酸盐/酯部分形成共价或离子键的取代
基，
R1至R4可以相互独立地是相同或不同的和可以各自是脂族，杂脂
族，芳族或杂芳族基团，各自任选被一个或多个杂取代基、脂族、杂脂
族、芳族或杂芳族基团进一步取代，其中分别地R1和R2与Z1和Z2形
成环系而R3和R4与Z3和Z4形成环系，和
RN可以选自氢，C1至C20直链，支化的链或环状脂族烃，其任选
具有一个或多个不饱和键，比如C1-C20-烷基，C2-C20-烯基或C2-C20-炔
基，C3-C8-杂环烷基或C6至C20芳烃和部分芳烃-氢化形式比如芳基、芳
基-(C1-C6)-烷基、杂芳基-(C1-C6)-烷基，各烃任选被选自下述的一个或多
个基团取代：C1至C20直链，支化的链或环状脂族烃，其任选具有一个
或多个不饱和键，比如C1-C20-烷基、C2-C20-烯基或C2-C20-炔基、C3-C8-
杂环烷基，或者C6至C20芳烃和部分芳烃-氢化形式比如芳基、芳基
-(C1-C6)-烷基、杂芳基-(C1-C6)-烷基或杂取代基，
包括其互变异构体和离子形式，及其衍生物。
6.根据权利要求5的方法，其中使用手性亚氨基二磷酸盐/酯，
其中在式(I)中，Z1至Z4代表O，n是1，R1至R4，R，X和Y和W如
前文所定义，其由式(II)代表：
7.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·利斯特，I·科里克，廖赛虎，
申请(专利权)人：科勒研究有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE