一类具有轴手性的联吡啶配体及其合成方法技术

本发明专利技术涉及一类具有轴手性的联吡啶配体，设计合成：以化合物3-羟基-2-卤代吡啶为初始原料，通过与手性二醇的Mitsunobu反应将吡啶搭载到手性骨架上，随后利用镍(0)或铜(0)促进的Ullman反应实现吡啶的偶联，得到由手性二醇诱导的轴手性联吡啶配体。本发明专利技术操作简便，产率高，与传统方法相比更为实用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机合成领域，具体涉及一类具有轴手性的联吡啶配体及其合成方法。
技术介绍
手性联吡啶配体自1984年首次被合成之后便得到了科研工作者的广泛关注，因此得到了快速发展和应用。手性联吡啶配体能够与多种金属配位用于催化一系列不对称反应，并逐步发展成为不对称催化反应中一类重要的配体，特别是在过渡金属催化的反应中有着重要的应用，因此设计和合成新型手性联吡啶配体仍然是不对称催化研究中的重要内容[1]。(文献1：Thummel,R.P；Chelucci,G.Chem.Rev.2002,102,3129.)相比于中心手性和平面手性的联吡啶配体，目前对于轴手性联吡啶配体的研究还相对较少。而已报道的能够用于不对称催化反应中并得到令人满意的结果的联吡啶配体多为中心手性和平面手性的联吡啶配体，由手性骨架传导并控制手性的轴手性联吡啶配体发展极少，而且没有成功应用的实例[2]。(文献2：Fletcher,N,C.J.Chem.Soc.,PerkinTrans.1,2002,1831.)其实早在1991年，意大利的Lucci小组就首次合成了由酒石酸衍生的轴手性联吡啶配体，但是并没有应用于不对称催化反应中[3]。(文献3：Bottegi.C.Schionato,A.Lucci,O,D.SyntheticCommunication1991,21,1819.)在1996年，Milani小组以手性二醇为手性骨架控制联吡啶的轴手性，合成了一种新型轴手性配体，并把该配体应用到一氧化碳与苯乙烯的共聚反应中，但是该配体仅表现出较低的不对称诱导作用[4]。(文献4：Milani,B.Alessio,E.Mestroni,G.Zangrando,E.Randaccio,L.Consiglio,G.J.Chem.Soc.,DaltonTrans.,1996,1021.)该小组于2008年又发展了一系列类似的消旋联吡啶配体，将其应用于一氧化碳与苯乙烯的共聚反应，并没有合成相应的手性配体以及尝试不对称催化反应[5]。(文献5：Durand,J.Zangrando,E.Carfagna,C.Milani,B.J.Chem.Soc.,DaltonTrans.,2008,2171.)从上面的例子中，我们可以看出由手性骨架传导并控制手性的轴手性联吡啶配体发展较少，而且其在不对称反应中的应用也鲜有报道。在基于上述结果，我们设计和合成了一类新的轴手性联吡啶配体。其合成从3-羟基-2-卤吡啶出发，主要通过Mitsunobu反应、镍(0)或铜(0)促进的Ullman反应合成得到。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一类具有轴手性的联吡啶配体及其合成方法。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一类轴手性联吡啶配体，该配体可以是消旋的或光学活性的，它是下述化合物的结构：其中：R1、R2和R3分别为芳基或C1-C10烷基，所述芳基为苯基或C1-C10的烷基、甲氧基、卤素中一种或二种以上的取代苯基，n为1-5。以化合物3-羟基-2-卤吡啶为初始原料，通过与手性二醇的Mitsunobu反应将吡啶搭载到手性骨架上，随后利用镍(0)或铜(0)促进的Ullman反应实现吡啶的偶联，得到目标联吡啶配体。本专利技术操作简便，产率高，与传统合成方法相比更为实用。本专利技术提供的是一类具有轴手性的联吡啶配体的设计和合成，其合成路线如下：其中：X为卤素；n为1-5；R1、R2和R3为芳基或C1-C10烷基，所述芳基为苯基或C1-C10的烷基、甲氧基、卤素中一种或二种以上的取代苯基；Cu(0)为铜粉，Ni(0)为二价镍化合物被锌粉还原原位生成；反应步骤为：a)氮气保护下，向反应瓶中加入二醇1，吡啶2，三苯基膦，-30-30℃下向该体系加入有机溶剂搅拌溶解，从恒压滴液漏斗中滴加偶氮二甲酸二异丙酯，0-40℃反应10-30小时，得到二吡啶化合物3；其中手性二醇与吡啶化合物的摩尔比为1:2～1:3，手性二醇与三苯基膦的摩尔比为1:2～1:4，手性二醇与偶氮二甲酸二异丙酯的摩尔比为1:2～1:4；b1)铜(0)促进的Ullman偶联：将步骤a得到化合物3，铜粉加入反应瓶中，加入N,N-二甲基甲酰胺，升温至140-180℃反应5-15小时，停止反应；抽滤除去未反应的铜粉，减压蒸馏蒸出N,N-二甲基甲酰胺，有机溶剂溶解，加入强酸搅拌0.5-2小时，后加入碱调节pH至碱性，得目标联吡啶配体4；其中化合物3与铜粉的摩尔比为1:2～1:10；b2)镍(0)促进的Ullman偶联：将二价镍化合物，三苯基膦，N,N-二甲基甲酰胺加入到反应瓶中，搅拌下加入锌粉，0-80℃搅拌0.5-2小时；将步骤a得到的化合物3溶于有机溶剂中，通过滴液漏斗滴加到反应瓶中，0-80℃反应10-30小时，停止反应；减压蒸馏蒸出N,N-二甲基甲酰胺，所得黑色油状液体用有机溶剂溶解，加入强酸搅拌0.5-2小时，后加入碱调节pH至碱性，得目标联吡啶配体4；其中化合物3与二价镍化合物的摩尔比1:2～1:4，化合物3与锌粉的摩尔比为1:3～1:5，化合物3与三苯基膦的摩尔比为1:8～1:10。所述的有机溶剂为四氢呋喃，乙醚，1,4-二氧六环，二氯甲烷，二氯乙烷，氯仿，苯，甲苯，二甲苯，三甲苯，乙腈，乙酸乙酯，丙酮，甲醇，乙醇中的一种或两种以上的混合。步骤a)所述的吡啶上的卤素X为碘，溴，氯中的一种或两种以上。步骤a)所述的二醇为手性纯试剂，如(2R,4R)-(2,4)-戊二醇和(2R,5R)-(2,5)-己二醇。步骤b2)所述的镍(0)为二价镍化合物被锌粉原位还原。步骤b1)、b2)所述的的是强酸为浓盐酸，硫酸，硝酸中的一种。步骤b1)、b2)所述的碱为氢氧化钠，氢氧化钾，氢化钠，氢化钾，氢化钙，碳酸钠，碳酸钾，碳酸氢钠，碳酸氢钾，碳酸铵，醇钠，醇钾中的一种或两种以上的混合。本专利技术具有以下优点1.反应步骤少，收率高。2.合成的联吡啶配体无需拆分，为手性纯试剂。具体实施方式以化合物3-羟基-2-卤吡啶为初始原料，通过与手性二醇的Mitsunobu反应将吡啶搭载到手性骨架上，随后利用镍(0)或铜(0)促进的Ullman反应实现吡啶的偶联，得到目标联吡啶配体。其合成路线如下：其中：X为卤素；n为1-5；R1、R2和R3为芳基或C1-C10烷基，所述芳基为苯基或C1-C10的烷基、甲氧基、卤素中一种或二种以上的取代苯基；Cu(0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类轴手性联吡啶配体，其特征结构如下：其中：R1、R2和R3分别为芳基或C1‑C10烷基，所述芳基为苯基或C1‑C10的烷基、甲氧基、卤素中一种或二种以上的取代苯基，n为1‑5。

【技术特征摘要】
1.一类轴手性联吡啶配体，其特征结构如下：
其中：
R1、R2和R3分别为芳基或C1-C10烷基，所述芳基为苯基或C1-C10的烷基、
甲氧基、卤素中一种或二种以上的取代苯基，n为1-5。
2.如权利要求1所述的配体，其特征在于：所述取代苯基为3,5-二甲基苯
基，3,5-二甲基-4-甲氧基苯基，3,5-二叔丁基苯基，3,5-二叔丁基-4-甲氧基
苯基，3,5-二异丙基苯基，或3,5-二异丙基-4-甲氧基苯基。
3.如权利要求1所述的配体，其特征在于：其为外消旋联吡啶双氮配体；
或(Rax,S,S)-联吡啶双氮配体；或(Sax,R,R)-联吡啶双氮配体。
4.如权利要求1-3任一所述配体的合成方法，其特征在于：它是经过下述
步骤制备获得，
其中：
X为卤素；
n为1-5；
R1、R2和R3为芳基或C1-C10烷基，所述芳基为苯基或C1-C10的烷基、甲氧
基、卤素中一种或二种以上的取代苯基；
Cu(0)为铜粉，Ni(0)为二价镍化合物被锌粉还原原位生成；
反应步骤为：
a)氮气保护下，向反应瓶中加入二醇1，吡啶2，三苯基膦，-30-30℃下
向该体系加入有机溶剂搅拌溶解，从恒压滴液漏斗中滴加偶氮二甲酸二异丙酯，
0-40℃反应10-30小时，得到二吡啶化合物3；其中手性二醇与吡啶化合物的
摩尔比为1:2～1:3，手性二醇与三苯基膦的摩尔比为1:2～1:4，手性二醇与偶
氮二甲酸二异丙酯的摩尔比为1:2～1:4；
b1)铜(0)促进的Ullman偶联：将步骤a得到化合物3和铜粉加入反应瓶中，

\t加入N,N-二甲基甲酰胺，升温至140-180℃反应5-15小时，停止反应；抽滤
除去未反应的铜粉，减压蒸馏蒸出N,N-二甲基甲酰胺，有机溶剂溶解，加入强
酸搅拌0.5-2小时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周永贵，高翔，吴波，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21