一类含萘并呋喃结构的联芳基单膦配体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一类含萘并呋喃结构的联芳基单膦配体及其制备方法和应用，该联芳基单膦配体是具有式（Ⅷ）所示化学结构式的化合物或它的对映体或消旋体。本发明专利技术的联芳基单膦配体通过引入呋喃环，与所属联萘形成共轭结构，增加了膦配体包括其对映体或消旋体的空间位阻及其芳香环的电子云密度，提高了配合物的稳定性，并调节配体的空间位阻，配体结构新颖，制备过程经过Sonogashira反应、分子内关环、C‑P偶联反应等，合成方法简单，所得配体应用于Suzuki‑Miyuara反应时具有活性高、选择性好等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化学催化领域，尤其涉及一类含萘并呋喃结构的联芳基单膦配体及其制备方法和应用。
技术介绍
在催化反应中，底物与催化剂及配体的配位很重要，配体结构的微小改变常常会对催化反应的活性、选择性以及动力学等产生一系列影响。磷原子基态的外层电子组态为3s23p3，它以不等性sp3杂化轨道与3个取代基(烷基、芳基或烷氧基、芳氧基)分别形成3个σ键。电子效应和立体效应是有机膦配体影响催化反应的两个重要方面，近年来在配体的设计过程中，一系列富电子、大位阻的膦配体相继问世，例如，1998年，Buchwald研究组开发了一系列富电子联苯单膦配体(Stephen L.Buchwald,et al.J.Am.Chem.Soc.1998,120(37):9722-9723.)，将其用于卤代芳烃的Suzuki偶联反应，能够高产率地得到偶联产物；2004年，他们又设计合成了一个高活性的联苯类单膦配体(Sphos)(Stephen L.Buchwald,et al.Angew.Chem.Int.Ed.2004,43(14):1871-1876.)，能适用于多种类型的C-C偶联反应，如：Pd催化的Suzuki-Miyaura偶联反应(Stephen L.Buchwald,et al.J.Am.Chem.Soc.2005,127(13),4685–4696)；Pd催化的Negishi偶联反应(Stephen L.Buchwald,et al.J.Am.Chem.Soc.2004,126(40),13028–13032)，金催
化的分子内炔烃与烯烃的[4+2]环加成(Antonio M.Echavarren,et al.J.Am.Chem.Soc.2005,127(17),6178–6179)以及二氢异香豆素类化合物的合成(Hashmi A,Stephen K,et al.Aust.J.Chem.2014,67(3),481-499)等，并且都能较高活性的得到目标产物。2002年Stephen L.Buchwald等合成了一系列联萘结构的单膦配体，并将其用于酮烯醇的芳基化(Stephen L.Buchwald,et al.J.Am.Chem.Soc.2002,124(7),1261–1268)；2007年，Fuk Yee Kwong等合成了一系列吲哚单膦配体，将其用于氯代芳烃的Suzuki偶联反应，只需要0.02％mol的钯，就能高活性的催化反应(Fuk Yee Kwong,et al.Org.Lett.2007,9(15),2795-2798)；随后，2008年，该课题组又合成了一系列其它类型的吲哚类单膦配体(Fuk Yee Kwong,et al.J.Org.Chem.2008,73,7803–7806)，将其用于氯代芳烃的Suzuki偶联反应，具有很高的活性；2010年Wenjun Tang等合成了一系列环化的单膦配体(Wenjun Tang,et al.Angew.Chem.Int.Ed.2010,49,5879–5883)，并将其用于Pd催化的Suzuki-Miyaura偶联反应，能高活性的得到目标偶联产物。随后，又将配体进行拓展，并用于Miyaura硼化反应(Wenjun Tang,et al.Org.Lett.2011,13(6),1366–1369)和烯酰胺的不对称硼氢化(Wenjun Tang,et al.J.Am.Chem.Soc.2015,137(21),6746–6749)等，都可以得到很好的结果；2012年，Liqin Qiu等通过手性二醇的手性诱导，合成了一系列轴手性的联苯类单膦配体，并将其用于不对称Suzuki偶联，高选择性地得到目标偶联产物(Liqin Qiu,et al.Org.Lett.2012,14(8),1966–1969)；2013年，该课题组又利用手性联萘单
膦配体，经过不对称Suzuki偶联反应，高选择性的合成了含有功能基团醛基的轴手性化合物(Liqin Qiu,et al.Org.Lett.2013,15(21),5508–5511)；2015年John A.Porco Jr等利用此类配体，首次合成了具有抗癌和抗菌作用的天然产物手性四氢氧杂蒽酮(John A.Porco Jr,et al.Nat.Chem.2015,7(3),234-240)，均能得到较好的收率。综上所述，通过前人的探索经验，膦配体在过渡金属催化反应中占有非常重要的位置，联芳基单膦配体在碳-碳键、碳-氧键和碳-氮键形成中有着广泛应用。尽管目前已经有不少单膦配体被报道，但由于底物和反应的多样性，对配体的要求也是多样性的，因此，急需研发不同类型结构的膦配体，从而满足不同反应类型的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一类骨架新颖的含萘并呋喃结构的联芳基单膦配体。本专利技术的另一个目的是提供上述联芳基单膦配体的制备方法。本专利技术的另一个目的是提供上述联芳基单膦配体的应用。本专利技术的上述目的是通过如下方案予以实现的：一类含萘并呋喃结构的联芳基单膦配体，该联芳基单膦配体是具有式(Ⅷ)所示化学结构式的化合物或它的对映体或消旋体：式中，R1为氢、卤素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；R2为氢、卤素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；R3为氢、卤素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；R4为氢、卤素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；R5为氢、卤素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；R6为氢、卤素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；R7为氢、卤素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；R为烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；上述烷氧基为碳原子数为1-20的烷氧基；上述烷基为碳原子数为1-20的烷基；上述芳基为碳原子数为1-20的芳基；上述环烷基为3-8元环的环烷基；上述杂环基为含氧、硫、氮或磷原子的3-8元环的杂环基；上述取代烷基、取代芳基、取代环烷基和取代杂环基中的取代是指含卤素、CF3、碳原子数为1-20的烷基或碳原子数为1-20的烷氧基中的任意一种或几种取代基。当R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7均为氢时，上述联芳基单膦配体的制备方法为：步骤一.式(1)所示化合物在有机溶剂中，在无机酸的存在下，脱去甲基甲醚基取代基得到式(2)所示化合物，反应温度为20℃～90℃，反应时间为2h～8h；所述有机溶剂的作用是提供反应环境，有机溶剂采用DMF(N,N-二甲基甲酰胺)、二氯甲烷、甲醇本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类含萘并呋喃结构的联芳基单膦配体，其特征在于所述联芳基单膦配体是具有式(Ⅷ)所示化学结构式的化合物或它的对映体或消旋体：式中，R1为氢、卤素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；R2为氢、卤素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；R3为氢、卤素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；R4为氢、卤素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；R5为氢、卤素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；R6为氢、卤素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；R7为氢、卤素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；R为烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种。...

【技术特征摘要】
1.一类含萘并呋喃结构的联芳基单膦配体，其特征在于所述联芳基单膦配体是具有式(Ⅷ)所示化学结构式的化合物或它的对映体或消旋体：式中，R1为氢、卤素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；R2为氢、卤素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；R3为氢、卤素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；R4为氢、卤素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；R5为氢、卤素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；R6为氢、卤素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；R7为氢、卤素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种；R为烷基、芳基、环烷基、杂环基以及取代烷基、取代芳基、取代环烷基或取代杂环基中的任意一种。2.根据权利要求1所述的联芳基单膦配体，其特征在于所述烷氧基为碳原子数为1-20的烷氧基；所述烷基为碳原子数为1-20的烷基；所述芳基为碳原子数为1-20的芳基；所述环烷基为3-8元环的环烷基；所述杂环基为含氧、硫、氮或磷原子的3-8元环的杂环基；所述取代烷基、取代芳基、取代环烷基和取代杂环基中的取代是指含卤素、CF3、碳原子数为1-20的烷基或碳原子数为1-20的烷氧基中的任意一种或几种取代基。3.权利要求1或2所述的联芳基单膦配体的制备方法，其特征在于，R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7为氢时，式(Ⅷ)所示化合物由如下方法制备而得：步骤一.式(1)所示化合物在有机溶剂中，在浓度为1mol/L～6mol/L的无机酸的存在下，脱去甲基甲醚基取代基得到式(2)所示化合物，反应温度为20℃～90℃，反应时间为2h～8h；步骤二.式(2)所示化合物在有机溶剂中，在有机碱的存在下，与乙酸酐反应得到式(3)所示化合物，反应温度为20℃～50℃，反应时间为5h～24h；步骤三.式(3)所示化合物在有机溶剂中，在有机碱、碘化亚铜和金属催化剂的存在下，与乙炔基三甲基硅反应得到式(4)所示化合物，反应温度为0℃～50℃，反应时间为5h～48h；步骤四.式(4)所示化合物在有机溶剂中，在无机碱的存在下，温度25℃～100℃，反应4h～48h，先得到关环产物；该关环产物在有机溶剂中，与三溴化硼反应脱去萘环甲氧基上的甲基，得到式(5)所示化合物，
\t反应温度为-78℃～25℃，反应时间为0.5h～12h；步骤五.式(5)所示化合物在有机溶剂中，在有机碱存在的情况下，与三氟甲磺酸酐反应得到式(6)所示化合物反应温度为0℃～50℃，反应时间为2h～24h；步骤六.在过渡金属与膦配体形成的配合物催化剂以及有机碱存在的条件下，式(6)所示化合物与在有机溶剂中反应得到式(7)所示化合物，反应温度为50℃～120℃，反应时间为8h～48h；步骤七.式(7)所示化合物在有机溶剂中，在有机碱的存在下与三氯硅烷反应得到式(8)所示化合物，反应温度为50℃～140℃，反应时间为6h～48h。4.根据权利要求3所述的联芳基单膦配体的制备方法，其特征在于所述步骤一中式(1)所示化合物与无机酸的摩尔比为1:1～1:40；所述步骤二中式(2)所示化合物与有机碱的摩尔比为1:1～1:4，式(2)所示化合物与乙酸酐的摩尔比为1:2～1:4；所述步骤三中式(3)所示化合物与有机碱的摩尔比为1:1～1:4，式(3)所示化合物与碘化亚铜的摩尔比为1:0.01～1:0.5，式(3)所示化合物与金属催化剂的摩尔比为1:0.1～1:0.5，式(3)所示化合物与三甲基乙炔基硅的摩尔比为1:1～1:5；所述步骤四中式(4)所示化合物与无机碱的摩尔
\t比为1:1～1:6，关环产物与三溴化硼的摩尔比为1:1～1:4；所述步骤五中三氟甲磺酸酐与式(5)所示化合物的摩尔比为1:1～1:4，式(5)所示化合物与有机碱的摩尔比位1：1～1:10；所述步骤六中式(6)所示化合物与的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱立勤，周自洪，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44