一种手性单齿亚磷酸酯配体及制备方法和应用技术

一种聚乙二醇负载的手性单齿亚磷酸酯配体及制备方法，ａ）将手性二醇与三氯化磷置于反应瓶中，加入催化量的２－甲基吡咯烷酮，加热回流反应至手性二醇完全溶解，减压脱去溶剂，残留物正己烷重结晶，得到所需的氯代亚磷酸酯；ｂ）将步骤ａ得到的氯代亚磷酸酯溶于二氯甲烷，于０－５℃下加入聚乙二醇单甲醚或聚乙二醇单甲酯，以及三乙胺的二氯甲烷溶液，将反应液升至１８－２５℃搅拌反应１０－３０小时，过滤，脱去溶剂得到所需的聚合物配体。本发明专利技术的配体与金属前体形成的催化剂对Ｃ＝Ｃ、Ｃ＝Ｎ、Ｃ＝Ｏ等双键的不对称氢化反应均可得到高达９９％的对映选择性；催化剂活性高，ＴＯＮ可以高达１００００。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种手性单齿亚磷酸酯配体，具体地说涉及一种聚乙二醇负载的手性单齿亚磷酸酯配体。本专利技术还涉及上述手性单齿亚磷酸酯配体的制备方法。本专利技术还涉及上述手性单齿亚磷酸酯配体在C＝C、C＝O、C＝N等双键不对称氢化反应中的应用。
技术介绍
催化不对称氢化是不对称合成中的核心技术，是合成光学纯手性药物、农药、食品添加剂和香料的最有效方法之一。其中手性配体的合成和中心金属的选择是实现这一核心技术的关键因素。不对称催化氢化使用的手性配体多为不稳定的三价磷(膦)化合物，它的合成通常需要通过繁琐拆分过程或多步不对称合成，而不对称氢化所需的中心金属通常是铑(Rh)、钌(Ru)、钇(Ir)、钯(Pd)等贵金属，因而这些手性配体和手性催化剂价格往往非常昂贵，从而在很大程度上限制了它们在工业中的大规模应用。克服这些困难最直接的方法之一是通过聚合物负载化的方法回收和循环使用手性催化剂。一个理想的负载化的手性催化剂应该具有和单体催化剂相同或相当的催化活性和选择性，并且很容易通过一些简单的方法回收使用。但在许多情况下，固载催化剂的催化活性和立体选择性都有很大程度的降低，尤其是那些不溶性高分子固载的手性催化剂。而可溶性高分子固载催化剂的出现在一定程度上克服了不溶性高分子固载催化剂活性降低的问题。在目前用于固载化的各种可溶性聚合物中，聚乙二醇占有重要的位置，各种具有不同聚合度的聚乙二醇都可以大规模购买得到，因而是手性催化剂廉价、可靠的负载体。近来，单齿亚磷酸酯配体在不对称催化氢化反应中获得了很大成功。在我们以前的研究中，我们注意到配体中氧原子的存在会对单齿亚磷酸酯配体的活性和选择性产生很大的影响，因为氧原子对中心金属原子具有hemilabile性质的弱配位性。由于聚乙二醇结构中有大量氧原子的存在，因此由它负载的单齿亚磷酸酯配体有望获得与单体相当或更好的活性和对映选择性。但到目前为止，还没有一类聚乙二醇负载的单齿亚磷酸酯配体在不对称催化氢化反应中应用的报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种手性单齿亚磷酸酯配体。本专利技术的又一目的在于提供上述手性单齿亚磷酸酯配体的制备方法。为实现上述目的，本专利技术提供的聚乙二醇负载的手性单齿亚磷酸酯配体，其结构如下 或 式中n为0-10000；R1为氢；C2～C40的脂肪基团或脂肪酰基；C7-C60的芳香基团与脂肪基的组合基团；C7-C60的芳香基团与脂肪酰基的组合基团；C6-C60的芳香基团；C6-C60的芳香基团的甲酰基；或者，含有一个或多个N，O，S，P杂原子的芳香基团和脂肪基团及其组合基团；X为手性的脂肪基团；手性的联苯和联萘类芳香基团；或者，手性的螺环基团。包括所述C2～C40的脂肪基团或脂肪酰基为烷基或环烷基。所述C7-C60的芳香基团与脂肪基的组合基团为苄基。所述C6-C60的芳香基团为芳基。本专利技术提供的制备手性单齿亚磷酸酯配体的方法，步骤为a)将手性二醇与三氯化磷置于反应瓶中，加入催化量的2-甲基吡咯烷酮，加热回流反应至手性二醇完全溶解，减压脱去溶剂，残留物正己烷重结晶，得到所需的氯代亚磷酸酯；其中按摩尔比手性二醇∶三氯化磷∶2-甲基吡咯烷酮＝1∶5-10∶0.001-0.01； b)将步骤a得到的氯代亚磷酸酯溶于二氯甲烷，于0-5℃下加入聚乙二醇单甲醚或聚乙二醇单甲酯，以及三乙胺的二氯甲烷溶液，将反应液升至18-25℃搅拌反应10-30小时，过滤，脱去溶剂得到所需的聚合物配体；按摩尔比聚乙二醇单甲醚∶氯代亚磷酸酯∶三乙胺＝1∶1-2∶2-3；或者将氯代亚磷酸酯溶于二氯甲烷，于0-5℃加入聚乙二醇，以及三乙胺的二甲烷溶液，将反应液升至18-25℃搅拌反应10-30小时，过滤，脱去溶剂得到所需的聚合物配体；其中按摩尔比聚乙二醇∶氯代亚磷酸酯∶三乙胺＝1∶2-3∶4-6。所述的制备方法，其中聚乙二醇、聚乙二醇单醚或聚乙二醇单酯的分子量为500-500000。本专利技术提供的手性单齿亚磷酸酯配体可用于C＝C、C＝O、C＝N键中不对称氢化反应中的应用，将手性单齿亚磷酸酯配体与Rh、Ru、Ir、Pt或Pd按摩尔比1.1∶1-2.2∶1组成催化剂，反应底物与催化剂的比例为100-10,000，反应时间0.1-24小时。所述的不对称氢化反应为以下几类底物的催化不对称氢化反应(1)α-脱氢氨基酸的催化不对称氢化反应；(2)β-脱氢氨基酸的催化不对称氢化反应；(3)衣康酸酯及其β-取代的衣康酸酯类化合物的催化不对称氢化反应；(4)α-非环状及环状烯酰胺的催化不对称氢化反应；(5)α-非环状及环状烯醇酯的催化不对称氢化反应；(6)α-乙酰氧基-β-取代丙烯酸酯的催化不对称氢化反应；(7)苯或取代苯甲酰基乙酸酯类的催化不对称氢化反应；(8)苯或取代苯甲酰基甲酸酯类的催化不对称氢化反应；(9)取代或非取代芳香酮类化合物的催化不对称氢化反应；(10)N-烷基和N-芳基亚胺的催化不对称氢化反应；(11)N-酰基腙、磺酰亚胺和膦酰亚胺的催化不对称氢化反应；(12)芳香和非芳香氮杂环的催化不对称氢化反应。本专利技术提供的手性聚乙二醇负载的单齿亚磷酸酯配体对空气和湿度稳定，易于操作和保存；配体合成工艺路线简单，合成过程中无须高温、高压等剧烈的操作条件；合成用的手性源可以大量购买得到，也可通过不对称合成或拆分的方法大量获得。手性聚乙二醇负载的单齿亚磷酸酯配体与Rh、Ru、Ir等金属前体形成的催化剂对C＝C双键、C＝N双键、C＝O双键的不对称氢化反应均可以高达99％以上的对映选择性；催化剂活性高，TON可以高达10000。本专利技术设计合成的手性聚乙二醇负载的单齿亚磷酸酯配体与Rh、Ru、Ir、Pd、Pt等的金属前体形成的催化剂性质稳定，对空气和湿度具有很好的忍耐力，其参与的不对称氢化反应条件温和，可以在室温下反应；氢气的压力适用范围广，从常压到高压均不影响催化剂的活性和立体选择性。具体实施例方式一、手性聚乙二醇负载的单齿亚磷酸酯配体的结构本专利技术的手性性聚乙二醇负载的单齿亚磷酸酯配体具有式I或式II结构 或 其中R1基团为氢；烷基和环烷基等C2～C40内的的脂肪基团及脂肪酰基；苄基等C7-C60在内的芳香基团与脂肪基的组合基团及苄基等C7-C60在内的芳香基团与脂肪酰基的组合基团；芳基等C6-C60内芳香基团及芳基等C6-C60内芳香基团的甲酰基；含有一个或多个N，O，S，P等杂原子的芳香基团和脂肪基团以及它们的组合基团。n为0-10000。X基团为手性的脂肪基团；手性的联苯和联萘类芳香基团；手性的螺环基团。主要包括 二、手性聚乙二醇负载的单齿亚磷酸酯配体的合成本专利技术提供的手性聚乙二醇负载的单齿亚磷酸酯配体很容易从聚乙二醇和手性的亚磷酰氯经一步反应合成，其合成步骤如下a)按摩尔比手性二醇(反应式中的III)PCl3(三氯化磷)2-甲基吡咯烷酮＝1∶5-10∶0.001-0.01，将手性二醇与三氯化磷置于一反应瓶中，加入催化量的2-甲基吡咯烷酮，加热回流反应至手性二醇完全溶解。减压脱去溶剂，残留物正己烷重结晶，得到所需的氯代亚磷酸酯(反应式中的IV)。 b)按摩尔比聚乙二醇单甲醚(反应式中的V)∶氯代亚磷酸酯(反应式中的IV)∶NEt3(三乙胺)＝1∶1-2∶2-3，将氯代亚磷酸酯溶于无水CH2Cl2(二氯甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乙二醇负载的手性单齿亚磷酸酯配体，其结构如下：Ｒ↑［１］ＯＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］Ｏ（ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］Ｏ）↓［ｎ］ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］Ｏ－＊或＊－ＯＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］Ｏ（ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２ ］Ｏ）↓［ｎ］ＣＨ↓［２］ＣＨ↓［２］Ｏ－＊式中：ｎ为０－１００００；Ｒ↑［１］为：氢、Ｃ↓［２］～Ｃ↓［４０］的脂肪基团或脂肪酰基、Ｃ↓［７］－Ｃ↓［６０］的芳香基团与脂肪基的组合基团、Ｃ↓［７］－Ｃ↓［６０］的芳香基团与 脂肪酰基的组合基团、Ｃ↓［６］－Ｃ↓［６０］的芳香基团、Ｃ↓［６］－Ｃ↓［６０］的芳香基团的甲酰基，或者，含有一个或多个Ｎ、Ｏ、Ｓ、Ｐ杂原子的芳香基团和脂肪基团及其组合基团；Ｘ为：手性的脂肪基团、手性的联苯和联萘类芳香基团，或者，手 性的螺环基团。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡向平，郑卓，
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：91[中国|大连]