螺环膦-噁唑啉配体及其在不对称催化氢化中的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种新型手性螺环膦－噁唑啉配体及其离子型铱络合物的合成方法，以及该膦－噁唑啉配体的离子型铱络合物在亚胺的不对称催化氢化中的应用。本发明专利技术螺环膦－噁唑啉配体是一种用途十分广泛的化合物，如可作为手性配体用于不对称催化氢化反应，特别是本发明专利技术膦－噁唑啉配体的铱络合物对亚胺的不对称催化氢化反应具有很高的立体选择性，ｅｅ值最高达到９７％，同时兼具高反应活性（在常压下完成氢化）等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种新型手性螺环膦—噁唑啉配体及其离子型铱络合物的合成方法，以及该膦—噁唑啉配体的离子型铱络合物在亚胺的不对称催化氢化中的应用。
技术介绍
不对称催化合成是当前有机合成化学研究领域中的热点(Ohkuma，T.；Kitamura，M.；Noyori，R.Catalytic Asymmetric Synthesis，Wiley，New York，2000)。不对称催化合成的关键是如何设计和合成高对映选择性和催化活性的手性催化剂。手性催化剂的设计和合成，在某种意义上就是手性配体的设计和合成，因为手性配体是手性催化剂产生不对称诱导和控制的源泉。1966年，Wilkinson发现三苯基膦铑络合物这一高活性均相催化剂为不对称催化氢化的发展提供了前提(Osborn，J.A.；Jardine，F.H.；Young，J.F.；Wilkinson，G.J.Chem.Soc.A 1966，1711)。1968年，Knowles和Horner首次将手性单膦配体引入Wilkinson催化体系，实现了烯烃的不对称催化氢化，获得了3-15％ee的对映选择性(Knowles，W.S.；Sabacky，M.J.J.Chem.Soc.，Chem.Commun.1968，1445；Horner，L.；Siegel，H.；Buthe，H.Angew.Chem.Int.Ed.1968，7，942)。1975年，Knowles合成双膦配体DIPAMP，并将此配体成功用于工业生产L-Dopa(一种治疗帕金森氏综合症的特效药)(Vineyard，B.D.；Knowles，W.S.；Sabacky，M.J.；Bachman，G.L.；Weinkauff，D.J.J.Am.Chem.Soc.1977，99，5946；Knowles，W.S.Acc.Chem.Res.1983，16，106；Knowles，W.S.J.Chem.Ed.1986，63，222)。经过近40年的发展，人们开发出大量的配体，其中很多在氢化反应中得到了很好的应用。但是由于催化氢化反应的特异性，每种配体只能对一类或少数几类底物有效，目前仍然有很多底物，比如一些亚胺化合物的氢化还没有得到很好的解决，因此有必要开发出更加有效的手性配体及其催化剂，来实现这些底物的高对映选择性氢化。由Pfaltz，Helmchen和Williams在1993年分别独立发展的膦—噁唑啉类配体受到了普遍关注(von Matt，P.；Pfaltz，A.Angew.Chem.Int.Ed.1993，32，566；Sprinz，J.；Helmchen，G.Tetrahedron Lett.1993，34，1769；Dawson，G.L.；Frost，C.G.；Williams，J.M.J.；Coote，S.J.Tetrahedron Lett.1993，34，3149.)。这类配体在不对称亚胺氢化反应中往往表现出较高的活性，但是只能给出中等的对映选择性(Schnider，P.；Koch，G.；Pretot，R.；Wang，G.；Bohnen，M.；Kruger，C.；Pfaltz，A.Chem.Eur.J.1997，3，887.)，因此开发更加有效的膦—噁唑啉配体和催化剂对于亚胺类化合物的不对称氢化具有重要的应用价值。
技术实现思路
为解决现有技术中的问题，提出本专利技术的目的是1)提供一种新型的具有螺二氢茚结构的螺环膦—噁唑啉配体及其离子型铱络合物。2)提供一种新型的具有螺二氢茚结构的螺环膦—噁唑啉配体及其离子型铱络合物的合成方法。3)提供上述新型的具有螺二氢茚结构的螺环膦—噁唑啉配体及其离子型铱络合物的用途，即在亚胺的不对称催化氢化中作为催化剂。为实现本专利技术的目的，本专利技术公开的新型螺环膦—噁唑啉配体及其离子型铱络合物具有如下的结构式 其中R1是C1～C6的烃基、苯基、取代苯基(苯基上的取代基为C1～C6的烃基、烃氧基以及卤代烃基，取代基数量为1～5)、1-萘基、2-萘基、苄基；所述的烃基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基；所述的烃氧基为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基；R2是C1～C6的烃基、苯基、取代苯基(苯基上的取代基为C1～C6的烃基、烃氧基，取代基数量为1～5)、1-萘基、2-萘基、2-呋喃基、苄基；X是六氟磷酸根，六氟碲酸根，四氟硼酸根，四苯基硼酸根，四-(3，5-二三氟甲基苯基)硼酸根。本专利技术公开的新型螺环膦—噁唑啉配体及相应离子型铱络合物的合成方法，是由光学纯的1，1′-螺二氢茚-7，7′-二酚出发经多步合成一系列不同的螺环膦—噁唑啉配体及相应离子型铱络合物。其合成过程可用下面的反应式表示 本专利技术所提供的新型螺环膦—噁唑啉配体及其相应的离子型铱络合物是一种用途十分广泛的化合物。例如，该离子型铱络合物在溶剂中作为催化剂用于含碳氮双键的潜手性化合物的催化氢化反应。本专利技术首次合成了手性螺环膦—噁唑啉配体，并以此为原料合成相应的离子型铱络合物。本专利技术手性螺环膦—噁唑啉配体的铱络合物应用于亚胺的不对称催化氢化时，具有很高的立体选择性，ee值最高达到97％，同时兼具高反应活性(在常压下完成氢化)等优点。具体实施例方式本专利技术新型螺环膦—噁唑啉配体是右旋螺环膦—噁唑啉配体—(Ra，R)-2--4-取代-4，5-二氢噁唑或(Sa，R)-2--4-取代-4，5-二氢噁唑、左旋螺环膦—噁唑啉配体—(Sa，S)-2--4-取代-4，5-二氢噁唑或(Ra，S)-2--4-取代-4，5-二氢噁唑。螺环膦—噁唑啉配体具有两种手性因素轴向手性和中心手性，所以具有四个旋光异构体，其中包括两对对映异构体，即螺环骨架为Ra构型，二氢噁唑部分为S构型与螺环骨架为Sa构型，二氢噁唑部分为R构型的为一对对映异构体；螺环骨架为Sa构型，二氢噁唑部分为S构型与螺环骨架为Ra构型，二氢噁唑部分为R构型的为另一对对映异构体。因此，本专利技术所说的螺环膦—噁唑啉配体及相应的离子型铱络合物实际上包含上述四种异构体。这些异构体具有相同的化学结构通式，但具有不同的立体结构和旋光性能。本专利技术的合成方法是以光学纯的1，1′-螺二氢茚-7，7′-二酚为起始原料，经与三氟甲磺酸酐成酯，钯催化偶联，三氯硅烷还原生成重要中间体7-二芳基膦基-7′-三氟甲磺酰氧基-1，1′-螺二氢茚，该中间体进行钯催化的酯化，碱性条件水解成酸，进而与2位取代的手性氨基乙醇缩合成酰胺醇，最后环化得到螺环膦—噁唑啉配体。然后和2反应制得手性螺环膦—噁唑啉配体的铱络合物。具体说明如下1)以1～2当量的三氟甲磺酸酐和1当量的光学纯的1，1′-螺二氢茚-7，7′-二酚为原料，以2～4当量的吡啶作为缚酸剂生成相应的双三氟甲磺酸酯化合物，反应温度为0℃～25℃，溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃等有机溶剂。2)将由1)所得化合物在1～5mol％的醋酸钯和1～6mol％的1，4-二(二苯基膦基)丁烷(dppb)的催化下，与2～10当量的二异丙基乙基胺、正丁胺等有机胺和2～4当量二芳基氧化膦反应1～20小时，得到单膦取代产物，反应溶剂为二甲基亚砜、N，N-二甲基甲酰胺等有机溶剂，反应温度50～150℃。3)将由2)所得化合物在20～50当量的二异丙基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型的螺环膦－噁唑啉配体，其特征在于具有如下结构式的化合物：＊＊＊其中：Ｒ↑［１］是Ｃ↓［１］～Ｃ↓［６］的烃基、苯基、取代苯基（苯基上的取代基为Ｃ↓［１］～Ｃ↓［６］的烃基、烃氧基以及卤代烃基，取代基数量为１～５）、１ －萘基、２－萘基、苄基；所述的烃基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基；所述的烃氧基为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基；Ｒ↑［２］是Ｃ↓［１］～Ｃ↓［６］的烃基、苯基、取代苯基（苯基上的取代基为Ｃ↓［１］～Ｃ↓［６］的烃基、烃氧基，取代基数量为１～５）、１－萘基、２－萘基、２－呋喃基、苄基。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周其林，朱守非，王立新，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]