本发明专利技术涉及一种新型手性螺环双膦配体及其关键中间体螺环二酚、其合成方法以及本发明专利技术螺环双膦配体的醋酸钌络合物在α，β－不饱和羧酸的不对称催化氢化中的应用。本发明专利技术螺环双膦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双膦配体的醋酸钌络合物对α，β－不饱和羧酸等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９８％，同时兼具高反应活性、高转化数（Ｓ／Ｃ＝１０，０００）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双膦配体及其中间体螺环二酚、其合成方法以及螺环双膦配体在α，β-不饱和羧酸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)。手性配体的成功应用促进了手性配体的发展，到目前为此，设计和合成的手性膦配体已达千余种(Nugent，W.A.；RajanBabu，T.V.；Burk，M.J.Science 1993，259，479)。其中，有许多优秀的手性膦配体如BINAP (Yasuda，A.；Takaya，H.；Miyashita，A.；Toriumi，K.；Ito，T.；Souchi，T.；Noyori，R.J.Am.Chem.Soc.1980，102，7932)、DIOP(Kagan，H.B.；Dang，T.P.J.Chem.Soc.，Chem.Commun.1971，481)、Duphos(Burk，M.J.；Feaster，J.E.；Harlow，R.L.Organometallics 1990，9，2653；Burk，M.J.J.Am.Chem.Soc.1991，113，8515)等具有C2-对称轴的手性双膦配体，已经在工业化的催化氢化中得到广泛的应用。催化氢化的底物已由早期的脱氢氨基酸发展到包含C＝C、C＝O、C＝N的多种潜手性底物(如烯、酮、亚胺、羧酸等)的氢化。就双膦配体在不对称催化氢化方面的应用而言，虽然其过渡金属络合物成功地催化氢化了很多含有不饱和双键的潜手性底物并获得较高的转化率和对映选择性，但对某些特定的底物仍未能取得较好的催化氢化结果。如在对α，β-不饱和羧酸(如2-甲基-2-丁烯酸)等潜手性底物的催化氢化中的表现仍不够理想，主要表现为转化数和对映选择性相对较低(Ohta，T.；Takaya，H.；Kitamura，M.；Nagai，K.；Noyori，R.J.Org.Chem.1987，52，3174)，而此类催化氢化产物是合成手性药物的重要原料(Steven，D.；David，N.Deaton Tetrahedron Lett.1991，32，4651)，故而要高效、高对映选择性地实现上述底物的不对称催化氢化就必须开发新的、高效的手性双膦配体。
技术实现思路
在不对称催化氢化反应中，催化剂的配体的骨架是获得高对映选择性的关键，为此本专利技术提供一种含有螺二芴骨架的双膦配体。合成此双膦配体的关键在于如何合成螺环二酚-1，1′-二羟基-9，9′-螺二芴，本专利技术首次合成了螺环二酚-1，1′-二羟基-9，9′-螺二芴，并以此为原料合成相应的手性双膦配体。本专利技术双膦配体的钌络合物应用于催化氢化α，β-不饱和羧酸时，能够获得高效的催化性能和对映选择性。本专利技术的目的是1)提供一种新型的具有螺二芴结构的螺环双膦配体及其中间体螺环二酚。2)提供上述新型的具有螺二芴结构的螺环双膦配体及其中间体螺环二酚的合成方法。3)提供上述新型的具有螺二芴结构的螺环双膦配体的用途，即与过渡金属钌络合，在α，β-不饱和羧酸的不对称催化氢化中作催化剂。本专利技术新型螺环双膦配体及其中间体螺环二酚具有如下的结构式 X＝OH，PR12Y＝OH，PR22其中m＝0～3，n＝0～4；R1、R2各自独立地是C1～C6的烃基、苯基、取代苯基(苯基上的取代基为C1～C6的烃基、烃氧基以及卤素，取代基数量为1～5)、1-萘基、2-萘基、呋喃基、噻吩基等，R1、R2可以相同，也可不同；R3、R4各自独立地是H、C1～C6的烃基、烃氧基等，R3、R4可以相同，也可不同；所述的烃基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基等，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、叔丁氧基等。本专利技术新型螺环双膦配体及其中间体螺环二酚具有轴向手性，所以分别具有两个旋光异构体，其一为右旋螺环双膦配体及右旋螺环二酚，其二为左旋螺环双膦配体及左旋螺环二酚，该两个旋光异构体的等量混合物则成为外消旋螺环双膦配体及外消旋旋螺环二酚。因此，本专利技术所说的螺环双膦配体及其中间体螺环二酚实际上包含外消旋体、右旋体和左旋体。外消旋体、右旋体和左旋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。本专利技术新型螺环双膦配体及其中间体螺环二酚的合成方法，是由取代的邻二溴苯和取代的间溴苯甲醚为起始原料经多步合成一系列不同的螺环双膦配体及其中间体螺环二酚。其合成过程可用下面的反应式表示 本专利技术的合成方法具体说明如下1)以1～2当量的取代邻二溴苯和一当量的取代间溴苯甲醚的格氏试剂为原料，在0.1～5mol％四三苯基磷钯的催化下发生偶联反应生成相应的联苯化合物，反应温度为25℃～60℃，溶剂为乙醚、四氢呋喃等有机溶剂。2)用1～2当量的丁基锂、仲丁基锂等有机锂试剂将1)所生成的联苯化合物锂化后与0.4～0.5当量的碳酸二甲酯反应生成酮，反应温度为-78℃～25℃，反应溶剂为乙醚、四氢呋喃等有机溶剂。3)将由2)生成的酮与2～3当量的液溴反应生成二溴化物，反应温度为-20℃～40℃，反应溶剂为乙醚、四氢呋喃、二氯甲烷、二硫化碳等有机溶剂。4)将由3)生成的溴化物用20～100当量的多聚磷酸、磷酸等脱水试剂关环，在该关环反应中可不用溶剂或选择二氯甲烷、四氢呋喃等溶剂，反应温度为10℃～150℃。5)将由4)所得关环产物在1～10mol％的钯炭催化氢化或2～3当量的丁基锂、仲丁基锂等有机锂试剂作用下脱溴，所用溶剂为甲醇、乙醇等醇类溶剂以及乙醚、四氢呋喃等非醇类溶剂反应温度为-78℃～7本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种新型的螺环双膦配体及其中间体螺环二酚，其特征在于具有如下的结构式：＊＊＊Ｘ＝ＯＨ，ＰＲ↑［１］↓［２］Ｙ＝ＯＨ，ＰＲ↑［２］↓［２］其中：ｍ＝０～３，ｎ＝０～４；Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］各自独立地是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、烃氧基以及卤素，取代基数量为１～５）、１－萘基、２－萘基、呋喃基、噻吩基等，Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］可以相同，也可不同；Ｒ↑［３］、Ｒ↑［４］各自独立地是Ｈ、Ｃ↓［１］～Ｃ↓［６］的烃基、烃氧基等，Ｒ↑［３］、Ｒ↑［４］可以相同，也可不同；所述的烃基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基等，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、叔丁氧基等。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：周其林，程旭，谢建华，王立新，张齐，侯国华，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
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