本发明专利技术公开了一种中心手性-轴手性缺电子双膦配体及其合成和应用。一种缺电子双膦配体的设计、合成：从化合物双(磷酸二乙酯)出发，将其还原成膦氢化合物，然后将其合成膦氯化合物，最后与芳基格氏试剂反应，得到中心手性-轴手性缺电子双膦配体。该配体和金属铑配位后，可以有效应用于α,β-不饱和羰基化合物的1,4-加成反应。本发明专利技术实用，催化剂商业可得，反应条件温和。
A central chiral chiral chiral electron deficient phosphine ligand and its synthesis and Application
The present invention discloses a central chiral axis chiral electron deficient phosphine ligand and its synthesis and application. A design of electron deficient diphosphine ligands: synthesis from two compounds (two ethyl phosphate) of the reduction of phosphine hydrogen compounds, then the synthesis of phosphonium chloride compounds, finally reacted with aryl Grignard reagents, chiral center - axis electron deficient chiral diphosphine ligand. The ligand can be effectively applied to the 1,4- addition reaction of alpha, beta unsaturated carbonyl compounds after coordination with metal rhodium. The invention is practical, and the catalyst is commercially available and has mild reaction conditions.
【技术实现步骤摘要】
一种中心手性-轴手性缺电子双膦配体及其合成和应用
本专利技术涉及一种中心手性-轴手性缺电子双膦配体的合成方法。
技术介绍
手性双膦配体是不对称催化反应中重要的一类配体，特别是在过渡金属催化的反应中起着重要的作用，因此设计和合成手性双膦配体仍然是目前科学研究中的重要内容。(文献1：Tang,W.；Zhang,X.Chem.Rev.2003,103,3029.)目前，已报道的双膦配体中多为富电子的双膦配体(相对于三苯基膦)，对于缺电子的双膦配体还不系统。(文献2：Genet,J.P.；Ayad,T.；Ratovelomanana-Vidal,V.Chem.Rev.2014,114,2824.)在目前报道的研究中，人们发现在一些过渡金属催化的反应中使用缺电子的双膦配体对反应的活性和选择性有着较大的改变。相对于给电子的双膦配体，缺电子的双膦配体往往能取得更好的催化效果。1991年，Achiwa小组首次合成了含氟的缺电子配体BIFUP和FUPMOP，自此，相继研究出一系列在富电子双膦配体基础上进行氟修饰的缺电子双膦配体，而且能够进行很好的对映选择性控制。(文献3：Pollock,C.L.；Saunders,G.C.；Smyth,E.C.M.S.；Sorokin,V.I.J.FluorineChem.2008,129,142.)其中比较典型的配体如，2004年Ratovelomanana-Vidal研究组首次合成的缺电子手性配体DifluorPhos，该配体在SegPhos的亚甲基部分引入了两个带有强吸电子性质的氟原子。在钌催化的不对称氢化反应中，DifluorPhos的催化效果都明显好于其他的配体。(文献4：Jeulin,S.；DupratdePaule,S.；Ratovelomanana-Vidal,V.；Genêt,J.-P.；Champion,N.；Dellis,P.Angew.Chem.Int.Ed.2004,43,320.)在2009年，Korenaga小组合成了一种新的缺电子手性配体MeO-F28-BiPhep，并把该配体应用到铑催化的芳基硼酸对烯烃的1,4-加成反应中，结果发现在室温条件下该反应就能很好的发生，并能取得很好的对映选择性。(文献5：Korenaga,T.；Osaki,K.；Maenishi,R.；Sakai,T.Org.Lett.2009,11,2325.)作者进一步的研究发现，该配体对于1,4-加成反应有着很好的催化效率，转化频率(TOF)和转化数(TON)分别高达53000h-1和320,000。(文献6：Korenaga,T.；Maenishi,R.；Hayashi,K.；Sakai,T.Adv.Synth.Catal.2010,352,3247.)最近，通过对MeO-BiPhep配体骨架的改造，我们也合成了一系类缺电子的轴手性双膦配体，并将其应用到铱催化的喹啉不对称氢化反应中。我们发现相对于MeO-BiPhep，在双芳基骨架上引入吸电子基团可以显著提高配体的活性和选择性。当使用引入最强吸电子基团三氟甲磺酰基的配体(S)-TfO-BiPhep时以及三氟甲基修饰的(S)-CF3O-BiPhep配体，其氢化效率得到很大提高。(文献7：Zhang,D.-Y.；Wang,D.-S.；Wang,M.-C.；Yu,C.-B.；Gao,K.；Zhou,Y.-G.Synthesis2011,2796；文献8：Zhang,D.-Y.；Yu,C.-B.；Wang,M.-C.；Gao,K.；Zhou,Y.-G.TetrahedronLett.2012,53,2556.)从上面的例子中，我们可以看出吸电子效应对双膦配体的活性和选择性有着显著的影响，特别是当引入吸电子能力很强的氟原子时。大位阻缺电子双膦配体相对于富电子双膦配体有以下优势：1)可以很好地利用π-受体特性；2)配体位阻大有利于还原消除；3)缺电子双膦配体较富电子双膦配体通常还原消除更快一些。(文献9：Hartwig,J.F.Inorg.Chem.2007,46,1936.)轴手性缺电子双膦配体已经陆续被研究，但是中心手性-缺电子双膦配体到目前为止还没有研究，所以我们设计和合成了一种基于C3-TunePhos骨架，中心手性-轴手性的含氟缺电子双膦配体。从双(磷酸二乙酯)化合物出发先进行还原得到膦氢化合物，再进一步合成膦氯化合物，最后与芳基格氏试剂反应得到配体。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种具有中心手性-轴手性的缺电子双膦配体及其合成方法，并进一步将其应用于芳基硼酸对不饱和烯烃的1,4-加成反应。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一类缺电子中心手性-轴手性双膦配体，该配体可以是消旋的或光学活性的，它具有下述结构：其中：R1为C1-C10烷基或芳基，R2为含有1个以上F的C1-C10的烷基或含有缺电子基团的苯基：R1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；R2中的芳基可为含有F或CF3中的一个或多个或两者都有；n为1-5；R2MgBr为原位制备的格氏试剂；本专利技术从双(磷酸二乙酯)化合物出，经过还原、氯化、芳基化三步实现该中心手性-轴手性缺电子双膦配体的合成。本专利技术操作简便，分离纯化步骤少，合成的双膦配体有特殊的缺电子效应。本专利技术提供的是一类具有缺电子轴手性双膦配体的设计和合成，其合成路线如下：其中：R1为C1-C10烷基或芳基，R2为含有1个以上F的C1-C10的烷基或含缺电子基团的苯基：R1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；R2中的芳基可为含有F或CF3中的一个或多个或两者都有；n为1-5；R2MgBr为原位制备的格氏试剂；反应步骤为：a)将LiAlH4、有机溶剂加入到反应瓶中，降温至-50℃，加入TMSCl，然后滴加1的THF溶液(0.05-0.2M)，缓慢升至室温，反应3小时，加入甲醇，淬灭反应，加入NaOH的水溶液，反应液过滤、分液、水洗，再次分液，用无水硫酸钠干燥，真空冷肼将溶剂抽干，得到棕黄色黏液-膦氢化合物，进行下一步反应。b)氮气保护下，在耐压管中加入三光气，在反应瓶中加入336和有机溶剂，将其溶解后加入到封管中，迅速关闭封管，反应在20-40℃条件下剧烈搅拌24-72小时。将其反应液转移至恒压滴液漏斗中，在-78℃下滴入到步骤a得到的膦氢化合物的有机溶剂中(0.05-0.2M)，滴毕转移至常温条件下反应24-72小时，将溶剂抽干，得到膦氯化合物。c)将含有缺电子基团的芳基化合物制备成格氏试剂，将步骤b得到的膦氯化合物溶于有机溶剂中，在-78℃下加入到格氏试剂中(0.1-0.4M)，低温条件下反应1-3小时，转移至室温反应5-24小时，淬灭反应，标准处理后柱层析得到中心手性-轴手性缺电子双膦配体。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所用的还原剂为LiAlH4和TMSCl的混合物。步骤b所用的氯试剂为三光气和336。本专利技术具有以下优点：1.原料易得。2.反应步骤少。3.合成的双膦配体具有特殊的缺电子效应。4.分本文档来自技高网...
【技术保护点】
一类缺电子中心手性‑轴手性双膦配体，其特征在于：它具有下述结构：
【技术特征摘要】
1.一类缺电子中心手性-轴手性双膦配体，其特征在于：它具有下述结构：其中：R1为C1-C10烷基或芳基，R2为含有1个以上F的C1-C10的烷基或含缺电子基团的苯基；R1所述芳基为苯基或带有C1-C10的烷基、甲氧基、卤素中一种或二种以上的取代苯基，取代基个数为1-5；R2中含缺电子基团的苯基可为含有F或CF3中的一种或二种的取代苯基，取代基个数为1-5；n为1-5。2.一种权利要求1所述化合物的合成方法，其特征在于它是经过下述步骤：其中：R1为C1-C10烷基或芳基，R2为含有1个以上F的C1-C10的烷基或含缺电子基团的苯基：R1所述芳基为苯基或带有C1-C10的烷基、甲氧基、卤素中一种或二种以上的取代苯基，取代基个数为1-5；R2中的芳基可为含有F或CF3中的一种或二种的取代苯基，取代基个数为1-5；n为1-5。3.如权利要求2所述的合成方法，其特征在于：R2MgBr为原位制备的格氏试剂；反应步骤为：a)将LiAlH4(469mg,12mmol)、10mL有机溶剂加入到反应瓶中，降温至-50℃，加入TMSCl(1.1mL,12mmol)，然后滴加1的THF溶液(0.05-0.2M)(1.053g,2mmol)，升至室温，反应3小时，加入甲醇，淬灭反应，加入6mL...
【专利技术属性】
技术研发人员：周永贵，胡书博，陈章培，周吉，孙蕾，
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
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