基于氧杂蒽骨架的手性单膦配体PC-Phos及其全构型的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一类氧杂蒽骨架的新型单膦配体PC‑Phos，所述配体为式(1)所示化合物或其对映体、消旋体或非对映异构体

Chiral xanthene phosphine ligand PC skeleton single Phos and the full configuration of the preparation method and application based on

The present invention discloses a kind of new single skeleton xanthene phosphine ligand PC Phos, the ligand for the type (1) compounds or its enantiomers and racemic or diastereomers

【技术实现步骤摘要】
基于氧杂蒽骨架的手性单膦配体PC-Phos及其全构型的制备方法和应用
本专利技术涉及新型手性单膦配体及其制备方法和应用，具体涉及一类基于氧杂蒽骨架改造的新型手性单膦配体PC-Phos及其制备方法和应用，属于有机化学

技术介绍
手性是自然界的基本属性之一，比如生命的基本物质蛋白质几乎都是由L-型氨基酸组成的，DNA、RNA中的核糖构型全是D型，DNA和蛋白质的螺旋也表现出特定的手性。众所周知，(R)-thalidomide可用作镇定剂减轻人类妊娠反应，而(S)-thalidomide则具有致畸作用，因此使用外消旋的thalidomide曾导致大量胎儿畸形的人间悲剧。可见，合成光学纯的分子不仅是化学界的挑战，对于人类医药健康、生物、材料和环境等方面也有极其重要的意义。获得光学纯化合物通常有三种途径，对映体拆分、手性化合物衍生、不对称催化合成。由于不对称催化具有独特的优点——通过使用少量的催化剂而可能获得大量光学活性产物，数十年来一直是研究的热点和前沿。在2001年，诺贝尔化学奖被授予Knowles、Noyori和Sharpless三位从事不对称催化研究的科学家，以表彰他们在不对称催化氢化和不对称催化氧化研究方面做出的杰出贡献。膦配体是目前为止研究最多、应用最广泛的配体，其可分为手性膦配体和非手性膦配体两大类。手性膦配体按照手性中心的不同又可主要分为P-中心手性膦配体、C-手性膦配体以及S-手性膦配体等。C-手性膦配体由于碳骨架的多样性、效果独特等特点，在近十几年得到了迅速发展，为不对称催化反应提供了新的选择，也为膦配体的开发注入了新的活力。虽然经过几十年的发展，C-手性膦配体的合成和应用已经成为在不对称催化领域一个十分重要并活跃的研究分支，目前已经开发了中心手性、轴手性、面手性、螺环等骨架的手性膦配体，并在不对称催化中获得了很好的研究成果。然而膦配体骨架中同时包含C-手性和S-手性的开发研究寥寥无几，至今未见基于氧杂蒽骨架改造的S-手性和C-中心手性单膦配体的制备方法和应用的相关研究报道。XantPhos是一种宽螯合角度的经典非手性双膦配体，自从1994年被PietW.N.M.vanLeeuwen小组报道以来，被广泛应用于过渡金属催化的碳-碳键、碳-氮键的构建。而本课题组一直致力于C-中心手性新型单膦配体(催化剂)的开发，先后开发了Ming-Phos(Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,4350)、Xiao-Phos(Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,6874)、Wei-Phos(Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,14853)和Peng-Phos(Angew.Chem.Int.Ed.2016,55,13316)等多种C-中心手性新型单膦配体(催化剂)。基于以上基础，本专利技术在克服了现有技术中合成含膦的手性配体时，原料昂贵、合成路线冗长、反应试剂毒性大、对映异构体的合成难度大及产率低等缺陷，提供了一类类似于XantPhos这种经典非手性双膦配体、基于氧杂蒽骨架改造的、便于高效合成全构型的C-中心手性新型单膦配体。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一类新型手性单膦配体PC-Phos及其全构型的制备方法和应用，使用不同的金属试剂即可高效、高选择性及低成本的制备全部立体构型的所述手性单膦配体PC-Phos。本专利技术提供的一类手性单膦配体PC-Phos为C-中心手性单膦配体，为如下式(1)的化合物或所述式(1)化合物的对映体、消旋体或非对映异构体：上述式(1)中：R1、R2、R5分别独立选自C1～C12的烷烃基、C1～C10的烷氧基、R、R3、R4分别独立选自氢、C1～C12的烷烃基、C1～C10的硅氧基、C1～C10的烷酰基、C1～C10的酯基、C1～C10的磺酸酯基、ORw或SRw；其中：Rx和Rx′分别独立选自氢、卤素、C1～C12的烷烃基、C1～C10的烷氧基、C1～C10的硅氧基、C1～C10的烷酰基、C1～C10的酯基、C1～C10的磺酸酯基；Ry、Ry′、Ry〃、Rz、Rz′和Rw分别独立选自C1～C12的烷烃基、C1～C10的烷氧基、C1～C10的硅氧基、C1～C10的烷酰基、C1～C10的酯基、C1～C10的磺酸酯基。作为一种优选方案，上述式(1)中的R1、R2同时选自C1～C12的烷烃基、R、R3、R4分别独立选自氢、C1～C12的烷烃基、C1～C10的硅氧基、C1～C10的酯基或R5选自C1～C12的烷烃基、其中Rx和Rx′分别独立选自氢、卤素、C1～C12的烷烃基、C1～C10的烷氧基、C1～C10的硅氧基、C1～C10的烷酰基、C1～C10的酯基、C1～C10的磺酸酯基。作为一种优选方案，上述式(1)中的R选自氢；R1、R2同时选自C1～C12的烷烃基、R3选自氢；R4选自C1～C12的烷烃基或R5选自叔丁基；其中Rx和Rx′分别独立选自氢、C1～C12的烷烃基、C1～C10的烷氧基、C1～C10的硅氧基。作为进一步优选方案，上述式(1)中的R1、R2同时选自C1～C12的烷烃基、作为进一步优选方案，上述式(1)中的R选自氢、C1～C12的烷烃基。作为更进一步优选方案，所述手性单膦配体PC-Phos选自如下化合物或所述化合物的对映体、消旋体或非对映异构体，如下所示：其中：Ad为金刚烷基；Ar为3,5-二甲基苯基；Cy为环己基。本专利技术还提供了式(1)C-中心手性单膦配体PC-Phos的制备方法，包括以下三种方案：方案一：第一步：在溶剂中，一定温度下，(1-1)将式2化合物在BuLi作用下与ClPR1R2(即)进行取代反应，生成中间体(1-2)然后中间体在BuLi作用下生成中间体再和二取代甲酰胺进行取代反应，得到式3化合物，反应过程如下反应式(I)所示：其中，各基团的定义如上式(1)所述；优选地，R、R1、R2的含义同上式(1)所述，R3为氢，X为卤素。其中，所述溶剂选自干燥的二氯甲烷、乙醚、二丁醚、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚、1,4-二氧六环、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、甲苯、二甲苯、苯、氯苯、氟苯、氯仿、正己烷；优选地，为干燥的四氢呋喃。其中，所述取代反应的温度为-78℃～30℃；优选地，为-78℃～-50℃。其中，所述取代反应的时间为10分钟～10小时；优选地，为1～2小时。其中，式2化合物、步骤(1-1)的BuLi、ClPR1R2、步骤(1-2)的BuLi、二取代甲酰胺的摩尔比为(1-10)：(1～10)：(1～10)：(1～10)：(1～100)；优选地，为1：1：1：2：10。其中，所述BuLi的作用为和卤素X进行交换、进行取代反应；所述BuLi包括n-BuLi、s-BuLi、t-BuLi。其中，所述二取代甲酰胺的作用为与进行取代反应，可选自N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲酰吗啉(NFM)、N,N-二乙基甲酰胺；优选地，为DMF、NFM。第二步：在溶剂中，在一定温度下，在缩合剂的作用下，式3化合物分别与式4(Rs)、4(Ss)化合物进行缩合反应，得到式5(Rs)、5(Ss)化合物，具体操作参见文献(Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,4350)，反应过程如下反应式(II)所示：上述式中的各基团的定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类氧杂蒽骨架的单膦配体PC‑Phos，其特征在于，所述单膦配体为如下式(1)所示的化合物或所述化合物的对映体、消旋体或非对映异构体：

【技术特征摘要】
1.一类氧杂蒽骨架的单膦配体PC-Phos，其特征在于，所述单膦配体为如下式(1)所示的化合物或所述化合物的对映体、消旋体或非对映异构体：式(1)中，R1、R2、R5分别独立选自C1～C12的烷烃基、C1～C10的烷氧基、R、R3、R4分别独立选自氢、C1～C12的烷烃基、C1～C10的硅氧基、C1～C10的烷酰基、C1～C10的酯基、C1～C10的磺酸酯基、ORw或SRw；其中，Rx和Rx′分别独立选自氢、卤素、C1～C12的烷烃基、C1～C10的烷氧基、C1～C10的硅氧基、C1～C10的烷酰基、C1～C10的酯基、C1～C10的磺酸酯基；Ry、Ry′、Ry〃、Rz、Rz′和Rw分别独立选自C1～C12的烷烃基、C1～C10的烷氧基、C1～C10的硅氧基、C1～C10的烷酰基、C1～C10的酯基、C1～C10的磺酸酯基。2.如权利要求1所述的单膦配体，其特征在于，其结构如式(1)中的R1、R2同时选自C1～C12的烷烃基、R、R3、R4分别独立选自氢、C1～C12的烷烃基、C1～C10的硅氧基、C1～C10的酯基或R5选自C1～C12的烷烃基、其中Rx和Rx′分别独立选自氢、卤素、C1～C12的烷烃基、C1～C10的烷氧基、C1～C10的硅氧基、C1～C10的烷酰基、C1～C10的酯基、C1～C10的磺酸酯基。3.一种如权利要求1所述的单膦配体的制备方法，其特征在于，第一步：在溶剂中，(1-1)将式2化合物在BuLi作用下与ClPR1R2进行取代反应，生成中间体(1-2)然后中间体在BuLi作用下生成中间体再和二取代甲酰胺进行取代反应，得到式3化合物，反应过程如下反应式(I)所示：第二步：在溶剂中，在缩合剂的作用下，式3化合物分别与式4(Rs)、4(Ss)化合物进行缩合反应，得到式5(Rs)、5(Ss)化合物，反应过程如下反应式(II)所示：第三步：式5(Rs)、5(Ss)化合物溶解在溶剂中，分别与金属试剂式R4MgX或者R4Li化合物进行加成反应，得到手性单膦配体PC-Phos式1(S,Rs)、1(R,Rs)、1(S,Ss)、1(R,Ss)，反应过程如下反应式(III)所示：其中，各基团的定义如权利要求1中的式(1)所述。4.一种如权利要求1所述的单膦配体的制备方法，其特征在于，第一步：将式2化合物溶解在溶剂中，(1-1)在BuLi作用下，生成中间体然后中间体与ClPR1R2进行取代反应，生成中间体(1-2)然后中间体在BuLi作用下生成中间体然后中间体和CO2进行加成反应，生成(1-3)然后和(R3)3ZnCl进行加成反应，得到式3化合物，反应过程如下反应式(IV)所示第二步：在溶剂中，在缩合剂作用下，式3化合物分别与式4(Rs)、4(Ss)化合物进行缩合反应，得到式5(Rs)、5(Ss)化合物，反应过程如下反应式(V)所示：第三步：式5(Rs)、5(Ss)化合物溶解在溶剂中，在还原剂作用下，分别进行还原反应，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：张俊良，张培超，王以栋，王磊，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海,31