一种兼有磷中心手性和联萘轴手性的双膦手性化合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种兼有磷中心手性和联萘轴手性的双膦手性化合物及其制备方法，双膦手性化合物的结构式为：

Bisphosphine chiral compound with phosphorus central chirality and bienyl axis chirality and preparation method thereof

The invention relates to a bisphosphonate chiral compound with phosphorus center chiral and binaphthalene axis chiral and a preparation method thereof. The structure formula of the bisphosphonate chiral compound is as follows:

【技术实现步骤摘要】
一种兼有磷中心手性和联萘轴手性的双膦手性化合物及其制备方法
本专利技术属于手性膦化合物及其制备领域，特别涉及一种兼有磷中心手性和联萘轴手性的双膦手性化合物及其制备方法。
技术介绍
(+/-)-2,2'-双(二苯膦基)-1,1'-联萘(BINAP)配体由于具有优异的手性识别功能在过渡金属不对称催化领域取得广泛的应用，例如氢化反应、硅氢化反应、羟基化反应等。对于BINAP配体，能够实现高选择性的最重要的结构因素是配体的Atropoisomery性能。这种结构使得金属中心能够处在一种有利的手性环境中，并且金属中心周围的手性环境不仅受到配体的电子、立体效应的影响，还受到两个萘环平面之间二面角所控制[(a)PrivilegedChiralLigandsandCatalysts,Zhou,Q.2011,Wiley-VCHVerlagGmbH&Co.KGaA；(b)Phosphorus(III)LigandsinHomogeneousCatalysis:DesignandSynthesis,KAMER,P.C.J.；LEEUWEN,P.W.N.M.V.2012,JohnWiley&Sons,Ltd.；ChiralPhosphinesandDiphosphines,Li,W.；Zhang,X.p27][Berthod,M.；Mignani,G.；Woodward,G.；Lemaire,M.Chem.Rev.2005,105,1801]。二面角越小，催化剂的立体选择性越高[Shimizu,H.；Nagasaki,I.；Matsumura,K.；Sayo,N.；Saito,T.Acc.Chem.Res.2007,40,1385]。能够减小萘环平面之间二面角的结构修饰方式是增加P芳环取代的位阻。另外，在联萘的3,3′位置引入大位阻的取代基也能够增加配体的刚性，从而在金属中心的周围建立一个更加有利的手性环境[Zhang,X.(ThePennStateResearchFoundation).PCTInt.Appl.WO02/40491,2002)(Simonsen,K.B.；Gothelf,K.V.；K.A.J.Org.Chem.1998,63,7536)。然而，虽然在多数情况下BINAP金属催化剂具有优异的立体选择性，但在某些情况下，BINAP配体仍需要进行进一步的结构修饰，以获得更优异的立体诱导性能[Shimizu,H.；Nagasaki,I.；Matsumura,K.；Sayo,N.；Saito,T.Acc.Chem.Res.2007,40,1385]。具有膦中心手性的手性P配体近年来引起越来越广泛的关注：这类配体相较传统的基于碳中心手性的手性P配体，由于能够在更接近金属中心的周围建立手性环境，因而有可能比以碳原子为中心手性的P配体具有更加优异的立体诱导性能[Dutartre,M.；Bayardon,J.；Jugé,S.Chem.Soc.Rev.2016,45,5771)(Phosphorus(III)LigandsinHomogeneousCatalysis:DesignandSynthesis,KAMER,P.C.J.；LEEUWEN,P.W.N.M.V.2012,JohnWiley&Sons,Ltd.；P-chiralLigands,Bayardon,J.；Jugé,S.p355)(Imamoto,T.Chem.Rec.2016,16,2659]。结合上面的思考，专利技术人认为，如果BINAP配体的一个或者两个P原子是手性的，这种配体不仅具有经典BINAP配体原有优异的性能，P上的取代基也可以根据需要容易地改变，将会大大提高催化剂的立体诱导性能，为手性催化提供更多的手性配体，将大大地促进手性催化的发展，如下式所示配体，只含有一个轴手性的BINAP配体(左)与含有两个P中心手性和一个轴手性的新型手性BINAP配体(右)。另外，BINAP配体的电子结构也是影响催化剂活性与稳定性的重要因素，含有P中心手性的BINAP配体也可以容易地调节P上的取代基，进而直接调节配体的电子性能，从而调节配合物催化剂的活性与稳定性[Berthod,M.；Mignani,G.；Woodward,G.；Lemaire,M.Chem.Rev.2005,105,1801][Shimizu,H.；Nagasaki,I.；Matsumura,K.；Sayo,N.；Saito,T.Acc.Chem.Res.2007,40,1385]。本专利之前合成P中心手性的主要思路是将手性辅助配体(chiralauxiliary)的碳中心手性转移到P原子上从而获得P中心手性；有时结合硼烷(BH3)的保护性能来稳定P的构型，如下式所示，(-)-麻黄碱法合成P中心手性化合物的机制及反应[Dutartre,M.；Bayardon,J.；Jugé,S.Chem.Soc.Rev.2016,45,5771][Phosphorus(III)LigandsinHomogeneousCatalysis:DesignandSynthesis,KAMER,P.C.J.；LEEUWEN,P.W.N.M.V.2012,JohnWiley&Sons,Ltd.；P-chiralLigands,Bayardon,J.；Jugé,S.p355][Imamoto,T.Chem.Rec.2016,16,2659][PhosphorusLigandsinAsymmetricCatalysisSynthesisandApplications,A.2008,Wiley-VCH；SynthesisofP-StereogenicPhosphorusCompoundsBasedonChiralAminoalcoholsasChiralAuxiliary,Darcel,C.；Uziel,J.；Jugé,S.p1211]。这些手性辅助配体包括麻黄碱及相关的醇、胺、醇胺等手性化合物、(-)-鹰爪豆碱配体(sparteine)[(a)Tang,W.；Zhang,X.Angew.Chem.,Int.Ed.2002,41,1612.；(b)Imamoto,T.；Watanabe,J.；Wada,Y.；Masuda,H.；Yamada,H.；Tsuruta,H.；Matsukawa,S.；Yamaguchi,K.J.Am.Chem.Soc.1998,120,1635]、以及其它个别配体[Hoge,G.J.Am.Chem.Soc.2003,125,10219；J.Am.Chem.Soc.2004,126,9920]。另外，利用手性金属催化剂催化的动态动力学拆分亚膦化反应也是近年来报道得较多的、构建P中心手性的方法[a)Glueck,D.S.Chem.Eur.J.2008,14,7108；(b)Harvey,J.S.；Gouverneur,V.Chem.Commun.2010,46,7477；(c)Pullarkat,S.A.Synthesis2016,48,493]。当前构建P中心手性最成熟的是(-)-麻黄碱法，通过这个方法可以衍生出一系列P中心手性配体(如下式所示)。然而，专利技术人发现，该种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种兼有磷中心手性和联萘轴手性的双膦手性化合物，其特征在于，所述双膦手性化合物的结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种兼有磷中心手性和联萘轴手性的双膦手性化合物，其特征在于，所述双膦手性化合物的结构式为：其中，R1、R2、R3、R4为二茂铁基团、萘基、直链烷基、支链烷基、环状烷基、芳基或取代芳基，R1与R2不同，R3与R4不同；其中骨架X中的轴手性、碳中心手性的构型为R型或S型，m＝1,2或3，R＝Me或OMe，R'＝Ar。2.按照权利要求1所述的一种兼有磷中心手性和联萘轴手性的双膦手性化合物，其特征在于，所述R1、R2、R3、R4为苯基、取代苯基、1-萘基、2-萘基、甲基、乙基、异丙基、环己基、叔丁基或金刚烷基。3.一种兼有磷中心手性和联萘轴手性的双膦手性化合物的制备方法，包括：(1)在惰性气体保护下，将(R)或(S)-2,2'-二溴-1,1'-联萘与正丁基锂以摩尔比为1:1-1:1.2进行锂卤交换反应生成中间体联萘锂盐，继续与一氯化膦有机化合物反应，得到含有一个膦取代的2-膦基-2'-溴-1,1'-联萘，其中联萘锂盐与一氯化膦有机化合物的摩尔比为1:1-1:1.2；或者在惰性气体保护下，将(R)或(S)-2,2'-二溴-1,1'-联萘与正丁基锂以摩尔比为1:1-1:1.2进行锂卤交换反应生成中间体联萘锂盐，与二氯化膦有机化合物R1PCl2反应，得到一氯取代的膦化合物，继续与金属有机化合物MR2反应，得到含有一个膦中心手性的2-膦基-2'-溴-1,1'-联萘，其中R1、R2为二茂铁基团、萘基、直链烷基、支链烷基、环状烷基、芳基或取代芳基，R1≠R2，中间体联萘锂盐与二氯化膦有机化合物的摩尔比为1:1-1:1.2；(2)将步骤(1)中含有一个膦取代的2-膦基-2'-溴-1,1'-联萘或含有一个膦中心手性的2-膦基-2'-溴-1,1'-联萘用双氧水氧化，得到膦氧化合物2-氧膦基-2'-溴-1,1'-联萘，继续与正丁基锂进行锂卤交换反应生成中间体锂盐，与二氯化磷有机化合物R3PCl2反应，得到一氯取代的膦化合物，其中含有一个膦取代的2-膦基-2'-溴-1,1'-联萘或含有一个膦中心手性的2-膦基-2'-溴-1,1'-联萘与双氧水的摩尔比为1:2-1:5，膦氧化合物、正丁基锂与二氯化磷有机化合物的摩尔比为1:1-1.2:1-1.2；R3为二茂铁基团、萘基、直链烷基、支链烷基、环状烷基、芳基或取代芳基；(3)将步骤(2)中一氯取代的膦化合物与金属有机化合物MR4反应，得到含有一到两个P中心手性和一个联萘轴手性的2-氧膦基-2'-膦基-1,1'-联萘手性膦氧化合物，经三氯硅烷/三乙胺或三氯化铈/硼氢化钠/四氢铝锂还原体系还原，得到含有一到两个膦中心手性和一个轴手性的双膦手性化合物，其中R4为二茂铁基团、萘基、直链烷基、支链烷基、环状烷基、芳基或取代芳基，R4与步骤(2)中R3不同，一氯取代的膦化合物与金属有机化合物...

【专利技术属性】
技术研发人员：王廷亦，霍尚飞，薛清泉，李杰，左伟伟，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31