本发明专利技术涉及一种杯[4]硫脲环己二胺衍生物及其催化不对称Michael加成反应的方法，以硝基烯烃和1,3‑二羰基酮为原料，杯[4]硫脲环己二胺衍生物为相转移催化剂，水/甲苯为溶剂进行Michael加成催化反应，反应结束后，浓缩溶剂，通过硅胶柱层析分离得产物。本发明专利技术的杯[4]硫脲环己二胺衍生物合成工艺条件温和、催化效率高，其催化的不对称Michael加成反应以水/甲苯作为溶剂，水的加入可以极大地提升反应的速率和收率，表明该催化剂具有相转移催化功能。且室温条件下催化反应即可获得较好的ee值，具有广阔的应用前景。
A calix [4] thiourea cyclohexane diamine derivative and its catalytic asymmetric Michael addition reaction
The invention relates to a calix [4] thiourea Cyclohexanediamine derivative and a method for catalyzing asymmetric Michael addition reaction. Nitroolefin and 1,3 dicarbonyl ketone are used as raw materials, calix [4] thiourea Cyclohexanediamine derivative is used as phase transfer catalyst, water/toluene is used as solvent for Michael addition catalytic reaction. After the reaction, the solvent is concentrated. The products were separated by silica gel column chromatography. The cup [4] thiourea Cyclohexanediamine derivative of the invention has mild synthetic conditions and high catalytic efficiency. The asymmetric Michael addition reaction catalyzed by the cup [4] thiourea Cyclohexanediamine derivative uses water/toluene as solvent. The addition of water can greatly improve the reaction rate and yield, indicating that the catalyst has a transfer catalytic function. A good EE value can be obtained by catalytic reaction at room temperature and has broad application prospects.
【技术实现步骤摘要】
一种杯[4]硫脲环己二胺衍生物及其催化不对称Michael加成反应的方法
本专利技术涉及催化有机合成
，尤其是涉及一种杯[4]硫脲环己二胺衍生物及其催化不对称Michael加成反应的方法。
技术介绍
近年来，有机小分子催化因其具有反应条件温和，环境友好等特点，且符合绿色化学的要求，已然成为了不对称催化领域的热门研究课题，手性硫脲类催化剂，在诸多的不对称反应中皆表现出了优异的催化效果。最初，利用硫脲基团较弱的布朗斯特酸性，通过与底物间形成氢键并生成稳定的反应中间体，从而产生催化作用。随着人们对有机催化反应的深入探究，同时受酶催化方式的启发，一系列以多重氢键给体的硫脲催化剂应运而生。手性二胺是合成天然产物和含氮生物活性物质的重要中间体，手性环己二胺衍生物在Aldol反应、D-A反应和Michael加成反应中得到了广泛应用。具有光学活性的(1R,2R)-1-氨基-2-(二甲基氨基)环己烷有着悠久的研究背景和广泛的工业应用，是一种重要的手性试剂。本专利技术的设计是直接在杯芳烃上沿通过硫脲的桥连作用接入手性环己二胺衍生物，与下沿接入相比较是一种突破，且丰富了手性杯芳烃化学修饰的种类。相对于现有技术中不对称Michael加成反应催化剂制备困难、催化效率低、稳定性差和环境污染等问题，我们的催化剂合成工艺条件温和、催化效率较好且工业应用前景广阔。以部分水作溶剂，减少有机溶剂的大量使用，可降低成本和减少环境污染等优势。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为了克服现有技术中不对称Michael加成反应催化剂制备困难、催化效率低、稳定性差和环境污染等问题，提供一种杯[4]硫脲环己二胺衍生物催化不对称Michael加成反应的方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种杯[4]硫脲环己二胺衍生物，其结构式为：所述的杯[4]硫脲环己二胺衍生物为结构式Ⅰ或Ⅱ。一种催化不对称Michael加成反应的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)以硝基烯烃和1,3-二羰基酮为原料，杯[4]硫脲环己二胺衍生物为相转移催化剂，水/甲苯为溶剂进行Michael催化反应；反应温度为0～25℃，反应时间为1～48小时；(2)步骤(1)反应结束后，浓缩溶剂，经乙酸乙酯和石油醚柱层析分离，纯化得产物，采用HPLC分析产物的光学选择性(ee)；所述硝基烯烃与1,3-二羰基酮的摩尔比为1:2～5；所述甲苯与水的体积比为1～3:1～5；所述催化剂用量为硝基烯烃的2～10mol％。所述硝基烯烃为芳香族硝基烯烃，所述芳香族硝基烯烃为β-硝基苯乙烯、取代β-硝基苯乙烯中的一种。所述1,3-二羰基酮为乙酰丙酮或丙二酸二甲酯中的一种。所述取代β-硝基苯乙烯为β-硝基苯乙烯苯环上的氢被1～5个取代基取代，所述取代基为氟、氯、溴、硝基、氰基、三氟甲基、烷基或烷氧基中的一种或几种。作为优选，所述硝基烯烃与1,3-二羰基酮的摩尔比为1:2；所述甲苯与水的体积比为2:1；所述催化剂用量为硝基烯烃的5mol％。作为优选，所述催化剂为所述反应温度为25℃。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术提供的一种杯[4]硫脲环己二胺衍生物，可以有效发挥杯芳烃空腔作用进行相转移催化，并且具有合成工艺条件温和、催化效率高和工业应用前景广阔等优势；(2)通过硫脲的桥连作用，直接在杯芳烃上沿进行手性修饰，与以往常规下沿接入的方式相比较是一种突破，将极大地丰富手性杯芳烃化学修饰的种类，并且利用杯芳烃上沿比下沿空腔大的特点，更利于与底物包结；(3)利用杯芳烃空腔的疏水作用就能实现在水相中的不对称催化反应，符合绿色化学的特点，更是当前的研究热点。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步对本专利技术进行阐述，应理解，引用实施例仅用于说明本专利技术，而不用于限制本专利技术的范围。实施例中采用薄层色谱法(GF254硅胶板)监测反应进程，柱色谱法(200～300目硅胶柱，洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯的混合液)纯化粗产物。实施例中给出的产率为经柱色谱法纯化后的产物收率；产物的相对构型和绝对构型通过与已知化合物的核磁共振氢谱(1HNMR)、核磁共振碳谱(13CNMR)和手性高效液相色谱数据比较确定；产物的对映体过量值(ee)通过测定对映异构体的手性高效液相色谱测定；手性固定相采用AD-H、OD-H、AS-H和OJ-H手性柱。实施例1本实施例为杯[4]硫脲环己二胺衍生物催化剂I和II的制备方法，具体合成方法如下：一、杯[4]硫脲环己二胺衍生物催化剂I和II的合成分别将1a(0.996g,1.5mmol)/1b(0.204g,0.30mmol)、NaOH(0.18g,4.5mmol/0.072g,1.8mmol)在20mLCH2Cl2中搅拌15分钟。在5分钟内缓慢加入硫代氯甲酸苯酯(0.258g,1.5mmol/0.103g，0.6mmol)。TLC点板跟踪反应进程，待原料消失后停止反应，向反应液中加入10％HCl以中和过量的NaOH，震荡静置后分离得到有机相，水相用CH2Cl2萃取，合并有机相，再用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥。蒸发浓缩后，粗产品经柱层析分离提纯(乙酸乙酯:石油醚＝1:100)得白色固体2a(0.75g，产率71％)和2b(0.171g，产率75％)。2a.Mp:116-117℃；1HNMR(300MHz,CDCl3):δ(ppm)＝0.95-1.02(m,12H,CH3),1.25-1.39(m,5H,CH2),1.47-1.59(m,3H,CH2),1.79-1.92(m,8H,CH2),3.08(d,J＝13.5Hz,2H,ArCH2Ar),3.17(d,J＝13.5Hz,2H,ArCH2Ar),3.75-3.80(m,4H,ArOCH2),3.87-4.03(m,4H,ArOCH2),4.39(d,J＝9.0Hz,2H,ArCH2Ar),4.44(d,J＝9.0Hz,2H,ArCH2Ar),6.19(s,2H,ArH),6.42(d,J＝7.5Hz,2H,ArH),6.46-6.52(m,1H,ArH),6.78-6.95(m,6H,ArH).13CNMR(75MHz,CDCl3):δ(ppm)＝13.9,14.0,14.1,19.1,19.4,19.5,30.8,31.0,32.1,32.3,32.4,74.8,74.9,75.0,77.2,122.0,122.2,124.1,124.9,127.7,128.4,129.1,134.0,135.3,136.0,136.5,155.4,155.8,157.3.2b.Mp:123-126℃；1HNMR(300MHz,CDCl3):δ(ppm)＝0.95-1.02(m,12H,CH3),1.34-1.41(m,4H,CH2),1.47-1.54(m,4H,CH2),1.81-1.92(m,8H,CH2),3.11(d,J＝13.5Hz,4H,ArCH2Ar),3.79-3.93(m,8H,ArOCH2),4.40(d,J＝13.2Hz,4H,ArCH2Ar),6.38(s,4H,ArH),6.72-6.80(m,6H,ArH).13CNMR(75MHz,CDCl3):δ(ppm)＝14.0,14.1,19.2,19.4,26.9,29.7,30.9,32.本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种杯[4]硫脲环己二胺衍生物，其特征在于：所述的杯[4]硫脲环己二胺衍生物的结构式为：
【技术特征摘要】
1.一种杯[4]硫脲环己二胺衍生物，其特征在于：所述的杯[4]硫脲环己二胺衍生物的结构式为：所述的杯[4]硫脲环己二胺衍生物为结构式Ⅰ或Ⅱ。2.一种如权利要求1所述的杯[4]硫脲环己二胺衍生物催化不对称Michael加成反应的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)以硝基烯烃和1,3-二羰基酮为原料，杯[4]硫脲环己二胺衍生物为相转移催化剂，水/甲苯为溶剂进行Michael催化反应，反应温度为0～25℃，反应时间为1～48小时；(2)步骤(1)反应结束后，浓缩溶剂，经乙酸乙酯和石油醚柱层析分离，纯化得产物。3.如权利要求2所述的一种杯[4]硫脲环己二胺衍生物催化不对称Michael加成反应的方法，其特征在于：所述硝基烯烃...
【专利技术属性】
技术研发人员：李正义，童洪笑，陈远，殷乐，肖唐鑫，孙小强，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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