氧杂螺环双膦配体及其在α,β-不饱和羧酸不对称氢化中的应用制造技术

本发明专利技术提供的一种氧杂螺环双磷配体，具有以下通式(I)的结构：

Hydrogenation of Alpha, Beta-unsaturated Carboxylic Acids with Diphosphine Ligands

The invention provides an oxygen heterocyclic diphosphate ligand, which has the following general formula (I) structure:

【技术实现步骤摘要】
氧杂螺环双膦配体及其在α,β-不饱和羧酸不对称氢化中的应用
本专利技术涉及一种氧杂螺环双膦配体O-SDP及其在α,β-不饱和羧酸不对称氢化中的应用。
技术介绍
手性羧酸及其手性羧酸衍生物片段在具有生物活性的药物分子和天然产物中广泛存在，在不对称催化领域具有很高的潜在应用价值。α,β-不饱和羧酸的催化不对称氢化是构建手性羧酸化合物最直接和最有效的方法之一。在过去的几十年间，伴随着手性双膦配体的发展，该领域取得了飞速的发展。Kagan小组合成的DIOP(参见Dang,T.P.；Kagan,H.B.J.Chem.Soc.D:Chem.Commun.1971,481.)、Noyori小组发展的BINAP(参见Miyashita,A.；Yasuda,A.；Takaya,H.；Toriumi,K.；Ito,T.；Souchi,T.；NoyoriR.；J.Am.Chem.Soc.,1980,102,7932；Kitamura,Masato；M.Tokunaga；T.Ohkuma；R.Noyori.Org.Syn.1998,9,589)以及Knowles小组发展的DIPAM(参见Vineyard,B.D.；Knowles,W.S.；Sabacky,M.J.；Bachman,G.L.；Weinkauff,D.J.,J.Am.Chem.Soc.1977,99,5946.)配体在双膦配体的发展历史中具有里程碑意义。它们在学术界和工业界得到了非常广泛的应用。随后各种各样的手性双膦配体被合成出来，例如SegePhos、DifluoPhos、SynPhos、Cn-TunePhos、TangPhos、DuanPhos、ZhangPhos、SKP、SDP、SFDP等。2007年，周其林小组发现SFDP的钌络合物在惕格酸以及α-甲基肉桂酸的氢化中表现出优异的活性和对映选择性(参见X.Cheng,Q.Zhang,J.-H.Xie,L.-X.Wang,Q.-L.Zhou,Angew.Chem.,Int.Ed.2005,44,1118-1121.)，随后陈伟平小组发展的基于二茂铁骨架的ChenPhos和Trifer在α-甲基肉桂酸以及α-氧代-α,β-不饱和酸的氢化表现出很好的催化效果(参见a)W.Chen,P.J.McCormack,K.Mohammed,W.Mbafor,S.M.Roberts,J.Whittall,Angew.Chem.,Int.Ed.2007,46,4141-4144；b)W.Chen,F.Spindler,B.Pugin,U.Nettekoven,Angew.Chem.,Int.Ed.2013,52,8652-8656.)，张绪穆小组也开发了基于二茂铁骨架的Wudaphos，其在α-丙烯酸衍生的氢化中表现出优异的活性和对映选择性(参见Chen,C.；Wang,H.；Zhang,Z.,Jin,S.；Wen,S.,Ji,J.,Chung,L.W.Dong,X.-Q.；Zhang,X.Chem.Sci.,2016,7,6669-6673.)，但是这些配体的适用范围都很窄，为了取得优异的对映选择性，往往需要对配体进行复杂的结构修饰，仍然缺乏广泛适用于多种底物的手性双膦配体。周其林课题组发展的Ir-SIPhOX体系是一种底物适用范围广泛的催化体系(参见a)S.Li,S.F.Zhu,J.H.Xie,S.Song,C.M.Zhang,Q.L.Zhou,J.Am.Chem.Soc.2010,132,1172-1179；b)S.Li,S.F.Zhu,C.M.Zhang,S.Song,Q.L.Zhou,J.Am.Chem.Soc.2008,130,8584-8585；c)S.Song,S.F.Zhu,L.Y.Pu,Q.L.Zhou,Angew.Chem.,Int.Ed.2013,52,6072-6075；d)S.Song,S.F.Zhu,Y.B.Yu,Q.L.Zhou,Angew.Chem.,Int.Ed.2013,52,1556-1559；e)Q.Wang,Z.Zhang,C.Chen,H.Yang,Z.Han,X.-Q.Dong,X.Zhang,Org.Chem.Front.2017,4,627-630；f)S.F.Zhu,Q.L.Zhou,Acc.Chem.Res.2017,50,988-1001.)但是该体系对于环状四取代羧酸没有反应活性(参见a)S.Song,S.F.Zhu,Y.Li,Q.L.Zhou,Org.Lett.2013,15,3722-3725；b)A.Schumacher,M.G.Schrems,A.Pfaltz,Chem.-AsianJ.2011,17,13502-13509.)，同该体系需要外加的碱来促进反应的进行，在一定程度上限制了该体系的应用范围。因此发展新型的手性配体应用于α,β-不饱和羧酸的不对称氢化具有非常重要的意义。
技术实现思路
鉴于现有技术需要改善的问题，本专利技术要解决的问题是提供了一种氧杂螺环双磷配体，其与钌的络合物在多种类型的α,β-不饱和羧酸的不对称氢化中都表现出优异的活性和对映选择性，能够以高达99％的对映选择性得到手性羧酸产物。为了实现上述技术目的，本专利技术采用下述技术方案：本专利技术提供的一种氧杂螺环双磷配体，具有以下通式(I)的结构：其中，通式(I)中：R1、R2、R3和R4相同，均为烷基、烷氧基、芳基、芳氧基或氢原子，所述R1、R2、R3和R4包括成环、不成环、任意两个成环或两两之间形成多环的形式；R5、R6为烷基、芳基或者氢原子；R7、R8为烷基、苄基或者芳基。作为本专利技术进一步的改进，所述氧杂螺环双磷配体是(±)-氧杂螺环双膦配体、(+)-氧杂螺环双膦配体或(-)-氧杂螺环双膦配体。作为本专利技术进一步的改进，所述氧杂螺环双磷配体包括下式化合物：其中，R1、R2、R3、R4和R5为相同或不同的取代基，其包括氢基、烷基、氟代烷基、芳基或烷氧基；Ar为烷基、苄基或芳基。作为本专利技术进一步的改进，其中Ar为苯基、烷基或烷氧基取代的苯基：本专利技术的另一目的还包括提供了一种氧杂螺环双磷配体在α,β-不饱和羧酸不对称氢化中的应用，所述氧杂螺环双磷配体首先制成双膦醋酸钌络合物，所述双膦醋酸钌络合物在有机溶剂中实现α,β-不饱和羧酸不对称氢化，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、三氟乙醇、六氟异丙醇、四氢呋喃、二氧六环、甲苯、苯、二氯甲烷、二氯乙烷、甲基叔丁基醚、乙醚或四氯化碳。作为本专利技术进一步的改进，所述双膦醋酸钌络合物是下式化合物：R＝alkyl，fluoroalkyloraryl，其中，R＝烷基、氟代烷基或芳基。作为本专利技术进一步的改进，所述双膦醋酸钌络合物包括经下述合成路线得到的产物：其中，R＝烷基、氟代烷基或芳基；或为其中，R＝烷基、氟代烷基或芳基。作为本专利技术进一步的改进，所述双膦醋酸钌络合物应用于沙库必曲中间体的不对称还原：其中，R1为Boc、Ts、NS、Bn、PMB、PMP或Bz保护基，R2为H、烷基、取代烷基或芳基基团，其中所采用的配体为化合物1更优选的结构为配体1a其中催化剂的用量底物S/催化剂C＝1到30000，进一步优选的催化剂的用量为底物S/催化剂C为1000到15000，进一步优选的催化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.氧杂螺环双磷配体，其特征在于，具有以下通式(I)的结构：

【技术特征摘要】
1.氧杂螺环双磷配体，其特征在于，具有以下通式(I)的结构：其中，通式(I)中：R1、R2、R3和R4相同，均为烷基、烷氧基、芳基、芳氧基或氢原子，所述R1、R2、R3和R4包括成环、不成环、任意两个成环或两两之间形成多环的形式；R5、R6为烷基、芳基或氢原子；R7、R8为烷基或苄基者芳基。2.根据权利要求1所述的氧杂螺环双磷配体，其特征在于，所述氧杂螺环双磷配体是(±)-氧杂螺环双膦配体、(+)-氧杂螺环双膦配体或(-)-氧杂螺环双膦配体。3.根据权利要求1或2所述的氧杂螺环双磷配体，其特征在于，所述氧杂螺环双磷配体包括下式化合物：其中，R1、R2、R3、R4和R5为相同或不同的取代基，其包括氢基、烷基、氟代烷基、芳基或烷氧基；Ar为烷基、苄基或芳基。4.根据权利要求3所述的氧杂螺环双磷配体，其特征在于，其中Ar为苯基、烷基或烷氧基取代的苯基：5.权利要求1-4之任一所述的氧杂螺环双磷配体在α,β-不饱和羧酸不对称氢化中的应用，其特征在于，所述氧杂螺环双磷配体首先制成双膦醋酸钌络合物，所述双膦醋酸钌络合物在有机溶剂中实现α,β-不饱和羧酸不对称氢化，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、三氟乙醇、六氟异丙醇、四氢呋喃、二氧六环、甲苯、苯、二氯甲烷、二氯乙烷、甲基叔丁基醚、乙醚或四氯化碳。6.根据权利要求5所述的氧杂螺环双磷配体在α,β-不饱和羧酸不对称氢化中的应用，其特征在于，所述双膦醋酸钌络合物是下式化合物：其中，R＝烷基、氟代烷基或芳基。7.根据权利要求5所述的氧杂螺环双磷配体在α,β-不饱和羧酸不对称氢化中的应用，其特征在于，所述双膦醋酸钌络合物包括经下述合成路线得到的产物：其中，R＝烷基、氟代烷基或芳基；或为其中，R＝烷基...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈根强，黄佳明，郑勇鹏，马保德，张绪穆，
申请(专利权)人：凯特立斯深圳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44