一类具有刚性螺[茚满-1,2′-吡咯烷]骨架的有机催化剂、配体及合成与应用制造技术

本发明专利技术公开了一类具有刚性螺[茚满‑1,2′‑吡咯烷]骨架的有机催化剂、配体及合成与应用。本发明专利技术同时公开了它们的合成方法。该方法原料廉价易得，反应条件温和，不使用剧烈的反应条件和对空气、水气敏感的金属试剂以及价格昂贵的过渡金属催化剂，反应工艺简单、易行，对合成、分离所用的装置、设备的要求低。所合成的手性分子，可用作不对称合成反应的优良催化剂或配体，并且具有潜在的药物用途。

A Class of Organic Catalysts, Ligands and Their Synthesis and Application with Rigid Spiral [Indin-1,2'-Pyrrolidine] Framework

The invention discloses a class of organic catalysts, ligands, synthesis and application with a rigid spiral [indene 1,2' The invention also discloses their synthesis methods. This method has the advantages of low cost and easy availability of raw materials, mild reaction conditions, no use of intense reaction conditions, metal reagents sensitive to air and water and expensive transition metal catalysts. The reaction process is simple and feasible, and the requirements for devices and equipment used for synthesis and separation are low. The synthesized chiral molecules can be used as excellent catalysts or ligands for asymmetric synthesis and have potential pharmaceutical applications.

【技术实现步骤摘要】
一类具有刚性螺[茚满-1,2′-吡咯烷]骨架的有机催化剂、配体及合成与应用
本专利技术属于不对称催化合成
，具体涉及一类具有刚性螺[茚满-1,2′-吡咯烷]骨架的有机催化剂、配体及合成与应用。
技术介绍
手性是自然界的根本属性。手性化合物广泛存在、作用于自然界中，很多被用作药物分子。动植物、微生物体内或代谢产生的天然物，是手性药物的一个重要来源。使用手性催化剂进行催化的不对称合成，是获得对映体纯的手性砌块和手性药物的重要途径，也是对天然手性化合物提取这一途径的突破与补充。手性催化剂包含的手性，在催化反应时可以传递到手性产物分子中。催化剂的手性结构，对获得对映体纯的手性产物至关重要。现有技术中，P,P-、P,N-和N,N-类型的双齿配体，用于催化不对称加成和不对称偶联反应时，特别是用于合成联芳基类的轴手性分子时，仍然存在活性底、对映选择性差、底物适用范围窄的明显弊端，并且与这些配体配位使用的金属多为Rh、Ir和Pd等价格昂贵的过渡金属，很多含P配体存在制备所用的原料成本高、容易在空气中氧化失效、反应条件苛刻、不适于规模化生产的问题。如何制备成本低、合成方便、对空气稳定、适用于价格本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种式1和/或式2所示化合物，其特征在于，包括如下结构式：

【技术特征摘要】
1.一种式1和/或式2所示化合物，其特征在于，包括如下结构式：其中，R1选自-H或-OCH3；R2选自-H或-Br；R基团选自C1-20的烃基或芳基；m，n彼此独立地选自1或2。2.根据权利要求1所示化合物，其特征在于，包括如下结构式：其中，R基团选自C1-20的烃基或芳基；m，n彼此独立地选自1或2。3.一种式3和/或式4所示化合物，其特征在于，包括如下结构式：其中，X选自-H、-P(O)Ar2或-PAr2，其中Ar选自中的任意一种；Y选自-CH2-或者m，n彼此独立地选自1或2。4.根据权利要求3所述化合物，其特征在于，包括如下结构式：其中，Ar选自中的任意一种；m，n彼此独立地选自1或2。5.一种式1和/或式2所述的化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)R1取代苯甲醛或R1取代苯乙醛和乙酰烷酸乙酯为原料，在有机酸和有机碱作为反应物和催化剂、加热条件下进行羟醛缩合反应，得到式I所示的化合物；(2)式I所示的化合物经过催化氢化反应，得到式II所示的化合物；(3)式II所示的化合物经过碱性水解，或先进行溴化反应后，再进行碱性水解反应，得到式III所示的化合物；(4)式III所示的化合物经过与D构型R取代甘氨醇在加热条件下进行缩合反应，得到式IV所示的化合物；(5)式IV所示的化合物与合适的路易斯酸作为催化剂和反应物，在适当的溶剂和适当的温度下，得到式1和式2所示的化合物；其反应路线如下式所示：其中，R1基团选自-H或-OCH3；R2基团选自-H或-Br；R基团选自C1-20的烃基或芳基；m，n彼此独立地选自1或2。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述羟醛缩合反应中的有机酸为冰醋酸、有机碱为六氢吡啶；以R1取代苯甲醛或R1取代苯乙醛的添加量计，R1取代苯甲醛或R1取代苯乙醛和乙酰烷酸乙酯、冰醋酸以及六氢吡啶添加量的摩尔比为(1.0):(1.2～3.0):(0.1～2.0):(0.1～2.0)；步骤(2)中，所述催化氢化的反应条件为：催化剂为Pd/C、反应气氛为氢气气氛，反应溶剂为乙醇，以式I所示的化合物的添加量计，所述式I所示的化合物与所述催化剂中有效含量的添加量的摩尔比为(1.0):(0.001～0.1)；步骤(3)中：当只进行碱性水解反应时，所述碱性水解反应中所用的碱为氢氧化钠，酸化所用的酸为盐酸，以式II所示的化合物的添加量计，所述式II所示的化合物与所述氢氧化钠添加量的摩尔比为(1.0):(1.2～2.5)，加入所述盐酸的量为调整体系的pH值为2～7；或，当需要进行溴化反应后，再进行碱性水解反应时，所述溴化反应条件如下：反应气氛为氮气，溶剂为无水CH2Cl2，在温度为-20℃～20℃、在吡啶存在下，与干燥的液溴进行溴化反应；其中溴化反应时，以式II所示的化合物的添加量计，式II所示的化合物与吡啶、干燥的液溴添加量的摩尔比为(1.0):(1.2～2.0):(1.2～2.0)；溴化反应后再进行碱性水解反应时，以溴化产物的添加量计，所述溴化产物与氢氧化钠添加量的摩尔比为(1.0):(1.2～2.5)。步骤(4)中，所述缩合反应的反应溶剂为苯、甲苯、二甲苯、乙腈中的任意一种，反应时间为12～48小时，式III所示的化合物与D构型R取代甘氨醇摩尔比为(1.0):(0.8～1.2)；步骤(5)中，所述催化剂和反应物为三氯化铝，反应气氛为氮气，溶剂为1,2-二氯乙烷，反应温度为-5℃或-10℃，其中，式IV所示的化合物与三氯化铝的摩尔比为(1.0):(1.5～5.0)。7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，(1)当R1为-H时，式II所示的化合物只经过碱性条件下的水解反应，得到式III-a所示的化合物；(2)式III-a所示的化合物与D构型R取代甘氨醇在加热条件下进行缩合反应，得到式IV-a所示的化合物；(3)式IV-a所示的化合物在合适的路易斯酸作为催化剂和反应物，在适当的溶剂和适当的温度下，得到式V-a和式V-b所示的目标产物；其反应路线如下式所示：其中，m，n独立地选自1或2；R基团选自C1-20的烃基或芳基。8.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，(1)当R1为-OCH3时，式II所示的化合物经过溴化反应后，再在碱性条件下水解反应，得到式III-b所示的化合物；(2)式III-b所示的化合物与D构型R取代甘氨醇在加热条件下进行缩合反应，得到式IV-b所示的化合物；(3)式IV-b所示的化合物在合适的路易斯酸作为催化剂和反应物，在适当的溶剂和适当的温度下，得到式VI-a和式VI-b所示的化合物；其反应路线如下式所示：其中，m，n独立地选自1或2；R基团选自C1-20的烃基或芳基。9.一种式3和/或式4所示的化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：当X选自-H、Y选自-CH2-时，式3和/或式4所示化合物的制备方法如下：(1)将式1和/或式2所示的化合物经脱水反应，制备得到式VII-a和/或式VII-b所示化合物，其中式1中R1选自-H，R2选自-H；(2)将式VII-a和/或式VII-b所示的化合物经酸性条件下水解反应，得到式VIII-a和/或式VIII-b所示的化合物；(3)将式VIII-a和/或式VIII-b所示的化合物经还原剂作用下还原反应，得到式3和/或式4所示的化合物；反应式如下：其中，m，n独立地选自1或2；R基团选自C1-20的烃基或芳基；或，当X选自Y选自时，式3和/或式4所示化合物的制备方法如下：(1)将式1和/或式2所示的化合物经脱水反应，制备得到式X-a和/或式X-b所示的化合物；其中R1选自-OCH3；R2选自Br；(2)将式X-a和/或式X-b所示的化合物经酸性条件下水解反应，得到式XI-a和/或式XI-b所示的化合物；(3)将式XI-a和/或式XI-b所示的化合物进行氢化脱溴，得到式XII-a和/或式XII-b所示的化合物；(4)将式XII-a和/或式XII-b所示的化合物进行去甲基反应，得到式XIII-a和/或式XIII-b所示的化合物；(5)将式XIII-a和/或式XIII-b所示的化合物与N-苯基双(三氟甲烷磺酰)亚胺反应，得到式3和/或4所示的化合物；反应式如下：其中，m，n独立地选自1或2；R基团选自C1-20的烃基或芳基；Tf选自或，当X选自-P(O)Ar2、Y选自时，式3和/或式4所示化合物的制备方法如下：(1)将式1和/或式2所示的化合物经脱水反应，制备得到式X-a和/或式X-b所示的化合物；其中R1选自-OCH3；R2选自-Br；(2)将式X-a和/或式X-b所示的化合物经酸性条件下水解反应，得到式XI-a和/或式XI-b所示的化合物；(3)将式XI-a和/或式XI-b所示的化合物进行氢化脱溴，得到式XII-a和/或式XII-b所示的化合物；(4)将式XII-a和/或式XII-b所示的化合物进行去甲基反应，得到式XIII-a和/或式XIII-b所示的化合物；(5)将式XIII-a和/或式XIII-b所示的化合物与N-苯基双(三氟甲烷磺酰)亚胺反应，得到式XIV-a和/或式XIV-b所示的化合物；(6)将式XIV-a和/或式XIV-b所示的化合物与苯环上不带取代基或者带有取代基的二芳基氧膦反应，得到式3和/或4所示的化合物；反应式如下：其中，m，n独立地选自1或2；R基团选自C1-20的烃基或芳基；...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦鹏，张金霞，李莎莎，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：北京,11