一种铁络合物催化剂催化烯烃的不对称氢化反应制备手性烷基化合物的方法技术

本发明专利技术公开了一种铁络合物催化剂催化烯烃的不对称氢化反应制备手性烷基化合物的方法：以式I所示的二取代烯烃为原料，以常压氢气作为氢源，FeX

【技术实现步骤摘要】
一种铁络合物催化剂催化烯烃的不对称氢化反应制备手性烷基化合物的方法
本方法涉及一种亚胺喹啉噁唑啉(8-OIQ)铁络合物催化剂催化的1，1-二取代烯烃的不对称氢化反应来制备手性烷基化合物的方法，尤其是通过该方法可以经简单的反应制备具有光学活性的手性药物分子中间体。
技术介绍
手性是自然界的一种基本属性，“沙利度胺事件”使人们逐渐认识到了手性的重要性。烯烃的不对称催化氢化反应由于具有原子经济性，操作简单，反应活性高，环境友好等优点，是最有效的获得手性化合物的方法之一，在手性药物、天然产物的合成、农药分子的工业化生产中已有广泛的应用。Knowles和Noyori等人也因此于2001年分享了诺贝尔化学奖。[a)Knowles，W.S.Angew.Chem.Int.Ed.2002，41，1998；b)Noyori，R.Angew.Chem.Int.Ed.2002，41，2008.]烯烃不对称氢化反应的核心是金属与手性配体，其中，贵金属以铑钌铱等占主导地位，手性配体以DIPAMA双膦配体、BINAP双膦配体、Duphos双膦配体、手性螺环类氮磷配体、膦氧噁唑啉配体等双齿含膦配体为主[a)Knowles，W.S.；Sabacaky，M.J.；etal.J.Am.Chem.Soc.1975，97，2567；b)Miyashita，A.；Yasuda，A.；Takaya，A.；etal.J.Am.Chem.Soc.1980，102，7932；c)Noyori，R.；Ohta，M.，Hsiao，Y.；etal.J.Am.Chem.Soc.1986，108，7117；d)Burk，M.J.Acc.Chem.Res.2000，33，363；e)Xie，J.H.；Wang，L.X.；Fu，Y.；etal.J.Am.Chem.Soc.2003，125，4404；f)Tolstoy，P.；Engman，M.；Paptchikhine，A.；Bergquist，J.；Church，T.L.；Leung，A.W.-M.；Andersson，P.G.；J.Am.Chem.Soc.2009，131，8855.；g)Kaiser，S.；Smidt，S.P.；Pfaltz，A.Angew.Chem.Int.Ed.2006，45，5194.；h)Biosca，M.；Magre，M.；Pàmies，O.；Diéguez，M.；ACSCatal.2018，8，10316.；i)Perry，M.C.；Cui，X.H.；Powell，M.T.；Hou，D.-R.；Reibenspies，J.H.；Burgess，K.J.Am.Chem.Soc.2003，125，113.]。然而由于贵金属具有储量稀少，价格昂贵，具有较高的毒性等特点，因此发展地球丰产金属及其催化剂来替代贵金属近年来受到越来越多的关注。地球丰产金属具有廉价易得，储量丰富，对环境友好等优点，其中金属铁在地壳中是储量第二大金属元素，廉价金属铁具有良好的生物兼容性，比如人体内的血红蛋白中就含有金属铁来负责人体内的氧气的传输作用。因此发展廉价金属铁及其催化剂用于烯烃的不对称氢化反应具有重要价值。但是，目前已报道的铁催化的烯烃的氢化反应均为外消旋化反应。[a)Bart，S.C.；Lobkovsky，E.；Chirik，P.J.J.Am.Chem.Soc.2004，126，13794-13807；b)Hoyt，J.M.；Shevlin，M.；Margulieux，G.W.；Krska，S.W.；Tudge，M.T.；Chirik，P.J.Organometallics2014，33，5781-5790.c)Chirik，P.J.Acc.Chem.Res.2015，48，1687.d)Guo，N.；Hu，M.-Y.；Feng，Y.；Zhu，S.-F.Org.Chem.Front.，2015，2，692-696；e)Frank，D.J.；Guiet，L.；A.；Murphy，E.；Thomas，S.P.RSCAdv.2013，3，25698.f)E.J.DaidaandJ.C.Peters，Inorg.Chem.，2004，43，7474.g)Sunada，Y.；Ogushi，H.；Yamamoto，T.；Uto，S.；Sawano，M.；Tahara，A.；Tanaka，H.；Shiota，Y.；Yoshizawa，K.；Nagashima，H.J.Am.Chem.Soc.，2018，140，4119-4134.]。根据文献调研与资料的查询，铁催化的烯烃的不对称氢化反应具有以下挑战性。第一，金属铁具有多变的价态(-2to+5价)，设计合适的配体稳定铁的金属价态具有挑战性。第二，铁与配体配位后，在活化试剂作用下，金属容易与配体发生解离，导致烯烃的氢化发生背景反应，得到外消旋化产物。[Hoyt，J.M.；Shevlin，M.；Margulieux，G.W.；Krska，S.W.；Tudge，M.T.；Chirik，P.J.Organometallics2014，33，5781.]2016年，浙江大学的陆展课题组利用亚胺吡啶噁唑啉手性配体(OIP)与廉价金属钴成功的实现了1，1-二芳基烯烃的不对称氢化反应，[Chen，J.-H.；Chen，C.-H.；Ji，C.-L.；Lu，Z.Org.Lett.2016，18，1594.]。其后又尝试使用OIP铁催化剂来催化1，1-二取代烯烃的不对称氢化反应，可惜的是，反应的产率较低且有大量的异构化现象发生。因此，发展新型铁催化剂催化简单烯烃的不对称氢化反应具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术通过课题组构建的亚胺喹啉噁唑啉含氮三齿配体(8-OIQ)与廉价金属铁络合形成的催化剂催化简单1，1-二取代烯烃的不对称氢化反应，可以获得很好的转化率与对映体选择性，本方法的应用底物范围广，具有很好的官能团容忍性，此外通过调节催化剂的位阻可以立体专一性的氢化1，1-二取代烯烃且保持其他小位阻三取代烯烃双键保持稳定。通过该方法也可以简单的合成有用的药物分子中间体。本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种铁络合物催化剂催化烯烃的不对称氢化反应制备手性烷基化合物的方法，所述方法为：以式I所示的二取代烯烃为原料，以常压氢气作为氢源，FeX2-8-OIQ络合物为催化剂，以硅烷类化合物、乙腈为助催化剂，在还原剂的作用下，反应12-24小时制得式II所示的手性烷基化合物；式II中，*代表手性碳原子。本专利技术的反应式可用下式表示：式I或式II中，R1任选自C2-C8的烷基、萘基、式III所示的基团或C4～C10的含N、O的杂环芳基；所述R1中，所述C2-C8的烷基上的H不被取代或被1个以上的取代基A取代，所述取代基A为苯基、萘基、杂环芳基或取代苯基；所述杂环芳基为吲哚基、吡啶基、吡咯基、噻吩基或呋喃基；所述取代苯基是指苯基上的H被1个以上的取代基B取代的苯基，所述取代基B为C1-C3的烷基、C1-C3的烷氧基、卤素或C1-C3的烷硫基；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铁络合物催化剂催化烯烃的不对称氢化反应制备手性烷基化合物的方法，其特征在于所述方法为：以式I所示的二取代烯烃为原料，以常压氢气作为氢源，FeX

【技术特征摘要】
1.一种铁络合物催化剂催化烯烃的不对称氢化反应制备手性烷基化合物的方法，其特征在于所述方法为：以式I所示的二取代烯烃为原料，以常压氢气作为氢源，FeX2-8-OIQ络合物为催化剂，以硅烷类化合物、乙腈为助催化剂，在还原剂的作用下，反应12-24小时制得式II所示的手性烷基化合物；



式II中，*代表手性碳原子；
式I或式II中，R1为C2-C8的烷基、萘基、式III所示的基团或C4～C10的含N、O的杂环芳基；
所述R1中，所述C2-C8的烷基上的H不被取代或被1个以上的取代基A取代，所述取代基A为苯基、萘基、杂环芳基或取代苯基；所述杂环芳基为吲哚基、吡啶基、吡咯基、噻吩基或呋喃基；所述取代苯基是指苯基上的H被1个以上的取代基B取代的苯基，所述取代基B为C1-C3的烷基、C1-C3的烷氧基、卤素或C1-C3的烷硫基；
所述R1中，所述C4～C10的含N、O的杂环芳基为吡啶基、吡咯基、吲哚基苯并二恶唑基、苯并噁唑基或呋喃基；
所述R1中，所述的萘基、C4～C10的含N、O的杂环芳基上的H不被取代或被1个以上的取代基C取代，所述取代基C为C1-C3的烷基或C1-C3的烷氧基；



所述R1中，所述式III所示的基团中，R4、R5、R6、R7、R8任选自H、卤素、C1-C2的烷基、C1-C3的烷氧基、苄氧基、C1-C3的烷硫基、叔丁基二甲基硅氧基、三氟甲基、二甲氨基、频哪醇硼酯基、右旋龙脑氧基、香茅醇氧基、薄荷醇氧基或香叶醇氧基中的任意一种，R4、R5、R6、R7、R8全为H时，式III所示即为苯基；所述卤素为F或Cl；
式I或式II中，R2为C1-C8的烷基、C2-C8的烯基、苯基或苄基；所述C1-C8的烷基、C2-C8的烯基的上的H不被取代或被1个以上的取代基D取代，所述取代基D为苯基、取代苯基、C1-C3的氨基或1,3-二氧戊环基；
或者式I或式II中，R1和R2连接成环，形成C9-C12的苯并环烷基；所述苯并环烷基上的H不被取代或被被1个以上的取代基E取代，所述取代基E为C1-C3的烷基、C1-C3的烷氧基或卤素；
所述R1和R2是不相同的取代基。


2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述R1为C2-C8的烷基、萘基、6-甲氧基萘基、吡啶基、2-甲氧基吡啶基、吲哚基、N-甲基吲哚基、苯并二恶唑基或式III所示的基团；
所述R1中，R1为C2-C8的烷基时，所述C2-C8的烷基上的H被取代基A取代，R1表示为RA—(CH2)n—，n为2～8的整数，RA为碳链上的取代基A，RA为苯基、萘基或对甲氧基苯基；
所述R1中，所述式III所示的基团为苯基或有1-2个取代基的取代苯基，所述取代苯基上的取代基为卤素、C1-C2的烷基、C1-C3的烷氧基、苄氧基、C1-C3的烷硫基、叔丁基二甲基硅氧基、三氟甲基、二甲氨基、频哪醇硼酯基、右旋龙脑氧基、香茅醇氧基、薄荷醇氧基或香叶醇氧基；
R2为C2-C6的烷基、C2-C6的烯基、苯基或苄基；所述C2-C6的烷基的上的H不被取代或被取代基D取代，R2为C2-C6的烷基，且烷基上的H被取代基D取代时，R2可以表示为RD—(CH2)m—，m为2～6的整数，所述取代基D为苯基、C1-C3的氨基、4-甲氧基苯基或1,3-二氧戊环基。


3.如权利要求1或2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆展，陆鹏，任翔，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33