一种具有芳基吲哚咔唑骨架的手性磷酸化合物及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种具有芳基吲哚咔唑骨架的手性磷酸化合物及其制备方法与应用，所述手性磷酸化合物具有式I所示结构，本发明专利技术的具有芳基吲哚咔唑骨架的手性磷酸化合物可以作为催化剂使用，其合成方法简单高效，对映体选择性高，产量高，为手性有机催化剂的不对称合成提供了研究基础。

【技术实现步骤摘要】
一种具有芳基吲哚咔唑骨架的手性磷酸化合物及其制备方法与应用
本专利技术属于化合物合成
，涉及一种具有芳基吲哚咔唑骨架的手性磷酸化合物及其制备方法与应用。
技术介绍
轴向手性联芳基普遍存在于许多天然产物、生物活性分子和功能材料中，是构成不对称转化反应的手性催化剂和配体的核心结构基序。目前为止，关于轴向手性联芳基类催化剂促进的不对称反应在有机合成领域得到广泛应用，如手性联芳基催化剂BINOL和H8-BINOL等。其中基于BINOL支架的手性磷酸(CPA)能够有效诱导不同反应中非对映异构体过渡态之间的显著能量差异，并具有高效选择性[(a)Parmar,D.；Sugiono,E.；Raja,S.；Rueping,M.Chem.Rev.2014,114,9047.(b)Shugrue,C.R.；Miller,S.J.Chem.Rev.2017,117,11894]。但目前为止，已报道的手性联芳基磷酸类催化剂种类有限。在不对称催化的研究中，手性催化剂的设计和合成具有重要意义。吲哚并咔唑是一类非常重要的高亲和力配体，可有效改善手性配体的对应诱导，是抗癌、抗真菌、抗菌和抗高血压药物的关键活性成分。因此，将具有上述优点的吲哚咔唑骨架引入手性磷酸中，开发的新型芳基吲哚咔唑磷酸催化剂与联芳基骨架相比在不对称催化领域表现更好的区域选择性和立体选择性。综上所述，需要开发具有新型芳基吲哚咔唑骨架的手性磷酸，以用于探索各种不同类型的不对称反应。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种具有芳基吲哚咔唑骨架的手性磷酸化合物及其制备方法与应用。为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：一方面，本专利技术提供一种具有芳基吲哚咔唑骨架的手性磷酸化合物，所述手性磷酸化合物具有式I所示结构：其中R1和R3彼此相互独立地选自氢、卤素、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳基或取代或未取代的酯基，M基团为R2和R4彼此相互独立地选自氢、卤素、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳基或取代或未取代的酯基。优选地，所述取代或未取代的烷基为取代或未取代的碳原子数为1-5(例如1、2、3、4或5)的烷基。优选地，所述取代或未取代的烷氧基为取代或未取代的碳原子数为1-5(例如1、2、3、4或5)的烷氧基。优选地，如上所述基团具有取代基时，所述取代基为卤素、碳原子数为1-5的烷基或者苯基。优选地，R1、R2和R3彼此相互独立地选自氢、甲基、甲氧基、氟、氯、溴、苄氧基、叔丁基、芳基、酯基或三氟甲基。优选地，所述芳基为苯基、其中波浪线代表基团的连接位置。优选地，所述酯基为-COOCH3、-OC4H8CO2CH3、-COOCH2CH3或-COOBn。优选地，所述具有芳基吲哚咔唑骨架的手性磷酸化合物为如下化合物中的任意一种：另一方面，本专利技术提供了如上所述的具有芳基吲哚咔唑骨架的手性磷酸化合物的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)式II所示带有M基团的重氮化合物与式III化合物(吲哚[2,3-a]咔唑衍生物)反应，得到式IV所示轴向手性芳基吲哚咔唑衍生物，反应式如下：(2)式IV所示轴向手性芳基吲哚咔唑衍生物与三氯氧膦反应，得到式I所示的具有芳基吲哚咔唑骨架的手性磷酸化合物，反应式如下：优选地，步骤(1)所述式II所示带有M基团的重氮化合物与式III化合物的摩尔比为1:1-1:1.8，例如1:1、1:1.1、1:1.2、1:1.3、1:1.4、1:1.5、1:1.6、1:1.7或1:1.8。优选地，步骤(1)所述反应在催化剂存在下进行，所述催化剂优选四[(S)-(+)-1-金刚烷基)-(N-苯二甲酰亚氨基)乙酸根]二铑(II)(Rh2(S-PTAD)4)。优选地，所述催化剂的用量为式III化合物摩尔量的0.1-0.8％，例如0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％或0.8％。优选地，步骤(1)所述反应在室温下进行。优选地，步骤(1)所述反应的时间为1-12小时，例如1小时、3小时、5小时、6小时、8小时、10小时、12小时。优选地，步骤(2)所述式IV所示轴向手性芳基吲哚咔唑衍生物与三氯氧膦的摩尔比为1:2-1:5，例如1:2、1:2.2、1:2.5、1:2.8、1:3、1:3.5、1:4、1:4.5或1:5。优选地，步骤(2)所述反应的溶剂为吡啶。优选地，步骤(2)所述反应的温度为50-80℃，例如50℃、55℃、58℃、60℃、65℃、68℃、70℃、73℃、75℃、78℃或80℃。优选地，步骤(2)所述反应的时间为1-12小时，例如1小时、3小时、5小时、6小时、8小时、10小时、12小时。本专利技术的制备方法通过Rh(II)催化分子间的N-H插入反应轴选择性合成轴向手性芳基吲哚咔唑磷酸，对映体选择性高，产量高，为手性有机催化剂的不对称合成提供了研究基础。另一方面，本专利技术提供了如上所述的具有芳基吲哚咔唑骨架的手性磷酸化合物作为催化剂的应用。优选地，所述催化剂为催化2-萘酚与苯醌的C-C键交叉偶联反应的催化剂。相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的具有芳基吲哚咔唑骨架的手性磷酸化合物可以作为催化剂使用，并且其合成方法简单高效，对映体选择性高，产量高，为手性有机催化剂的不对称合成提供了研究基础。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本专利技术，不应视为对本专利技术的具体限制。实施例1：3aa的合成第一步，在氩气保护下，把重氮萘醌1.0mmol、吲哚[2,3-a]咔唑1.5mmol与四[(S)-(+)-1-金刚烷基)-(N-苯二甲酰亚氨基)乙酸根]二铑(II)(Rh2(S-PTAD)4)按摩尔当量比例为1:1.5:0.5％混合在氯仿中，在室温下反应6h后，减压浓缩至干，然后通过柱层析得到3aa′所示轴向手性芳基吲哚咔唑衍生物，产率52％，HPLC分析得到ee99％，反应式如下：第二步，在氩气保护下，把芳基吲哚咔唑衍生物3aa′(0.5mmol)加入5ml吡啶之中，然后缓慢滴加三氯氧膦(2.0mmol)，在60℃下反应7h，冷却至室温，减压浓缩至干，然后通过柱层析得到3aa所示的手性芳基吲哚咔唑磷酸，产率88％，ee99％，反应式如下：1HNMR(600MHz,CDCl3):δ＝8.28(dd,J＝8.1,1.2Hz,2H),8.12–8.09(m,2H),8.05–7.95(m,4H),7.50–7.45(m,3H),7.42–7.40(m,1H),7.37–7.35(m,1H),7.23–7.21(m,1H),6.90(d,J＝8.1Hz,1H),6.84(d,J＝8.7Hz,1H本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有芳基吲哚咔唑骨架的手性磷酸化合物，其特征在于，所述手性磷酸化合物具有式I所示结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种具有芳基吲哚咔唑骨架的手性磷酸化合物，其特征在于，所述手性磷酸化合物具有式I所示结构：



其中R1和R3彼此相互独立地选自氢、卤素、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳基或取代或未取代的酯基，M基团为R2和R4彼此相互独立地选自氢、卤素、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳基或取代或未取代的酯基，波浪线代表基团的连接位点。


2.根据权利要求1所述的具有芳基吲哚咔唑骨架的手性磷酸化合物，其特征在于，所述取代或未取代的烷基为取代或未取代的碳原子数为1-5的烷基；
优选地，所述取代或未取代的烷氧基为取代或未取代的碳原子数为1-5的烷氧基；
优选地，所述基团具有取代基时，所述取代基为卤素、碳原子数为1-5的烷基或者苯基。


3.根据权利要求1或2所述的具有芳基吲哚咔唑骨架的手性磷酸化合物，其特征在于，R1、R2和R3彼此相互独立地选自氢、甲基、甲氧基、氟、氯、溴、苄氧基、叔丁基、芳基、酯基或三氟甲基。


4.根据权利要求3所述的具有芳基吲哚咔唑骨架的手性磷酸化合物，其特征在于，所述芳基为苯基、其中波浪线代表基团的连接位置；
优选地，所述酯基为-COOCH3、-OC4H8CO2CH3、-COOCH2CH3或-COOBn。


5.根据权利要求1-4中任一项所述的具有芳基吲哚咔唑骨架的手性磷酸化合物，其特征在于，所述手性磷酸化合物为如下化合物中的任意一种：








6.根据权利要求1-5中任一项所述的具...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，何春年，刘海涛，杨美华，
申请(专利权)人：王磊，
类型：发明
国别省市：北京;11