手性双膦骨架化合物、其制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种手性双膦骨架类化合物、其制备方法及其应用。该类化合物结构如式I所示的手性双膦骨架化合物，其中，R1、R2、R3和R4独立地为C1～C

【技术实现步骤摘要】
手性双膦骨架化合物、其制备方法及其应用


[0001]本专利技术具体涉及一种手性双膦骨架类化合物、其制备方法及其应用。

技术介绍

[0002]在金属参与的不对称催化合成法中,手性配体扮演着极其重要的角色。因此，近四十年来人们一直都致力于开发高活性，高选择性的手性配体。目前为止，得到广泛应用的具有所谓“优势结构”(privileged structures)的手性配体(具体参考文献S.-F.Zhu,Q.-L.Zhou,in Privileged Chiral Ligands and Catalysts,Ed.:Q.-L.Zhou,Wiley-VCH,Weinheim,2011,pp.137-170.)。代表性的配体骨架有BINOL、BINAP、Bisoxazoline、Salen、DuPhos、TADDOL、和Cinchona alkaloid等。以这些“优势结构”的配体骨架为基础，可以延伸出众多手性配体。实验结果表明，绝大部分配体在许多金属催化的不对称催反应中都能表现出优异的对映选择性。但是，随着整个不对称催化反应以及手性药物的开发进程，科学家们发现还有大量的不对称反应缺少有效的手性配体。因此，进一步发展具有新颖骨架的手性配体，特别是开发一些价廉易得高效的手性配体，仍然是非常重要而极具挑战性的课题之一。氧杂蒽骨架因其特殊的分子结构，可以产生较大的咬合角且难以发生消旋化而具有极大的潜在应用价值(Casey,C.P.；Whiteker,G.T.Isr.J.Chem.1990,30,299)。基于上述特点，C2-对称性的氧杂蒽骨架是一类比较理想的手性配体骨架。
[0003]过去几十年来，虽然以氧杂蒽为骨架的消旋双膦配体有了很大的发展，并被成功应用于众多的化学反应中。但是，以氧杂蒽为骨架的手性双膦配体却很少被提及。主要原因在于手性三价膦的合成和分离比较困难。如何能简单、快速获得光学纯的手性双膦配体也是合成手性配体中的一大难题。消旋产物的拆分虽然可以得到一定量的手性双膦配体，但是其繁琐的过程，远远低于50％的产率等缺陷，势必对后期的合成造成更大的困难，也会进一步限制其在工业化上的生产。于是如何高效的合成手性双膦配体，尤其是具有C2对称性的手性双膦配体，也将是我们的研究焦点。
[0004]因此，发展一种高效不对称催化、不使用手性拆分试剂、无须进行手性拆分步骤、方法简单、后处理简便、经济环保、产物收率高、产物光学纯度和化学纯度高的制备手性双膦配体骨架化合物的方法是本领域亟待解决的问题。
[0005]手性烯丙基含硅化合物是一类重要的有机化合物。由于底物为较难识别的潜手性底物，所以对于简单1,3-二取代烯烃的高对映选择性硅氢化反应一般很难实现。目前已有些关于1,3-二取代烯烃的不对称硅氢化的报告中该类反应主要集中在铑，钯，铱等金属。贵金属的价格昂贵和回收困难导致难以实现大规模工业化应用的问题。其次，文献中该类反应主要集中在单膦配体和多齿配体，该类配体在1,3-二取代烯烃的硅氢化反应中底物适用范围还较窄。因此,开发价廉易得、结构简单、新颖的手性膦配体，高区域选择性、高对映选择性的催化1,3二烯的不对称硅氢化仍然是今后研究的重要内容。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中以氧杂蒽为骨架的手性双膦配体骨架化合物的结构单一而提供了一种手性双膦骨架化合物、其制备方法及其应用。本专利技术制备方法不需要采用昂贵的手性起始原料或手性拆分试剂、不需要进行手性拆分步骤、原料及工艺成本低、经济环保性高的优点。本专利技术的手性双膦配体制得的过渡金属催化的不对称反应的催化剂，催化效果显著，产物收率较好，产物ee值较高。
[0007]本专利技术提供了一种如式I所示的手性双膦骨架化合物，
[0008][0009]其中，R1、R2、R3和R4独立地为C1～C
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烷基、C3～C
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环烷基、C1～C4烷氧基、C6～C
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芳基或“被一个或多个R7取代的C6～C
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芳基”；当有多个R7取代时，取代基相同或者不同；R7为C1～C6烷基、C1～C6烷氧基或C1～C6全氟烷基；R1与R2不同，R3与R4不同。
[0010]在某一方案中，所述的如式I所示的手性双膦骨架化合物里的某些取代基可进一步具有下述的定义，下文未涉及的取代基的定义如上任一方案所述(以下简称为“在某一方案中”)：
[0011]当R7为C1～C6烷基时，所述的C1～C6烷基为C1～C4烷基，所述的C1～C4烷基可为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基，例如甲基、异丙基，叔丁基。
[0012]在某一方案中，当R7为C1～C6全氟烷基时，所述的C1～C6全氟烷基为C1～C4全氟烷基，所述的C1～C4烷基可为全氟甲基、全氟乙基、全氟正丙基、全氟异丙基、全氟正丁基、全氟异丁基或全氟叔丁基，例如三氟甲基(全氟甲基)。
[0013]在某一方案中，当R7为C1～C6烷氧基时，所述的C1～C6烷氧基为C1～C4烷氧基，所述的C1～C4烷基可为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基或叔丁氧基，例如甲氧基。
[0014]在某一方案中，当R1为C1～C
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烷基时，所述的C1～C
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烷基为C1～C6烷基，所述的C1～C6烷基可为C1～C4烷基；例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基，还例如甲基、异丙基，叔丁基。
[0015]在某一方案中，当R2为C1～C
10
烷基时，所述的C1～C
10
烷基为C1～C6烷基，所述的C1～C6烷基可为C1～C4烷基；例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基，还例如甲基、异丙基，叔丁基。
[0016]在某一方案中，当R3为C1～C
10
烷基时，所述的C1～C
10
烷基为C1～C6烷基，所述的C1～C6烷基可为C1～C4烷基；例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基，还例如甲基、异丙基，叔丁基。
[0017]在某一方案中，当R4为C1～C
10
烷基时，所述的C1～C
10
烷基为C1～C6烷基，所述的C1～C6烷基可为C1～C4烷基；例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基，还例如甲基、异丙基，叔丁基。
[0018]在某一方案中，当R1为C6～C
10
芳基时，所述的C6～C
10
芳基为苯基。
[0019]在某一方案中，当R2为C6～C
10
芳基时，所述的C6～C
10
芳基为苯基。
[0020]在某一方案中，当R3为C6～C
10
芳基时，所述的C6～C
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芳基为苯基。
[0021]在某一方案中，当R4为C6～C
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芳基时，所述的C6～C
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种如式I所示的手性双膦骨架化合物，其特征在于，其中，R1、R2、R3和R4独立地为C1～C
10
烷基、C3～C
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环烷基、C1～C4烷氧基、C6～C
10
芳基或“被一个或多个R7取代的C6～C
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芳基”；当有多个R7取代时，取代基相同或者不同；R7为C1～C6烷基、C1～C6烷氧基或C1～C6全氟烷基；R1与R2不同，R3与R4不同。2.如权利要求1所述的如式I所示的手性双膦骨架化合物，其特征在于，当R7为C1～C6烷基时，所述的C1～C6烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基，例如甲基、异丙基，叔丁基；和/或，当R7为C1～C6烷基时，所述的C1～C6烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基，例如甲基、异丙基，叔丁基；和/或，当R7为C1～C6全氟烷基时，所述的C1～C6全氟烷基为氟甲基、全氟乙基、全氟正丙基、全氟异丙基、全氟正丁基、全氟异丁基或全氟叔丁基，例如三氟甲基；和/或，当R7为C1～C6烷氧基时，所述的C1～C6烷氧基为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基或叔丁氧基，例如甲氧基；和/或，当R1为C1～C
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烷基时，所述的C1～C
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烷基为C1～C6烷基，所述的C1～C6烷基可为C1～C4烷基；例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基，还例如甲基、异丙基，叔丁基；和/或，当R2为C1～C
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烷基时，所述的C1～C
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烷基为C1～C6烷基，所述的C1～C6烷基可为C1～C4烷基；例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基，还例如甲基、异丙基，叔丁基；和/或，当R3为C1～C
10
烷基时，所述的C1～C
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烷基为C1～C6烷基，所述的C1～C6烷基可为C1～C4烷基；例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基，还例如甲基、异丙基，叔丁基；和/或，当R4为C1～C
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烷基时，所述的C1～C
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烷基为C1～C6烷基，所述的C1～C6烷基可为C1～C4烷基；例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基，还例如甲基、异丙基，叔丁基；和/或，当R1为C6～C
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芳基时，所述的C6～C
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芳基为苯基；和/或，当R1为C6～C
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芳基时，所述的C6～C
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芳基为苯基和/或，当R2为C6～C
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芳基时，所述的C6～C
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芳基为苯基；和/或，当R3为C6～C
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芳基时，所述的C6～C
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芳基为苯基；和/或，当R4为C6～C
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芳基时，所述的C6～C
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芳基为苯基；和/或，当R1为“被一个或多个R7取代的C6～C
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芳基”时，所述的C6～C
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芳基为苯基；和/或，当R2为“被一个或多个R7取代的C6～C
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芳基”时，所述的C6～C
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芳基为苯基；和/或，当R3为“被一个或多个R7取代的C6～C
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芳基”时，所述的C6～C
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芳基为苯基；
和/或，当R4为“被一个或多个R7取代的C6～C
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芳基”时，所述的C6～C
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芳基为苯基；和/或，当R7为C1～C6全氟烷基时，所述C1～C6全氟烷基位于磷元素的对位；和/或，当R7为C1～C6烷基时，所述C1～C6烷基独立地位于磷元素的邻位、对位和间位，取代个数为1或2；和/或，当R7为C1～C6烷氧基时，所述C1～C6烷氧基时位于磷元素的对位。3.如权利要求2所述的如式I所示的手性双膦骨架化合物，其特征在于，当R7为甲基时，所述的甲基独立地位于磷元素的邻位；和/或，当R7为三氟甲基时，所述的三氟甲基位于磷元素的对位；和/或，当R7为甲氧基时，所述的甲氧基位于磷元素的对位；和/或，当R7为异丙基时，所述的异丙基位于磷元素的邻位；和/或，当R7为叔丁基时，所述的叔丁基独立地位于磷元素的间位；和/或，R1为C1～C4烷基、苯基或“被一个或多个R7取代的C6～C
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芳基”；和/或，R2为C1～C4烷基、苯基或“被一个或多个R7取代的C6～C
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芳基”，优选地为C1～C4烷基，更优选地为甲基；和/或，R3为C1～C4烷基、苯基或“被一个或多个R7取代的C6～C
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芳基”；和/或，R4为C1～C4烷基、苯基或“被一个或多个R7取代的C6～C
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芳基”，优选地为C1～C4烷基，更优选地为甲基；和/或，R1与R4相同；和/或，R2与R3相同；和/或，R7为C1～C4烷基、C1～C4烷氧基或C1～C4全氟烷基。4.如权利要求3所述的如式I所示的手性双膦骨架化合物，其特征在于，所述的如式I所示的手性双膦骨架化合物为如下方案1或方案2，方案1、R1、R2、R3和R4独立地为C1～C6烷基、苯基或“被一个或多个R7取代的苯基”，R1与R4相同，R2与R3相同；R1与R2不同；当有多个R7取代时，取代基相同或者不同；R7为C1～C4烷基、C1～C4烷氧基或C1～C4全氟烷基；方案2、R2和R3为甲基；R1和R4独立地为苯基或“被一个或多个R7取代的苯基”，当有多个R7取代时，取代基相同：R7独立地为甲基、叔丁基、异丙基、甲氧基或三氟甲基；所述的一个或多个为一个或两个；R1与R4相同。5.如权利要求4所述的如式I所示的手性双膦骨架化合物，其特征在于，如式I所示的手性双膦骨架化合物的结构如下任一所示：或其对映异构体、或其对映异构体、
或其对映异构体、或其对映异构体、或其对映异构体或其对映异构体、或其对映异构体。6.一种如权利要求1-5任一项所述的如式I所示的手性双膦骨架化合物在催化烯烃的不对称反应中作为催化剂配体的应用；例如，所述的应用为不对称硅氢化。7.如权利要求6所述的如式I所示的手性双膦骨架化合物在催化烯烃的不对称反应中作为催化剂配体的应用，其特征在于，所述的不对称硅氢化反应包括如下步骤：在溶剂中，在所述的如式I所示的化合物和钴盐催化剂存在下，将含结构片段的1,3-二烯类化合物Y与含结构片段的化合物X进行不对称硅氢化反应，得到含结构片段的化合物VI即可。8.如权利要求7所述的如式I所示的手性双膦骨架化合物在催化烯烃的不对称反应中作为催化剂配体的应用，其特征在于，所述的不对称硅氢化反应在气体保护条件下进行，较佳地，所述气体为氮气或氩气；和/或，所述的钴盐催化剂为Co(acac)2；和/或，所述的钴盐与所述的1,3-二烯类化合物Y的摩尔比为1：(1～100)，例如1：50；和/或，所述的如式I所示的化合物与所述的1,3-二烯类化合物Y的摩尔比为1：(1～
100)，例如1：50；和/或，所述的化合物X与所述的1,3-二烯类化合物Y的摩尔比为(0.2～5)：1；又例如(1.5～1)：1；还例如1.25：1；和/或，所述的溶剂为芳烃类溶剂、卤代烃类溶剂、醚类溶剂、醇类溶剂、酰胺类溶剂和亚砜类溶剂中的一种或多种，例如醚类溶剂，还例如四氢呋喃；和/或，当所述的如式I所示的化合物为S,S构型的时候，得到含结构片段的化合物VI；较佳地，所述的化合物VI为的化合物VI；较佳地，所述的化合物VI为和/或，当所述的如式I所示的化合物为R,R构型的时候，得到含结构片段的化合物VI；较佳...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟繁柯，陆文心，崇庆雷，梁志坤，黄俊，
申请(专利权)人：中国科学院上海有机化学研究所，
类型：发明
国别省市：