环丙烷骨架双膦配体与其钴配合物和制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及环丙烷骨架双膦配体与其钴配合物和制备方法及其应用。具体的讲是以双芳基重氮与富马酸酯进行环丙烷化反应制备反式取代的环丙烷

【技术实现步骤摘要】
环丙烷骨架双膦配体与其钴配合物和制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及环丙烷骨架双膦配体与其钴配合物和制备方法及其应用。具体的讲是以双芳基重氮与富马酸酯进行环丙烷化反应制备反式取代的环丙烷
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1，2
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二酯，经后续的还原、取代等反应得到具有偕二芳基取代的反式环丙烷双膦配体，将其与二氯化钴进行络合反应，可以制备相应的环丙烷双膦配体钴的配合物。在活化试剂存在下，该双膦配体钴配合物能够催化内炔烃与频哪醇硼烷的硼氢化反应，得到烯基硼化合物，表现出很高的活性和独特的选择性，具有很好的应用前景。

技术介绍

[0002]有机硼化合物是分子内含有C
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B键化合物的统称，是一类重要的功能分子，被广泛应用于医药，材料及有机合成等领域[(1)Hall，D.G.Boronic Acids：Preparation，Applications in Organic Synthesis and Medicine；John Wiley & Sons：Weinheim，2006.(2)Coca，A.Boron Reagents in Synthesis；ACS Symposium Series；American Chemical Society：Washington，DC，2016.]，因此有机硼化合物的合成与应用研究具有重要意义。经典合成有机硼化合物的方法包括锂试剂或格氏试剂对双硼试剂的加成以及过渡金属催化的Miyaura硼化反应，尽管现有方法应用广泛，但存在着原料需预官能团化，反应官能团兼容性差，反应原子经济性差等问题，因此发展高效的有机硼化合物制备方法具有重要意义。因原料来源广泛，反应条件温和，操作简单，近年来不饱和键的催化硼氢化反应成为研究热点[(1)Obligacion，J.V.；Chirik，P.J.Nat.Rev.Chem.2018，2，15.(2)Yoshida，H.ACS Catal.2016，6，1799]。
[0003]相对于端炔，内炔的硼氢化反应活性通常较低，存在化学选择性(硼氢化或氢化)问题；当内炔两端取代基位阻或电性差异不大时，区域选择性也难以控制；由于异构化等过程的存在，内炔硼氢化反应还可能存在立体选择性(顺式加成或反式加成)问题。总之，内炔硼氢化反应还存在化学、区域和立体选择性难以调控的问题。
[0004]从底物类型划分，芳基烷基内炔的硼氢化反应已有较多报道，但仍有一些问题尚未解决。其中，芳基烷基内炔硼氢化的顺式α
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加成(烯基硼产物中硼与氢加成在双键的同一侧，且硼加成至靠近芳基一端)选择性已经有几例报道，可以通过铜搭配双膦配体或氮杂环卡宾配体来实现[(1)Semba，K.；Fujihara，T.；Terao，J.；Tsuji，Y.Chem.Eur.J.2012，18，4179.(2)Bidal，Y.D.；Lazreg，F.；Cazin，C.S.J.ACS Catal.2014，4，1564.(3)Hall，J.W.；Unson，D.M.L.；Brunel，P.；Collins，L.R.；Cybulski，M.K.；Mahon，M.F.；Whittlesey，M.K.Organometallics 2018，37，3102]。然而，芳基烷基内炔硼氢化的顺式β
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加成(烯基硼产物中硼与氢加成在双键的同一侧，且硼加成至靠近烷基一端)选择性则并无系统研究，目前在路易斯酸，如三芳基硼催化下可以实现该转化，但反应的区域选择性依赖于内炔底物两端取代基的位阻差异[(1)Fleige，M.；J.；vom Stein，T.；Glorius，F.；Stephan，D.W.Chem.Commun.2016，52，10830.(2)Lawson，J.R.；Wilkins，L.C.；Melen，R.L.Chem.Eur.J.2017，23，10997.(3)Bismuto，A.；Cowley，M.J.；Thomas，
S.P.Adv.Synth.Catal.2021，363，2382]。除此之外，使用大位阻的硼氢化试剂，也有助于内炔硼氢化反应的区域选择性控制。2009年，Suginome，M.等人[Iwadate，N.；Suginome，M.Org.Lett.2009，11，1899]报道了铱催化的以HBdan为硼氢化试剂的内炔硼氢化反应，实现了1
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苯基
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丙炔硼氢化的顺式β
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加成选择性控制，但所用硼氢化试剂不易得且底物适用性不明。
[0005]对于双烷基内炔的区域和立体选择性硼氢化反应，主要依靠底物控制(位阻差异或导向作用)。其中，双烷基内炔硼氢化的顺式β
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加成(烯基硼产物中硼与氢加成在双键的同一侧，且硼加成至小位阻烷基一端)选择性只有零星的报道，硼试剂[Nieto
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Sepulveda，E.；Bage，A.D.；Evans，L.A.；Hunt，T.A.；Leach，A.G.；Thomas，S.P.；Lloyd
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Jones，G.C.J.Am.Chem.Soc.2019，141，18600.]和铝试剂[Bismuto，A.；Thomas，S.P.；Cowley，M.J.Angew.Chem.Int.Ed.2016，55，15356.]都可以催化双烷基内炔的硼氢化反应，硼倾向于加成至小位阻的烷基一端，但反应的区域选择性取决于内炔底物两端取代基位阻的差异。而双烷基内炔硼氢化的顺式α
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加成(烯基硼产物中硼与氢加成在双键的同一侧，且硼加成至大位阻烷基一端)选择性目前并无有效的催化体系，仅在一例铜催化的炔丙醚衍生物的硼氢化反应中有所体现[Semba，K.；Fujihara，T.；Terao，J.；Tsuji，Y.Chem.Eur.J.2012，18，4179.]，此处底物中的醚官能团可能起到了关键性的导向作用。
[0006]总而言之，对于内炔硼氢化反应，通常为顺式加成，硼倾向于加成到小位阻一端，但反应的区域选择性很难实现自由调控。对于芳基烷基内炔的硼氢化反应，顺式α
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加成选择性已经得到了良好解决(铜氢体系)，该类底物的顺式β
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加成选择性还需进一步提高。对于双烷基内炔的硼氢化反应，其加成的选择性尚无通用的控制手段。因此发展用于内炔硼氢化反应的新型过渡金属催化剂，特别是基于丰产金属的催化剂，克服已知催化剂存在的缺点，实现文献中还不能很好控制的区域选择性，是本领域研究的重点之一。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种环丙烷骨架双膦配体与其钴配合物的制备方法及其应用，以克服已有技术的不足。
[0008]本专利技术所述的环丙烷骨架双膦配体(I)，其特征在于具有如下的结构式：
[0009][0010]其中：
[0011]R1、R2为苯基、取代的苯基，R3、R4为苯基、取代的苯基、C1‑
C8烷基，R1、R2、R3、R4可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一类环丙烷骨架双膦配体(I)，其特征在于具有如下的结构式：其中：R1、R2为苯基、取代的苯基，R3、R4为苯基、取代的苯基、C1‑
C8烷基，R1、R2、R3、R4可以相同，也可以不同；所述取代的苯基，取代基为C1‑
C8烷基、C1‑
C8烷氧基、C2‑
C8酰氧基、羟基、卤素、氨基、(C1‑
C8酰基)氨基、二(C1‑
C8烷基)氨基、C1‑
C8酰基、C2‑
C8酯基、卤代烷中的一种或几种；取代基数目为0
‑
5。2.按照权利要求1所述的环丙烷骨架双膦配体，其特征在于：所述的C1‑
C8烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、异己基、新己基、仲己基、叔己基、正庚基、异庚基、新庚基、仲庚基、叔庚基、正辛基、异辛基、新辛基、仲辛基或叔辛基；所述的C1‑
C8酰基为甲酰基、乙酰基、丙酰基、正丁酰基、异丁酰基、正戊酰基、异戊酰基、仲戊酰基、新戊酰基、正己酰基、异己酰基、新己酰基、仲己酰基、正庚酰基、异庚酰基、新庚酰基、仲庚酰基、正辛酰基、异辛酰基、新辛酰基、仲辛酰基、1
‑
环丙基甲酰基、1
‑
环丁基甲酰基、1
‑
环戊基甲酰基、1
‑
环己基甲酰基、1
‑
环庚基甲酰基；所述的C2‑
C8酰氧基为乙酰氧基、丙酰氧基、正丁酰氧基、异丁酰氧基、正戊酰氧基、异戊酰氧基、仲戊酰氧基、新戊酰氧基、正己酰氧基、异己酰氧基、新己酰氧基、仲己酰氧基、正庚酰氧基、异庚酰氧基、新庚酰氧基、仲庚酰氧基、正辛酰氧基、异辛酰氧基、新辛酰氧基、仲辛酰氧基、1
‑
环丙基甲酰氧基、1
‑
环丁基甲酰氧基、1
‑
环戊基甲酰氧基、1
‑
环己基甲酰氧基、1
‑
环庚基甲酰氧基；所述的C2‑
C8酯基为甲氧羰基、乙氧羰基、丙氧羰基、异丙氧羰基、丁氧羰基、异丁氧羰基、正戊氧羰基、异戊氧羰基、新戊氧羰基、仲戊氧羰基、叔戊氧羰基、环戊氧羰基、正己氧羰基、异己氧羰基、新己氧羰基、仲己氧羰基、叔己氧羰基、环己氧羰基、正庚氧羰基、异庚氧羰基、新庚氧羰基、仲庚氧羰基、叔庚氧羰基、环庚氧羰基；所述的卤代烷基为含氟、氯、溴或碘的卤代烷基。3.按照权利要求1所述的环丙烷骨架双膦配体，其特征在于它是：
这些双膦配体可以是外消旋体、左旋体和右旋体。4.权利要求1所述的消旋环丙烷骨架双膦配体的制备方法，其特征在于它是经过如下步骤制备：(1)在苯、甲苯、四氢呋喃、乙酸乙酯、乙腈中的一种或几种溶剂中，50
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120℃下，富马酸二甲酯与重氮化合物进行环丙烷化，反应1
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24小时，制备得到反式酯基取代的环丙烷骨架中间体，其反应式为：(2)在甲苯、乙醚、叔丁基甲基醚、四氢呋喃中的一种或几种溶剂中，
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30
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30℃下，以四氢铝锂为还原剂，将(1)产物中酯基还原为羟亚甲基，反应1
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24小时，制备得到反式羟亚甲基取代的环丙烷骨架中间体，其反应式为：(3)在二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃中的一种或几种溶剂中，
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30
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30℃下，以三乙胺为碱，将(2)制得的环丙烷二醇中间体与甲磺酰氯反应，反应1
‑
24小时，制备得到具有甲磺酸酯离去基团的环丙烷骨架中间体，其反应式为：(4)在四氢呋喃、乙醚、叔丁基甲基醚中的一种或几种溶剂中，
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78
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30℃下，以正丁基锂为碱，先与二取代膦氢作用，生成二取代膦锂试剂，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱守非，张艳东，史文彬，赵嘉宝，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：