一种具有边臂的手性二茂铁P,N,N-配体、合成方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种具有边臂的手性二茂铁P,N,N

【技术实现步骤摘要】
一种具有边臂的手性二茂铁P,N,N
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配体、合成方法及其应用


[0001]本专利技术属于有机合成领域，具体涉及一种具有边臂的手性二茂铁P,N,N
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配体及合成方法，还涉及该配体制成的手性铜催化剂在烯烃不对称环丙烷化反应以及手性拟除虫菊酯杀虫剂关键中间体—手性第一菊酸的不对称合成中的应用。

技术介绍

[0002]手性合成方法学及其应用是当代有机化学研究的热点和前沿，也代表了21世纪有机合成化学的发展方向。目前，利用手性配体与金属催化的不对称催化反应是获得高光学活性化合物最直接和最高效的途径，也是最符合绿色化学理念的方法。不对称催化反应的关键是设计和合成具有高催化活性和高对映选择性的催化剂,而其中与金属配位的手性配体是手性催化剂产生不对称诱导和控制立体化学的根源，因此越来越多的科研工作者们将研究兴趣转向手性配体的设计和开发。至今已有数以千计的手性配体被发展出来应用在不对称催化反应中[(a)Xie,J.
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H.；Zhou,Q.
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L.；Acta Chimica Sinica 2014,72,778
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797；(b)Yoon,T.P.；Jacobsen,E.N.；Science 2003,299,1691
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1693；(c)Liu,Y.
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Y.；Li,W.
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B.；Zhang,J.
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L.；Natl Sci Rev 2017,4,326
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358；(d)Dai,L.
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X.；Tu,T.；You,S.
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L.；Deng,W.
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P.；Hou,X.
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L.；Acc.Chem.Res.2003,36,659
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667.]。
[0003]专利技术人所在课题组多年来一直致力于手性配体的设计、开发及其应用研究中，自主开发的非对称杂化P,N,N
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配体在不对称炔丙基转化反应和不对称氢化反应方面取得了许多突破性的进展[(a)Zhang,C.；Hu,X.
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H.；Wang,Y.
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H.；Zheng,Z.；Xu,J.；X.
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P.Hu.J.Am.Chem.Soc.2012,134,9585
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9588；(b)Zhu,F.
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L.；Zou,Y.；Zhang,D.
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Y.；Wang,Y.
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H.；Hu,X.
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H.；Chen,S.；Xu.J.；X.
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P.Hu.Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,1410
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1414；(c)Zhu,F.
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L.；Wang,Y.
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H.；Zhang,D.
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Y.；Xu,J.；X.
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P.Hu.Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,10223
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10227；(d)Zhang,D.
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Y.；Shao,L.；Xu,J.；X.
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P.Hu.ACS Catal.2015,5,5026
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5030；(e)Shao,L.；Wang,Y.
‑
H.；Zhang,D.
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Y.；Xu,J.；X.
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P.Hu.Angew.Chem.Int.Ed.2016,55,5014
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5018.]。但目前的手性P,N,N
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配体催化反应比较单一，刚性太强，结构调整比较困难。因此，申请人考虑结合非对称杂化和边臂效应的双重优势，设计、开发具有边臂的新型手性P,N,N
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配体，并探索其在不对称催化反应中的应用。
[0004]环丙烷结构广泛存在于具有重要生物活性的碳环和杂环化合物中，如手性拟除虫菊酯杀虫剂。另外，环丙烷也是一类非常重要的合成中间体，例如通过开环或扩环策略合成中环化合物和官能团化的分子等[(a)R.Faust,Angew.Chem.Int.Ed.2001,40,2251
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2253；(b)H.Staudinger,L.Ruzicka,Helv.Chim.Acta 1924,7,177
‑
235；(c)J.Pietruszka,Chem.Rev.2003,103,1051
‑
1070；(d)L.A.Wessjohann,W.Brandt,T.Thiemann,Chem.Rev.2003,103,1625
‑
1647；(e)P.Tang,Y.Qin,Synthesis 2012,44,2969
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2984；(f)D.Y.
‑
K.Chen,R.H.Pouwer,J.
‑
A.Richard,Chem.Soc.Rev.2012,41,4631
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4642；(g)C.Ebner,E.M.Carreira,Chem.Rev.2017,117,11651
‑
11679；(h)F.Chem.Biodiversity 2014,11,1734
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1751.]。在诸多合成手性环丙烷结构的方法中，过渡金
属催化的不对称环丙烷化反应无疑为一种最直接、有效的策略，具有条件温和、应用范围广、立体选择性高等优点，配体主要为席夫碱、半咕啉、双噁唑啉和联吡啶等含氮配体[(a)R.E.Lowenthal,S.Masamune,Tetrahedron Lett.1991,32,7373
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7376；(b)K.Ito,T.Katsuki,Synlett 1993,638
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640；(c)H.Suematsu,S.Kanchiku,T.Uchida,T.Katsuki,J.Am.Chem.Soc.2008,130,10327
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10337；(d)H.M.L.Davies,M.G.Coleman,D.L.Ventura,Org.Lett.2007,9,4971
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4974.]。但是，该方法也存在有诸多局限性，例如反应底物范围窄、选择性低、工业化应用困难等。本专利技术提供了一种具有边臂的新型手性二茂铁P,N,N
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配体、合成方法，该类配体在烯烃的不对称环丙烷化反应中表现出优异的催化活性和立体选择性，并成功应用于拟除虫菊酯类农药的重要中间体—手性第一菊酸的工业制备中。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术存在的不足，提供一种具有边臂的手性二茂铁P,N,N
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配体及其合成方法。
[0006]本专利技术的另一目的是提供一种上述具有边臂的手性P,N,N
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有边臂的手性二茂铁P,N,N
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配体，其特征在于：所述具有边臂的手性P,N,N
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配体具有以下结构：式中：I和II互为对映异构体，R1、R2为C1～C10的烷基、C3～C6的环烷基或带有取代基的C3～C6环烷基、苯基及取代苯基、萘基及取代萘基、苄基及取代苄基、含一个或两个以上氧、硫、氮原子的五元或六元杂环芳香基团中的一种或两种以上；C3～C6环烷基上的取代基、苯基上的取代基、萘基上的取代基和苄基上的取代基为C1～C10烷基、C3～C6的烷氧基、卤素、硝基、酯基或氰基中的一种或两种以上，取代基个数为1～5个；R3为H、卤素、C1～C10烷基、C3～C6环烷基、苯基及取代苯基，烷氧基、苯氧基、酰基、硝基、酯基或氰基中的一种或两种以上。R4、R5为H、C1～C10的烷基、C3～C6的环烷基或带有取代基的C3～C6环烷基、苯基及取代苯基、萘基及取代萘基、苄基及取代苄基、含一个或两个以上氧、硫、氮原子的五元或六元杂环芳香基团中的一种或两种以上；C3～C6环烷基上的取代基、苯基上的取代基、萘基上的取代基和苄基上的取代基为C1～C10烷基、C3～C6的烷氧基、卤素、硝基、酯基或氰基中的一种或两种以上，取代基个数为1～5个。2.一种如权利要求1所述的具有边臂的手性二茂铁P,N,N
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配体的合成方法，其特征在于：(1)二茂铁基手性胺III或IV与吡啶醛(酮)摩尔比为1～2:1，在甲醇中室温反应12
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24小时，然后，向反应液中加入1.5～4当量的NaBH4，25～40℃反应4～8小时，反应结束，饱和氯化铵淬灭，减压除去部分甲醇，加入二氯甲烷稀释，分液，无水硫酸钠干燥，减压浓缩，柱层析处理得到手性二茂铁胺
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吡啶中间体V或VI。(2)氮气保护下，将步骤(1)中得到的手性二茂铁胺
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吡啶中间体溶于无水乙腈中，加入1～2当量的边臂物质溴苄或氯甲基噁唑，最后加入2～4当量干燥的K2CO3，回流反应2～4小时，过滤，浓缩，柱层析得到具有边臂的手性二茂铁P,N,N
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配体I或II。3.根据权利要求2所述的具有边臂的手性二茂铁P,N,N
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配体的合成方法，其特征在于：所述二茂铁基手性胺III或IV结构式如下：式中：III和IV互为对映异构体，R1、R2为与I和II中相同基团；所述吡啶醛(酮)的结构式如下：
式中：R3、R4为与I和II中相同基团；所述手性二茂铁胺
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吡啶中间体V或VI结构式如下：式中：V和VI互为对映异构体，R1、R2、R3、R4为与I和II中相同基团。4.一种如权利要求1所述的具有边臂的手性二茂铁P,N,N
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配体的应用，其特征在于：所述具有边臂的手性二茂铁P,...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡向平，刘振婷，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：