制备二聚磷腈衍生的布朗斯台德酸的方法技术

本发明专利技术描述了手性亚氨基二磷酰化合物、它们的盐、金属配合物及其衍生物的新合成方法。所述手性亚氨基二磷酰化合物可用作布朗斯台德酸/布朗斯台德碱或路易斯酸/路易斯碱介导的转化的催化剂。的转化的催化剂。的转化的催化剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】A1)。
[0009][0010]方案2:随着pKa的增加而增加催化反应性
[0011]高酸度和可调节酸度与模块化结构受限相结合，为不对称布朗斯台德酸催化的前所未有的转化打开了大门。此外，增加的酸度允许利用IDPi作为基于硅烷基鎓路易斯酸催化的预催化剂，代表不对称有机催化中的互补活化模式。最近实现了开创性贡献和新的里程碑反应，例如首次有机催化烯烃活化，醛替代物的选择性单羟醛缩合或广泛适用的Pr ins环化。此外，最近在有机催化方面取得了显著的进展，对于具有挑战性的C
–
C键形成反应，催化剂负载量高达亚ppm水平。上述例子说明了iIDP和IDPi催化的巨大潜力，这些潜力仅在短时间内实现
‑
这在以前由于IDP酸度低仍然难以捉摸。
[0012]合成亚氨基二磷酸酯和亚氨基二磷酰亚胺酸酯的方法公开于WO2013104604A1和WO2017037141A1中，并且可以通过以下反应方案举例说明IDPi，其中由式(A)和式(B)组成的两种或更多种单体物质与氨或任何氨替代物(NWY2)反应，以连接可以具有下式的两种单体物质：NH3、HMDS或其盐，
[0013][0014]然而，在其中两种单体物质都具有空间位阻要求的取代基的情况下，该二聚化方案已被证明是具有挑战性的并且仅提供中等至低产率的所需产物。
[0015]此外，其中X和RN彼此不同的亚氨基二磷酰亚胺酸酯的合成依赖于多步骤过程，其中在偶联过程之前需要合成两种单体物质。
[0016]然而，获得所述催化剂的一般策略依赖于Staudinger方法或在氨替代物存在下利用两个单体BINOL衍生的磷酰基单元的二聚化方案。在存在一些空间位阻要求的BINOL(例如，对于一些邻位，邻位取代的3,3'
‑
芳基取代基)的情况下，这种二聚化方案可能不太有希望，因此可能减少创建合适的手性微环境的选择。此外，该方案可能需要延长的反应时间，添加剂并且获得的产率高度依赖于取代的BINOL的选择。
[0017]为了克服这些限制并避免使用二聚化方案，本专利技术人开发了一种从全氯化的双磷腈鎓盐开始制备所需的亚氨基二磷酰产物的新方法，以开发针对二聚磷腈衍生的布朗斯台德酸的高效且直接的合成以及探索手性、高度受限的磷腈衍生的布朗斯台德碱。
[0018]因此，本专利技术为已知和未知的手性亚氨基二磷酰化合物提供了新的改进的合成，其在所述WO2013104604A1和WO2017037141A1中部分公开以合成手性或非手性亚氨基二磷酸酯、亚氨基
‑
亚氨基二磷酸酯和亚氨基二磷酰亚胺酸酯，可用于不对称布朗斯台德酸/路易斯酸催化和/或不对称布朗斯台德碱/路易斯碱催化。
[0019]更详细地说，本专利技术人已经考虑从已经包含所需二聚磷腈结构，包含离去基团的构建单元开始，该构建单元包含下式(II)
[0020](II)
[0021]式(II)的所述构建单元的合成公开于US3357805A中，并且广泛应用于无机聚合物的合成。然而，尚未报道使用所述式(II)的构建单元来合成手性催化剂。
[0022]利用所述通式(II)的构建单元作为合成亚氨基二磷酰化合物的平台分子具有以下优点:
[0023]a)P
–
N
–
P核已经预先安装，因此避免了无效的二聚化过程，从而克服了空间排斥的局限性。
[0024]b)该中间体易于用选自吸电子或给电子基团的合适亲核试剂官能化
[0025]c)所有提到的亚氨基二磷酰化合物都可以从相同的中间体获得。
[0026]d)只需要一个单烧瓶操作，其是可缩放的并在短的反应时间内提供所需的亚氨基二磷酰产物，高产率和单个产物分离步骤
[0027]因此，本专利技术为广泛的手性亚氨基二磷酰化合物如手性亚氨基二磷酸酯(IDP)，亚氨基
‑
亚氨基二磷酸酯(iIDP)和亚氨基二磷酰亚胺酸酯(IDPi)及其衍生物或前体提供了更有效的合成。此外，遵循这一新方案可以获得一类新的手性布朗斯台德碱，这是本专利技术的一部分并且可以概括在下面的方案中。
[0028]更具体地，本专利技术涉及制备式(I)的手性亚氨基二磷酰化合物，包括其互变异构和离子形式的方法：
[0029](I)
[0030]其中，在式(I)中：
[0031]‑
X在每个P上相同或不同并且代表O，S，Se，CR
C2
或NR
C
，优选是O或NR
C
，
[0032]‑
Z1至Z4彼此独立地相同或不同并且各自代表O，S，Se或NR
C
，优选O或NR
C
，
[0033]‑
每个n彼此独立地相同或不同并且代表0或优选1，
[0034]‑
W选自氢，卤素，选自Li，Na，K，Rb，Cs，Be，Mg，Ca，Sr，Ba Sc，Ti，V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Y，Zr，Mo，Ru，Rh，Pd，Ag，Cd，W，Re，Os，Ir，Pt，Au，Hg，Al，Ga，In，Ge，Sn，Pb，AS，Sb，Bi，Se，Te，La，Sm，Eu，Yb，U的金属或阳离子有机基团，取代的硼烷
‑
BR
I
R
II
R
III
或取代的硅
‑
SiR
I
R
II
R
III
，其中R
I
、R
II
和R
III
可以是相同的或不同的并且各自代表氢，卤素，任选地
‑
O
‑
键合的C1至C
20
直链、支链或环状脂族烃，任选地在链中具有一个或多个不饱和键或一个或多个杂原子，C5至C
18
杂芳族烃，C6至C
18
芳族烃或其部分芳烃氢化形式，每个烃任选被一个或多个选自C1至C
20
直链、支链或环状脂族烃的基团，或一个或多个杂取代基取代，W优选选自氢和取代的硅
‑
SiR
I
R
II
R
III
，其中R
I
、R
II
和R
III
如前所定义，
[0035]‑
R1、R2、R3和R4彼此独立地相同或不同，并且各自代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团、杂芳族烃基团，并且，对于n＝0，F、Cl、Br、I、CN、OTf、OMs、OTs或具有离去基团性质的任何其他拟卤化物(pseudohalogenide)，
[0036]当R1、R2、R3和R4各自代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团、杂芳族烃基团时，由此R1可以与R2、R3或R4中的任何一个形成键，并且R2、R3或R4中的另外两个可以彼此形成键，或者由此R1、R2、R3、R4、X1和X2可以彼此形成键；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.制备式(I)的手性亚氨基二磷酰化合物，包括其互变异构和离子形式的方法：(I)其中，在式(I)中：
‑
X在每个P上相同或不同，并且代表O，S，Se，CR
C2
或NR
C
，
‑
Z1至Z4彼此独立地，相同或不同，并且各自代表O，S，Se或NR
C
，
‑
每个n彼此独立地，相同或不同，并且代表0或优选1，
‑
W选自氢，卤素，选自Li，Na，K，Rb，Cs，Be，Mg，Ca，Sr，Ba Sc，Ti，V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni，Cu，Zn，Y，Zr，Mo，Ru，Rh，Pd，Ag，Cd，W，Re，Os，Ir，Pt，Au，Hg，Al，Ga，In，Ge，Sn，Pb，As，Sb，Bi，Se，Te，La，Sm，Eu，Yb，U的金属或阳离子有机基团，取代的硼烷
‑
BR
I
R
II
R
III
或取代的硅
‑
SiR
I
R
II
R
III
，其中R
I
、R
II
和R
III
可以是相同的或不同的，并且各自代表氢，卤素，任选地
‑
O
‑
键合的C1至C
20
直链、支链或环状脂族烃，任选地在链中具有一个或多个不饱和键或一个或多个杂原子，C5至C
18
杂芳族烃，C6至C
18
芳族烃或其部分芳烃氢化形式，每个烃任选被一个或多个选自C1至C
20
直链、支链或环状脂族烃的基团，或一个或多个杂取代基取代，W优选选自氢和取代的硅
‑
SiR
I
R
II
R
III
，其中R
I
，R
II
和R
III
如前所定义,
‑
R1、R2、R3和R4彼此独立地，相同或不同，并且各自代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团、杂芳族烃基团，并且对于n＝0，代表F、Cl、Br、I、CN、OTf、OMs、OTs或具有离去基团性质的任何其他拟卤化物，当R1、R2、R3和R4各自代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团、杂芳族烃基团时，由此R1可以与R2、R3或R4中的任何一个形成键，并且R2、R3或R4中的另外两个可以彼此形成键，或者由此R1、R2、R3、R4、X1和X2可以彼此形成键；
‑
R
C
彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团、杂芳族烃基团、或R
N
；条件是R1、R2、R3、R4或R
C
中的至少一个代表如前所定义的烃基团，每个烃基团任选地进一步被一个或多个杂取代基、脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团或杂芳族烃基团取代，
‑
R
N
是吸电子或给电子基团，在每个位置上相同或不同并且选自:i.
‑
烷基，
‑
CO
‑
烷基，
‑
(CO)
‑
O
‑
烷基，亚磺酰基烷基，磺酰基烷基，磺酰基亚氨基烷基，磺酰基双亚氨基烷基，氧膦基二烷基，膦酰基烷基，烷基磷烷，N,N'
‑
烷基咪唑烷
‑2‑
亚氨基，其中烷基是C1至C
20
直链、支链或环状脂族烃，任选地具有至少一个取代基，取代基选自卤素，优选F和/或Cl，氰基，硝基，亚氨基＝NH，取代的亚氨基＝NR
C
，氨基
‑
NH2或取代的氨基
‑
NHR
C
，
‑
NR
C2
，其中R
C
彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团，芳族烃基团或杂芳族烃基团；ii.
‑
芳基，
‑
CO
‑
芳基，
‑
(CO)
‑
O
‑
芳基，亚磺酰基芳基，磺酰基芳基，磺酰基亚氨基芳基，磺酰基亚氨基磺酰基芳基，磺酰基双亚氨基芳基，氧膦基二芳基，氧膦基烷基芳基，膦酰基芳基，芳基磷烷，芳基烷基磷烷，N,N'
‑
芳基咪唑烷
‑2‑
亚胺基，N
‑
芳基
‑
N'
‑
烷基咪唑烷
‑2‑
亚胺基，其中芳基是C6至C
18
芳族烃，任选具有至少一个取代基，取代基选自卤素，优选F和/或
Cl，C1至C6脂族烃，任选地具有至少一个取代基，取代基选自卤素，优选F和/或Cl，氰基，硝基，亚氨基＝NH，取代的亚氨基＝NR
C
，氨基
‑
NH2或取代的氨基
‑
NHR
C
，
‑
NR
C2
，其中R
C
彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团或杂芳族烃基团；iii.
‑
杂芳基，
‑
CO
‑
杂芳基，
‑
(CO)
‑
O
‑
杂芳基，亚磺酰基杂芳基，磺酰基杂芳基，
‑
(P＝O)
‑
二杂芳基，氧膦基二杂芳基，氧膦基芳基杂芳基，氧膦基杂芳基烷基，膦酰基杂芳基，杂芳基磷烷，杂芳基芳基磷烷，杂芳基芳基烷基磷烷，N,N'
‑
杂芳基咪唑烷
‑2‑
亚胺基，N
‑
杂芳基
‑
N'
‑
烷基咪唑烷
‑2‑
亚胺基，N
‑
杂芳基
‑
N'
‑
芳基咪唑烷
‑2‑
亚胺基，其中杂芳基是C2至C
18
杂芳族烃，任选具有至少一个取代基，取代基选自卤素，优选F和/或Cl，C1至C6脂族烃，任选具有至少一个取代基，取代基选自卤素，优选F和/或Cl，氰基，硝基，亚氨基＝NH，取代亚氨基＝NR
C
，氨基
‑
NH2，或取代的氨基
‑
NHR
C
，NR
C2
，其中R
C
彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团，芳族烃基团或杂芳族烃基团；由此，对于那些具有至少一个C＝O、S＝O或P＝O部分的i.)、ii.)和iii.)的基团，＝O可以被亚氨基＝N
‑
R'替代，和/或对于那些具有至少一个C
‑
OR、S
‑
OR或P
‑
OR部分的i.)、ii.)和iii.)的基团，
‑
OR可以被氨基
‑
NR'R”替代，其中R'和R”彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团或杂芳族烃基团，所述方法包括在至少一个反应步骤中使式(II)的双磷腈化合物:(II)其中，在式(II)中:
‑
每个Q彼此独立地，相同或不同，并且代表F、Cl、Br、I、CN、OTf、OMs、OTs或具有离去基团性质的任何其他拟卤化物，并且
‑
其中A
‑
代表卤化物或弱配位阴离子，与存在于一至六种任选手性化合物上的一至六个亲核基团反应的步骤:
‑
其中一个或两个亲核基团X
W
，其彼此可以相同或不同并且存在于式(III)X
W
W2的一至两种任选手性二价化合物上，其中X
W
具有O、S、Se、CR
C2
或NR
C
中的任何一个的含义；其中R
C
和W具有如上所定义的含义，其中至多四个亲核基团Z
W
，其彼此可以相同或不同并且存在于式(IV)R
C
Z
Wn
W的一至四种任选手性单价化合物上，其中R
C
具有如上所定义的含义，Z
W
在每种化合物上相同或不同并具有Z1至Z4中任一个的含义，并且W和n具有如上所定义的含义，其中至少一个亲核基团X
W
，存在于式(III)X
W
W2的一至两种任选手性二价化合物上，其中X
W
具有CR
C2
或NR
C
任何一个的含义；其中R
C
具有如上所定义的含义，或者至少一个，优选至少两个亲核基团Z
W
，存在于式(IV)R
C
Z
Wn
W的一至四种任选手性单价化合物上，其中R
C
具有如上所定义的含义；Z
W
、W和n具有如上所定义的含义，与式(II)化合物反应，条件是，在式(I)中，R1至R4中的至少一个是手性的，或R1至R4中的至少两个形成手性基团，或至少一个P或至少一个S是手性的。2.如权利要求1所述的制备式(I)的手性亚氨基二磷酰化合物的方法，其中在第一反应步骤中，一个亲核基团X
W
，其具有如权利要求1所定义的X的含义，优选O或NR
C
，并且其存在于式(III)X
W
W2的一种任选手性化合物上或两个亲核基团X
W
，其具有如权利要求1所定义的X的
含义，优选O或NR
C
，并且其分别存在于式(III)X
W
W2的一种或两种任选手性化合物上，与式(II)的双磷腈化合物反应，并且在第二步骤中，任选地使在第一反应步骤中获得的反应产物与以下反应：
‑
与猝灭剂反应以去除任何剩余的Q基团，或
‑
与至多四个亲核基团Z
W
反应，其可以彼此相同或不同并且存在于式(IV)R
C
Z
Wn
W的一至四种任选手性化合物上，其中R
C
具有权利要求1中定义的含义，Z
W
是相同的或不同的并且具有Z1至Z4中的任何一个的含义，优选O或NR
C
，W具有权利要求1中定义的含义，并且n是0或优选1，与第一步的反应产物反应，由此，在第二步中获得的反应产物任选地与猝灭剂反应以除去任何剩余的Q基团，其中Z1至Z4和Q具有权利要求1中所定义的含义。3.如权利要求1所述的制备式(I)的手性亚氨基二磷酰化合物的方法，其中在第一反应步骤中，使一至四种亲核基团Z
W
，其可以彼此相同或不同并且存在于式(IV)R
C
Z
Wn
W的一至四种任选手性化合物上，其中R
C
具有权利要求1所定义的含义，Z
W
是相同的或...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：科勒研究非盈利有限责任公司，
类型：发明
国别省市：