螺环双亚胺和制备方法及其应用技术

本发明专利技术涉及一种螺环双亚胺和制备方法及其应用。本发明专利技术以螺环二胺为原料，生成螺环双亚胺。该螺环双亚胺中的螺环骨架结构具有轴向手性，因此该类化合物有两个旋光异构体：右旋螺环双亚胺和左旋螺环双亚胺，该两个旋光异构体的等量混合物则成为外消旋螺环双亚胺。本发明专利技术螺环双亚胺和铜的络合物可作为手性催化剂用于卡宾对硅－氢键的不对称插入反应中具有很高的活性和对映选择性（高达９９．２％ｅｅ），本发明专利技术螺环双亚胺的化学结构式如下，ｎ＝０～３；Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］、Ｒ↑［３］、Ｒ↑［４］、Ｒ↑［５］、Ｒ↑［６］、Ｒ↑［７］、Ｒ↑［８］、Ｒ↑［９］、Ｒ↑［１０］的取值如权利要求１所定义。

Spiro imide, preparation method and application thereof

The invention relates to a spiro imide, a preparation method and an application thereof. The present invention uses spiro two amine as raw material to produce spiro imide. The double ring imine spiro skeleton structure of the screw with axial chirality, so this kind of compounds have two isomers: dextrorotation spiro bisimine and l spiro bisimine, equal mixture of the two isomers is a racemic spiro bisimine. The present invention spiro bisimine and copper complexes can be used as chiral catalysts for asymmetric on silicon hydrogen bond insertion reaction in CABBEEN has high activity and enantioselectivity (up to 99.2%ee). The chemical structure of the invention spiro bisimine as follows, n = 0 ~ 3; R = 1, R = 2, R = 3, R = 4, R = 5, R = 6, R = 7, R = 8, R = 9, R = 10 values as defined in claim 1.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种螺环双亚胺和制备方法及其应用。将该螺环双亚胺和铜前体进行络合，再经过离子交 换，可以得到含不同阴离子的铜/螺环双亚胺络合物。该螺环双亚胺和铜的络合物可作为手性催化剂用于卡 宾对硅一氢键的不对称插入反应中，具有很高的活性和对映选择性(高达99.2% ee)。这是目前过渡金属 催化的不对称卡宾插入反应中最高效的催化剂之一。
技术介绍
不对称催化合成是当前有机合成化学研究领域中的热点(Ohkuma, T.; Kitamura， M.; Noyori， R. C加a/,'c Ay^we/r/c S7f/2e^， Wiley: New York, 2000.)。不对称催化合成的关键是如何设计和合成高对映选择性和 催化活性的手性催化剂。手性催化剂的设计和合成，在某种意义上就是手性配体的设计和合成，因为手性 配体是手性催化剂产生不对称诱导和控制的源泉。1966年由Nozaki等人报道了铜与手性Schiff碱的络合 物对重氮乙酸乙酯与苯乙烯的环丙垸化反应有不对称诱导效果。尽管当时反应的ee值只有10%,但这一 发现揭开了利用手性金属催化剂进行均相不对称催化研究的序幕(Nozaki, H.; Moriuti, S.; Takaya, H; Noyori, R.rrafeAo丄饥1966, 7，5239.)。经过40多年的发展，人们开发出大量的手性配体，在很多不对称反应 中取得了很好的催化效果，其中不乏成功工业化的例子(Blaser, H.-U.; Schimdt， E. (Eds.) J5ymwe/r/c Cato/>w;so/ c/wsfr/a/&a/e, Wiley: Weinheim， 2004.)。在众多的手性配体中，含氮配体因具有方便易得、 与过渡金属配位形式多样、稳定性高等特点越来越受到人们的关注。最近二十几年人们发展了大量手性含 氮配体并将其应用于各类不对称反应中，取得了丰硕的成果(Fache， F.; Schulz, E.; Tommasino, L.; Lemaire, M. Cfe附.2000, 700, 2159.)。虽然不对称催化取得了长足的发展，但是，目前仍有很多用途广泛的有 机反应，比如金属催化的卡宾对杂原子一氢键(X-H)的不对称插入反应， 一直缺少有效的手性催化剂(Doyle, M. P. Moiien7 Gj,—ric她f/z。iis々r Ogara'c iS少论w'j w油Z)/az。 c。，。w成Wiley: New York, 1998.)。过渡金 属催化的卡宾对硅一氢键的不对称插入反应是合成手性硅化合物的有效方法，人们为了实现该反应的不对 称诱导，发展了很多手性配体和催化剂，但是仅有两例手性双铑催化剂对特殊的底物可以得到较高的对映 选择性，而其它更为廉价易得的金属催化剂，如手性铜催化剂，至今没有取得理想的结果(Davies, H. M. L.; Hansen, T.; Rutberg, J.; Bruzinski, R R. re/ra/zei^o 1997, j& 1741. Ge， M.; Corey, E.丄refrc^ecfrrw 2006， 47， 2319.)。因此开发更加高效的氮配体和催化剂，并将其应用于这类具有很好应用前景而又具有很 大挑战性的不对称反应中，具有重要的实用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在提供一种螺环双亚胺和制备方法及其应用，螺环双亚胺及其铜络合物作为一种手性 配体和催化剂应用在卡宾对硅一氢键的不对称插入反应中，为a-硅基取代的手性羧酸酯化合物的不对称合 成提供了一种更加高效、高对映选择性的方法。本专利技术提供的螺环双亚胺是具有以下化学结构通式的化合物R52R8.其中n = 0~3; R1、 W分别为H、 C广Q烷基、卤代烷基、C, Q烷氧基、C广Q酰氧基、C广Cs酰基、 Cr^8酯基、(C广C8酰基)-氨基、二-( d CV垸基)-氨基、卤素、苯基、C,^Q烷基取代的苯基、羟基取代的苯基、c! Cs垸氧基取代的苯基、C2 Q酰氧基取代的苯基、卤代苯基、氨基取代的苯基、(<:1~(:8酰基)-氨基取代的苯基、二-( C!《8烷基)-氨基取代的苯基、C广Q酰基取代的苯基、C2 Cs酯基取代的苯基、萘基、呋喃基、噻吩基，或并脂环或芳环(当n^2时)；R'和R 可以相同，也可以不同；R3、 R4、 R5、 R6分别为H、 C广Q烷基、卤代烷基、C广Q垸氧基、Q Q酰氧基、CH^酰基、C2 C8 酯基、(Q《8酰基)-氨基、二-(d Q烷基)-氨基、卤素、苯基、C, C8烷基取代的苯基、羟基取代的苯基、 d《s烷氧基取代的苯基、C2《8酰氧基取代的苯基、卤代苯基、氨基取代的苯基、(C广Cs酰基)-氨基取代 的苯基、二-( c,《8垸基)-氨基取代的苯基、c, C8酰基取代的苯基、C2 C8酯基取代的苯基、萘基、呋喃基、噻吩基，或R3 114、 RS W为并脂环或芳环；R3、 R4、 R5、 W可以相同，也可以不同；r7、 r8、 r9、 r'o分别为H、 C广Q烷基、苯基、C广CV烷基取代的苯基、羟基取代的苯基、CH^烷 氧基取代的苯基、C2 Q酰氧基取代的苯基、卤代苯基、氨基取代的苯基、(CH^酰基)-氨基取代的苯基、二-( C! Cs烷基)-氨基取代的苯基、C广Cs酰基取代的苯基、C2 C8酯基取代的苯基、萘基、呋喃基、噻吩基，或r7 R8、 R9 r为ch:8环烷基；r7、 r8、 r9、 r^可以相同，也可以不同。所述的螺环双亚胺中的螺环结构具有轴向手性，所以具有两个旋光异构体，其一为右旋螺环双亚胺， 其二为左旋螺环双亚胺，该两个旋光异构体的等量混合物则成为外消旋螺环双亚胺。因此，本专利技术所说的 螺环双亚胺实际上包含外消旋体、右旋体和左旋体。外消旋体、右旋体和左旋体具有相同的化学结构通式， 但具有不同的立体结构和旋光性能。本专利技术公开了螺环双亚胺的合成方法，其合成过程可用下面的反应式 表示n = 0~3; R'、 R2 、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 R9、 R1Q的取值如权利要求1所定义。具体的步骤以螺环双胺为起始原料，在4A分子筛和/或三乙胺作用下，0 120。c温度下，在有机溶剂中醛或酮縮合反应12-72小时，生成螺环双亚胺；螺环双胺和醛或S的摩尔比为1:2 1:4;溶剂优选二氯甲烷、三氯甲烷、苯或甲苯中的一种或几种。本专利技术还公开的一种手性螺环双亚胺的铜络合物是具有如下结构通式的化合物6<formula>formula see original document page 7</formula>其中n = 0~3; R1、 R2 、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 R9、 R'Q的取值如权利要求1所定义;q = 0~1 ， m = 0~l， q + m=l~2; X、 Y分别为卤素、C「C8的羧酸根、硫酸根、四(3，5-双三氟甲基苯基)硼酸根、 四(全氟叔丁氧基)铝离子、四(六氟异丙氧基)铝离子、六氟磷酸根、六氟锑酸根、四氟硼酸根或三氟 甲磺酸根；X和Y可以相同，也可以不同。手性螺环双亚胺的铜络合物的制备方法是在氮气或氩气保护下，铜本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺环双亚胺，其特征在于具有如下的结构式：　＊＊＊　其中：ｎ＝０～３；Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］分别为Ｈ、Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］烷基、卤代烷基、Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］烷氧基、Ｃ↓［２］～Ｃ↓［８］酰氧基、Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］酰基 、Ｃ↓［２］～Ｃ↓［８］酯基、（Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］酰基）－氨基、二－（Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］烷基）－氨基、卤素、苯基、Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］烷基取代的苯基、羟基取代的苯基、Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］烷氧基取代的苯基、Ｃ↓［２］～Ｃ↓［８］酰氧基取代的苯基、卤代苯基、氨基取代的苯基、（Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］酰基）－氨基取代的苯基、二－（Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］烷基）－氨基取代的苯基、Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］酰基取代的苯基、Ｃ↓［２］～Ｃ↓［８］酯基取代的苯基、萘基、呋喃基、噻吩基，或并脂环或芳环（当ｎ≥２时）；Ｒ↑［１］和Ｒ↑［２］可以相同，也可以不同；　Ｒ↑［３］、Ｒ↑［４］、Ｒ↑［５］、Ｒ↑［６］分别为Ｈ、Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］烷基、卤代烷基、Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］烷氧基、Ｃ↓［２］～Ｃ↓［８］酰氧基、Ｃ↓ ［１］～Ｃ↓［８］酰基、Ｃ↓［２］～Ｃ↓［８］酯基、（Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］酰基）－氨基、二－（Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］烷基）－氨基、卤素、苯基、Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］烷基取代的苯基、羟基取代的苯基、Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］烷氧基取代的苯基、Ｃ↓［２］～Ｃ↓［８］酰氧基取代的苯基、卤代苯基、氨基取代的苯基、（Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］酰基）－氨基取代的苯基、二－（Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］烷基）－氨基取代的苯基、Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］酰基取代的苯基、Ｃ↓［２］～Ｃ↓［８］酯基取代的苯基、萘基、呋喃基、噻吩基，或Ｒ↑［３］～Ｒ↑［４］、Ｒ↑［５］～Ｒ↑［６］为并脂环或芳环；Ｒ↑［３］、Ｒ↑［４］、Ｒ↑［５］、Ｒ↑［６］可以相同，也可以不同；　Ｒ↑［７］、Ｒ↑［８］、Ｒ↑［９］、Ｒ↑［１０］分别为Ｈ、Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８ ］烷基、苯基、Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］烷基取代的苯基、羟基取代的苯基、Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］烷氧基取代的苯基、Ｃ↓［２］～Ｃ↓［８］酰氧基取代的苯基、卤代苯基、氨基取代的苯基、（Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］酰基）－氨基取代的苯基、二－（Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］烷基）－氨基取代的苯基、Ｃ↓［１］～Ｃ↓［８］酰基取代的苯基、Ｃ↓［２］～Ｃ↓［８］酯基取代的苯基、萘基、呋喃基、噻...

【技术特征摘要】
1、一种螺环双亚胺，其特征在于具有如下的结构式其中n＝0～3；R1、R2分别为H、C1～C8烷基、卤代烷基、C1～C8烷氧基、C2～C8酰氧基、C1～C8酰基、C2～C8酯基、(C1～C8酰基)-氨基、二-(C1～C8烷基)-氨基、卤素、苯基、C1～C8烷基取代的苯基、羟基取代的苯基、C1～C8烷氧基取代的苯基、C2～C8酰氧基取代的苯基、卤代苯基、氨基取代的苯基、(C1～C8酰基)-氨基取代的苯基、二-(C1～C8烷基)-氨基取代的苯基、C1～C8酰基取代的苯基、C2～C8酯基取代的苯基、萘基、呋喃基、噻吩基，或并脂环或芳环(当n≥2时)；R1和R2可以相同，也可以不同；R3、R4、R5、R6分别为H、C1～C8烷基、卤代烷基、C1～C8烷氧基、C2～C8酰氧基、C1～C8酰基、C2～C8酯基、(C1～C8酰基)-氨基、二-(C1～C8烷基)-氨基、卤素、苯基、C1～C8烷基取代的苯基、羟基取代的苯基、C1～C8烷氧基取代的苯基、C2～C8酰氧基取代的苯基、卤代苯基、氨基取代的苯基、(C1～C8酰基)-氨基取代的苯基、二-(C1～C8烷基)-氨基取代的苯基、C1～C8酰基取代的苯基、C2～C8酯基取代的苯基、萘基、呋喃基、噻吩基，或R3～R4、R5～R6为并脂环或芳环；R3、R4、R5、R6可以相同，也可以不同；R7、R8、R9、R10分别为H、C1～C8烷基、苯基、C1～C8烷基取代的苯基、羟基取代的苯基、C1～C8烷氧基取代的苯基、C2～C8酰氧基取代的苯基、卤代苯基、氨基取代的苯基、(C1～C8酰基)-氨基取代的苯基、二-(C1～C8烷基)-氨基取代的苯基、C1～C8酰基取代的苯基、C2～C8酯基取代的苯基、萘基、呋喃基、噻吩基，或R7～R8、R9～R10为C3～C8环烷基；R7、R8、R9、R10可以相同，也可以不同。2、 按照权利要求1所述的螺环亚胺，其特征在于它包含具有相同的化学结构通式但具有不同的立体 结构和旋光性能的外消旋体、右旋体和左旋体。3、 按照权利要求1或2所述的螺环亚胺，其特征在于它是；-(2,6-二氯苯基)-甲叉基]-l, 1 '-螺二氢茚-7,7'-二胺 (i )-W,W'-[l-(2,4-二氯苯基)-甲叉基]-l,r-螺二氢茚-7,7'-一胺 W)-W,W'-[l-(2-氯苯基)-甲叉基]-1，1'-螺二氢茚-7,7'-二胺[-(2 -甲氧基苯基)-甲叉基]-1,1 '-螺二氢茚-7，7'-二胺 (W)-W,W'-[1-(2-萘基)-甲叉基]-l，l'-螺二氢茚-7，7'-二胺 W)-AW-[l -(2-吡啶基)-甲叉基]-l，l'-螺二氢茚-7，7'-二胺。4、 权利要求1所述的的螺环双亚胺的制备方法，其特征在于包括的步3築以螺环双胺为起始原料， 在4A分子筛和/或三乙胺作用下，0 120。C温度下，在有机溶剂中醛或酮缩合反应12-72小时，生成螺环 双亚胺；螺环双胺和醛或酮的摩尔比为1:2 1:4;溶剂优选二氯甲烷、二氯甲垸、苯或甲苯中的一种或儿 种<formula>formula see original document page 3</formula>n = 0~3; R1、 R2 、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 R9、 R'°的取值如权利要求1所定义 5、 一种由权利要求1所述的螺环双亚胺制备的手性螺环双亚胺的铜络合物，其特征在于它具有如下 的结构式<formula>formula see original document page 3</formula>其中n = 0~3; R1、 R2 、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 R9、 R'Q的取值如权利要求1所定义;q = 0~1 ， m = 0~l, q + m=l~2; X、 Y为卤素、CrCs的羧酸根、硫酸根、四(3.5-双二氟甲基苯基)硼酸根、四(全 氟叔丁氧基)铝离子、四(六氟异丙氧基)铝离子、六氟磷酸根、六氟锑酸根、四氟硼酸根或三氟甲磺酸 根；X和Y可以相同，也可以不同。6、 权利要求5中所述的手性螺环双亚胺铜络合物的制备方法，其特征在于它是按如...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍新燕，陈超，张永振，周其林，
申请(专利权)人：华东理工大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]