專利名稱：膦-噁唑啉配體及其離子型金屬配合物以及其對(duì)映體或消旋體制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)催化領(lǐng)域，具體地說，涉及一類新型手性膦-噁唑啉配體及其對(duì)映體或其消旋體的制備方法以及該類手性膦-噁唑啉配體離子型配合物的制備方法及其催化應(yīng)用。
背景技術(shù)：
自二十世紀(jì)六十年代均相不對(duì)稱催化反應(yīng)開始研究以來，不對(duì)稱催化一直是有機(jī)合成化學(xué)最為活躍的領(lǐng)域之一，發(fā)展最快的手性金屬配合物催化的不對(duì)稱合成被認(rèn)為是最近三十多年來有機(jī)合成化學(xué)中最重要的突破之一，已經(jīng)涌現(xiàn)出了大批高效的手性催化劑和新型不對(duì)稱合成方法。1972年，孟山都公司的Knowles等人開發(fā) 的Rh/DIPAMP催化劑被成功應(yīng)用于α -脫氫氨基酸酯的不對(duì)稱氫化和L-多巴的合成，這是最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的不對(duì)稱催化工藝(Vineyard, B. D. ; Knowles, ff. S. J. Am. Chem.Soc. 1997，99，5946.)。日本的Noyori教授開發(fā)的雙膦配體BINAP則成為迄今最為成功的手性配體之一(Tani, K. ; Yamagata, T. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 5208.),但這些大多是手性雙膦配體。手性單膦配體是人們最早開發(fā)出來并用于不對(duì)稱催化反應(yīng)的一類配體(Horner, L. ;Buthe, H. Tetrahedron Lett. 1968, 37, 4023.),隨著不對(duì)稱合成學(xué)科的發(fā)展，這類配體越來越受到關(guān)注。與螯合型雙膦配體相比，單膦配體更容易滿足中心金屬不同配位數(shù)的要求，在一些催化不對(duì)稱反應(yīng)中起著無法替代的作用。Knowles等人設(shè)計(jì)的單膦配體CAMP在催化不對(duì)稱α -脫氫氨基酸的氫化反應(yīng)中得到90%ee，這是早期單膦配體在不對(duì)稱氫化反應(yīng)中取得的最好結(jié)果(Knowles, W. S. ; Sabacky, M. J. J. Chem. Soc.Chem. Commun. 1972，10. )。1999年Fiaud等人將單齒膦配體應(yīng)用到α -脫氫氨基酸酯的催化不對(duì)稱氫化反應(yīng)(GuillenF. ;Fiaud, J. Tetrahedron Lett. 1999, 40, 2939.),后來經(jīng)過優(yōu)化，對(duì)映選擇性提高到 93%ee (Guillen, F. ; Rivard, M. Tetrahedron. 2002, 58, 5895)。Beller等人將聯(lián)萘骨架的膦配體應(yīng)用到該反應(yīng)，獲得了 95%ee的產(chǎn)物(Junge，K. ; Oehme1G.Tetrahedron Lett. 2002, 43, 4977.) 最近Genet等人還將此聯(lián)萘骨架的配體應(yīng)用到Pt催化的1，6-烯炔的不對(duì)稱環(huán)氧化反應(yīng)中(Charruault, L. ;Michelet, V Chem.Commun. 2004, 7，850.)，和其它著名的雙膦配體相比，該配體表現(xiàn)出了優(yōu)秀的不對(duì)稱誘導(dǎo)能力。1993年，Pfaltz、Helmchen和Williams分別獨(dú)立開發(fā)了膦一卩惡唑啉類單勝配體((a) von Matt, P. ; Pfaltz, A. Angew. Chem. Iht. Ed. 1993, 32, 566. (b)Sprinz, J. ; Helmchen, G. Tetrahedron Lett. 1993, 34, 1769. (c) Dawson, G. L. ; Frost, C.G. Tetrahedron Lett. 1993，34，3149)，在一些反應(yīng)中有著與眾不同的表現(xiàn)，起著別的配體無法替代的作用。Cozzi等人將具有噻吩、苯并噻吩和苯并呋喃骨架的PHOX系列配體與Ir的絡(luò)合物用于非官能團(tuán)烯烴、烯丙醇和亞胺的催化不對(duì)稱氫化反應(yīng)中，所得結(jié)果和PHOX 相當(dāng)(Cozzi，P.G. ;Menges, F. Synlett. 2003, 6, 833. )。1998 年，Hayashi 和 Ikeda兩個(gè)小組幾乎同時(shí)報(bào)道了聯(lián)萘骨架的膦一噁唑啉配體的合成及其在不對(duì)稱烯丙基取代反應(yīng)中的應(yīng)用((a) Ogasawara, Μ. ; Yoshida, K. Tetrahedron Asymmetry. 1998, 9, 1779. (b)Imai, Y. ; Zhang, ff. Tetrahedron Lett. 1998，39，4343)。周其林等報(bào)道了螺環(huán)勝-卩惡唑啉配體的離子型配合物在亞胺的催化以及不飽和羧酸的催化中均有較好的反應(yīng)活性和對(duì)映選擇性(Zhu, S. ; Zhou, Q. J. Am. Chem. Soc. 2006，128，12886 ；Li, S. ; Zhou, Q. J. Am. Chem.Soc. 2008，130，8584)。從上述例子中可以看出，手性單膦配體在不對(duì)稱催化反應(yīng)中的應(yīng)用非常廣泛，并且在很多反應(yīng)中起著別的類型配體無法替代的作用。另外，從單齒膦配體和金屬的搭配來看，這類配體和Pd、Ni、Rh、Ru、Ir、Cu等金屬都能很好結(jié)合,這為其在不對(duì)稱催化中的應(yīng)用提供了廣闊的空間。但目前這類單膦配體的種類遠(yuǎn)不如雙膦配體多，骨架及二面角、電子效應(yīng)等很單一，導(dǎo)致適用的底物受到限制，豐富該類配體的種類成為亟待解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一類骨架新穎的膦-噁唑啉配體及其離子型金屬配合物以及其對(duì)映體或消旋體。本發(fā)明的另一目的在于提供上述膦-噁唑啉配體及其對(duì)映體或消旋體的制備方法。本發(fā)明的進(jìn)一步目的在于提供所述膦-噁唑啉配體的催化應(yīng)用。本發(fā)明的上述目的通過如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一類膦-噁唑啉配體及其對(duì)映體或消旋體以及其離子型金屬配合物，所述膦配體及其對(duì)映體或消旋體具有如下結(jié)構(gòu)式
權(quán)利要求
1.膦-噁唑啉配體及其離子型金屬配合物以及其對(duì)映體或消旋體，其結(jié)構(gòu)式如下所
2.如權(quán)利要求I所述膦-噁唑啉配體及其離子型金屬配合物以及其對(duì)映體或消旋體，其特征在于，所述Γ I為(2R)-丙二醇、(2S)-丙二醇、(2R，3R)-2，3-丁二醇、(2S，3S)-2，3-丁二醇、(1S，2S)-1，2-二苯乙二醇、(IR，2R)-1，2-二苯乙二醇、(2R，3R) _1，4_ 二節(jié)氧基丁二醇、(2S，3S) _1，4_ 二節(jié)氧基丁二醇、(2R，4R)-2，4-戊二醇、(2S, 4S) -2，4-戊二醇、(2R, 5R) _2，5-己二醇、(2S, 5S) -2，5-己二醇、(3R, 4R) _3，4-己二醇、(3S, 4S) _3，4_ 己二醇、(3S)-I, 3_ 丁二醇、(3R)-1，3-丁二醇、(R)-(-)-1-苯乙燒-1，2-二醇、(S) - (+)-I-苯乙燒-1，2-二醇、(R)-1,2-癸二醇、(S)-1,2-癸二醇、(2S，9S)-2，9-癸二醇、(2R，9R)-2，9-癸二醇、(3S, 8S)-3，8-癸二醇、(3R, 8R)-3，8-癸二醇、(4S, 7S) -4，7-癸二醇、(5R, 6R) -5，6-癸二醇、(5S, 6S) -4，6-癸二醇、順式-I，2-環(huán)己二醇、(IR, 2R)-反-I, 2-環(huán)己二醇、(IS, 2S)-反-I, 2-環(huán)己二醇、(IR, 2R)-反-I, 2-環(huán)戊二醇、(IS, 2S)-反-I, 2-環(huán)戍二醇、順式-I, 2-環(huán)戍二醇、(IS, 2S, 3R, 5S) -(+) -2, 3-薇燒二醇、(3S，5S)_ (+)-3,5-庚烷二醇、(3R，5R)_ (-)-3,5-庚烷二醇、(2S，6S)-2，6-庚烷二醇、(2R, 6R)-2, 6-庚烷二醇、cis-3，4-四氫呋喃二醇(3R，6R)-3, 6-辛二醇、(3S，6S)-3, 6-辛二醇、(2R, 7R) -2，7-辛二醇、(2S, 7S) -2，7-辛二醇、(2R, 8R) -2，8-壬二醇、(2S, 8S) -2，8-壬二醇、(3R, 7R) -3，7-壬二醇、(3S, 7S) -3，7-壬二醇、(4R, 6R) -4，6-壬二醇、(4S, 6S) -4，6-壬二醇、順-1,2-環(huán)己二甲醇、反-1,2-環(huán)己二甲醇、(+)-2,3-0-異亞丙基-L-蘇糖醇、(-)-2, 3-0-異亞丙基-D-蘇糖醇、(R)-2, 2’ -聯(lián)萘酌■或(S)_2, 2’ -聯(lián)萘酌·；或是如述手性二醇的甲磺酸酯、對(duì)甲基苯磺酸酯或三氟甲基磺酸酯；或是(R)_2，2’ -聯(lián)萘二羧酸、(S)-2，2’-聯(lián)萘二羧酸、L-酒石酸、D-酒石酸、(2R, 3R) -2, 3- 二溴丁二酸、(2S, 3S) -2, 3- 二溴丁二酸、(2R，3R)-2，3-二巰丁二酸、(2S，3S)-2，3-二巰丁二酸、(S)-(-)-2-異丁基丁二酸-I-乙酯、(+)_ 二-對(duì)甲氧苯酰-D-酒石酸、(-)_ 二-對(duì)甲氧苯酰-L-酒石酸、(IR，2R)-I, 2-環(huán)己烷二甲酸、(IS, 2S)-I, 2-環(huán)己烷二甲酸、(R)-㈠-檸蘋酸、(S) - (+)-檸蘋酸、L-蘋果酸、D-蘋果酸、(R)-(+)-甲基琥珀酸、(S)-(-)-甲基琥珀酸； 所述少為I, I- 二溴甲烷、I, 2 二溴乙烷、I, 3- 二溴丙烷、I, 4- 二溴丁烷、1，5 二 .......溴戊烷、I, 6- 二溴己烷、I, 7- 二溴庚烷、I, 8- 二溴辛烷、I, 9- 二溴壬烷、I, 10- 二溴癸烷、乙二醇縮合后端基的鹵代化合物或其甲基磺酸酯或其對(duì)甲基苯磺酸酯、1，3- 二溴苯、1，4- 二溴苯、α，α-二溴鄰二甲苯、α，α-二溴間二甲苯或α，α-二溴對(duì)二甲苯。
3.權(quán)利要求I所述膦-噁唑啉配體及其離子型金屬配合物以及其對(duì)映體或消旋體的制備方法，其特征在于，X和V為氫時(shí)，式I化合物由如下方法制備得到
4.權(quán)利要求1所述膦-噁唑啉配體及其離子型金屬配合物以及其對(duì)映體或消旋體的制備方法，其特征在于，X和V為氫時(shí)，式1化合物由如下方法制備得到
5.權(quán)利要求I所述膦-噁唑啉配體及其離子型金屬配合物以及其對(duì)映體或消旋體的制備方法，其特征在于，X和X’為氫時(shí)，式II化合物由如下方法制備得到
6.權(quán)利要求I所述膦-噁唑啉配體及其離子型金屬配合物以及其對(duì)映體或消旋體的制備方法，其特征在于，X和X’為氫時(shí)，式II化合物由如下方法制備得到
7.如權(quán)利要求:Te所述膦-噁唑啉配體及其離子型金屬配合物以及其對(duì)映體或消旋體的制備方法，其特征在于，所述氮原子上含有孤對(duì)電子的有機(jī)堿為三甲胺、三乙胺、二異丙基乙胺、四甲基乙二胺、N, N- 二甲基苯胺、N, N- 二乙基苯胺、三丙胺、三丁胺、卩比唆、N, N- 二甲基吡啶、1，4_ 二氮雜二環(huán)[2，2，2]辛烷、二氮雜二環(huán)十二烷、1,4-二甲基哌嗪、I-甲基哌啶、I-甲基吡咯、奎寧、I-甲基嗎啉或I-甲基_2，2，6，6-四甲基哌啶； 所述無機(jī)酸為鹽酸、硫酸或硝酸； 所述無機(jī)堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸銫、碳酸鈉、磷酸鉀或氟化銫；有機(jī)堿為N，N- 二甲基-4-氨基吡啶、三甲胺、三乙胺、二異丙基乙基胺、三丁胺、N, N- 二甲基苯胺或正丁胺； 所述有機(jī)溶劑為乙醚、乙腈、苯、甲苯、二甲苯、二甲基亞砜、四氫呋喃、甲基叔丁基醚、乙二醇甲醚、乙二醇二甲醚、二氯甲烷、氯仿、二硫化碳、四氯化碳、1，4-二氧六環(huán)、N, N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、甲醇、乙醇、異丙醇、正丙醇或叔丁醇； 所述過渡金屬、膦配體組成的配合物催化劑為(CuMe) 2 (dppe)、CuCl (PPh3) 3、FeCl2 (dppe)、FeCl2 (PPh3) 3、FeCl3 (PPh3) 3、FeCl2 (dppp)、FeCl2 (dppb)、Fe (CO) 2 (PPh3) 3、CoCl2 (PPh3) 3、CoCl2 (dppe)、CoCl2 (dppp)、CoCl2 (dppb)、NiCl2 (dppe)、NiCl2 (dppp)、NiCl2 (dppb)、PdCl2 (dppe)、PdCl2 (dppp)、PdCl2 (dppb)、Pd (OAc) 2 (dppe)、Pd (OAc) 2 (dppp)或Pd (OAc)2(dppb)。
8.如權(quán)利要求:Te所述膦-噁唑啉配體及其離子型金屬配合物以及其對(duì)映體或消旋體的制備方法，其特征在于，當(dāng)X和X’為非氫時(shí)，其制備方法為在進(jìn)行后續(xù)步驟之前，先在化合物3或化合物16相對(duì)應(yīng)的X和/或X’位上選擇性引入鹵素，或再通過偶聯(lián)反應(yīng)，引入芳基、燒基、環(huán)燒基、雜環(huán)基、二甲基娃基、二乙基娃基、取代芳基、取代燒基、取代環(huán)燒基或取代雜環(huán)基；然后完成后續(xù)步驟，得到相應(yīng)的膦配體。
9.如權(quán)利要求3所述的膦-噁唑啉配體及其離子型金屬配合物以及其對(duì)映體或消旋體的制備方法，其特征在于，在制備式I化合物的過程中，得到同時(shí)具有中心手性和軸手性的中間體化合物4或其對(duì)映體及其消旋體后，用BBr3斷開該中間體化合物的手性或非手性側(cè)鏈，得到含有兩個(gè)羥基的中間體，然后羥基進(jìn)行普通醚化反應(yīng)，得到式IV化合物中的A、B為烷氧基、芳氧基配體中間體，再按權(quán)利要求3中(3) - (8)所述完成后續(xù)步驟，得到式IV、V化合物中的A、B為烷氧基、芳氧基的配體； 或者將中間體化合物4或其對(duì)映體及其消旋體在渡金屬與有機(jī)膦配體的作用下其OTf基團(tuán)與有機(jī)鋅試劑RZnCl或格氏試劑RMgBr進(jìn)行偶聯(lián)反應(yīng)，得到式IV化合物中的A、B為烷基、芳基的配體中間體；所述過渡金屬、膦配體組成的配合物催化劑如權(quán)利要求7所述；然后再用BBr3斷開該中間體化合物的手性或非手性側(cè)鏈，得到含有兩個(gè)羥基的中間體，其羥基中間體再按權(quán)利要求3中(2)- (8)所述完成后續(xù)步驟，得到式IV、V化合物中的A、B為燒基、芳基的配體。
10.權(quán)利要求I所述膦-噁唑啉配體及其離子型金屬配合物以及其對(duì)映體或消旋體在作為膦配體用于鈀、銠、鎳、銅、銥、釕、鐵、鈷、金或鉬金屬催化的不對(duì)稱烯丙基化、硅氫化烯烴、硼氫化1，3-烯炔、α、β不飽和酮酯的不對(duì)稱加成、席夫堿和烯烴的3+2不對(duì)稱環(huán)加成、不對(duì)稱aza-Baylis-Hillman反應(yīng)、Π引哚二酮和芳基硼酸的不對(duì)稱加成、U引哚的不對(duì)稱烯丙基燒基化反應(yīng)或不對(duì)稱Suzuki反應(yīng)中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了膦-噁唑啉配體及其離子型金屬配合物以及其對(duì)映體或消旋體、制備方法與應(yīng)用，所述配體及其金屬配合物具有如下結(jié)構(gòu)式。本發(fā)明所涉及的膦配體以聯(lián)苯為骨架，經(jīng)過去對(duì)稱反應(yīng)實(shí)現(xiàn)完全的面手性到軸手性傳遞，合成方法簡單、經(jīng)濟(jì)，制備手性配體時(shí)避免了常見的、繁雜的手性拆分過程，所得手性配體在模型反應(yīng)中具有反應(yīng)活性高、對(duì)映選擇性好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07C45/62GK102875601SQ20121038123
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月10日
發(fā)明者邱立勤, 李慶, 萬品 申請(qǐng)人:中山大學(xué)