一種手性橋聯(lián)芳氧基烷氧基鈧氯化物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種手性橋聯(lián)芳氧基烷氧基鈧氯化物，其特征在于：通式為：LScCl(THF)，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：其中：L=(S)-2,4-di-tert-butyl-6-((2-(hydroxydiphenylmethyl)pyrrolidin-1-yl)methyl)-phenolate。該化合物合成簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)明確，且收率高。本發(fā)明同時(shí)提供了上述化合物的制備方法及將其作為催化劑催化α，β-不飽和酮的不對(duì)稱(chēng)氫膦化反應(yīng)的應(yīng)用方法，應(yīng)用方法條件溫和，活性高，對(duì)映選擇性好，底物適應(yīng)范圍廣。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種手性橋聯(lián)芳氧基烷氧基鈧氯化物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及不對(duì)稱(chēng)催化領(lǐng)域，具體涉及一種手性橋聯(lián)芳氧基烷氧基鈧氯化物及其制備方法和在不對(duì)稱(chēng)氫膦化反應(yīng)中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)純的膦化合物具有廣泛的用途，發(fā)展合成光學(xué)純膦化合物的有效方法具有重要的意義。形成手性P-C鍵最直接、最有效、最具原子經(jīng)濟(jì)性的方法就是通過(guò)P-H鍵與C=C雙鍵的不對(duì)稱(chēng)加成反應(yīng)。目前，對(duì)此類(lèi)反應(yīng)有催化效果的催化劑有很多種，主要包括有機(jī)小分子催化體系和金屬配合物催化體系兩種。
[0003]關(guān)于有機(jī)小分子體系的報(bào)道:[0004](1) 2007年，Terada等人首次利用聯(lián)萘酚衍生的一種軸手性胍化合物催化亞磷酸二苯酯與硝基烯的1，4_加成，在lmol%催化劑的用量下，以叔丁基甲基醚為溶劑，-400C反應(yīng)0.5-6h，成功實(shí)現(xiàn)了脂肪族與芳香族硝基烯烴的不對(duì)稱(chēng)氫膦化加成反應(yīng)。(參見(jiàn):Terada, M.; Ikehara, T.; Ube, H.J.Am.Chem.Soc.2007, 129, 14112.)。
[0005](2) 2007年，Melchiorre等人設(shè)計(jì)合成了一種手性四級(jí)胺，發(fā)現(xiàn)它們可以作為催化劑催化二級(jí)膦與硝基烯烴的不對(duì)稱(chēng)氫膦化反應(yīng)。(參見(jiàn):Bartoli，G.;Bosco,Μ.; Car lone, A.; Locatel I i, M.; Mazzanti, A.; Sambriand, L.; Melchiorre, P.Chem.Commun., 2007, 722.)。
[0006](3) 2007年，Tan課題組報(bào)道了手性雙環(huán)胍衍生物可以催化二芳基氧化膦與硝基烯的不對(duì)稱(chēng)phospha-Michael addition,提供了一種直接合成手性β _氨基氧化膦和β -氨基膦的方法，最高收率達(dá)到99%，e.e.值最高96%。(參見(jiàn):Fu，X.;Jiang, Z.Y.; Tan, C.H.Chem.Commun.2007, 5058.)。
[0007](4) 2007年，Wang課題組發(fā)現(xiàn)奎寧是催化亞磷酸二苯酯與硝基烯烴的不對(duì)稱(chēng)氫膦化加成反應(yīng)的有效催化劑，以60-85%的收率和45-88%e.e.值得到相應(yīng)的產(chǎn)物。該反應(yīng)條件比較苛刻，反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)。(參見(jiàn):Wang，J.; Heikkinen, L.D.; Li, H.; Zu, L.; Jiang, ff.;Xie, H.X.;ffang, ff.Adv.Synth.Catal.2007，349，1052.)。
[0008](5) 2011年，Herrer等人發(fā)現(xiàn)手性有機(jī)堿-硫脲作為催化劑能較好地催化亞磷酸二苯酯與硝基烯的氫膦化反應(yīng)，在二氯甲烷溶液中，-10°C反應(yīng)3天以高收率，中等e.e.值得至丨J產(chǎn)物。(參見(jiàn):Alcaine, A.; Marqu' es~L' opez, E.; Merino, P.; Te jeroa, T.; Herrer,R.P.0rg.Biomol.Chem., 2011, 9, 2777.)。
[0009](6) Melchiorre等人發(fā)現(xiàn)二芳基脯氨醇可以催化二芳基膦與肉桂醛及其衍生物的不對(duì)稱(chēng)氫膦化反應(yīng)，并原位將產(chǎn)物還原為膦-硼烷-醇化合物，產(chǎn)率為60-90%，e.e.值為 74-94%。(參見(jiàn):Carlone, A.; Bartoli, M.; Bosco, L.; Sambri ;Melchiorre, P.Angew.Chem., Int.Ed., 2007, 46, 4504.)。
[0010](7)Cordova等人發(fā)現(xiàn)以L-脯氨酸及其衍生物為催化劑可以催化不飽和醛和膦的不對(duì)稱(chēng)氫膦化反應(yīng)，并原位將產(chǎn)物還原為Y-羥基膦或是原位氧化為β_甲酰基氧化膦。原位法還原的產(chǎn)物相應(yīng)的 e.e.值為 90-99%ο (參見(jiàn):Ibrahem, 1.; Rios, R.; Vesely, J.; Hammar, P.; Eriksson, L.; Himo, F.; Co1 rdova, A.Angew.Chem., Int.Ed., 2007, 46, 4507.)。
[0011](8) Lattanzi等人發(fā)現(xiàn)2-羥基奎寧可以催化二苯基氧化膦對(duì)反式查爾酮的氫膦化加成反應(yīng)，_22°C反應(yīng)75-160個(gè)小時(shí)，得到各種查爾酮衍生物的氫膦化產(chǎn)物，e.e.值最高達(dá)至Ij 89%ο (參見(jiàn):Russo, A.; Lattanzi, A.Eur.J.0rg.Chem.2010, 6736.)。
[0012]關(guān)于金屬配合物催化體系的報(bào)道:
[0013](I) 2004年，Togni等人發(fā)現(xiàn)一種手性鎳的雙陽(yáng)離子型配合物可以催化二叔丁基膦與2-甲基丙烯腈的不對(duì)稱(chēng)加成，并且成功分離得到中間體。(參見(jiàn):Sadow，A.D.;Haller, 1.;Fadini, L.; Togni, A.J.Am.Chem.Soc.2004, 126, 14704.)。
[0014](2) 2009年，蘭州大學(xué)的王銳等發(fā)現(xiàn)以AOmolffit2Zn和20mol%Trost配體為催化體系，可以實(shí)現(xiàn)亞磷酸二乙酯與α，β-不飽和酮的不對(duì)稱(chēng)1.4-加成反應(yīng)，以99%的收率和99%的e.e.值得到相應(yīng)的Y _氧代磷酸酯。(參見(jiàn):Zhao, D.; Yuan, Y.; Chan, Albert, S.C.;ffang, R.Chem.Eur.J.2009, 15, 2738.);
[0015](3)蘭州大學(xué)的王銳等還發(fā)現(xiàn)以AOmol^iEt2Zn和20mol%Trost配體組成的催化體系可以催化亞磷酸二乙酯與α，不飽和吡咯烷酮和亞胺的不對(duì)稱(chēng)1.4-加成反應(yīng)，以91-99%的收率 和98-99%的e.e值得到最終產(chǎn)物。(參見(jiàn):Zhao，D.;ffang, Y.;Mao, L-J.;ffang, R.Chem.Eur.J.2009, 15, 10983.)。
[0016](4) 2010年，王銳等以二噻吩脯氨醇衍生的Trost配體與Et2Zn為催化體系，實(shí)現(xiàn)了二苯基氧化膦與α，不飽和酮和N-亞硫?；膩啺窔潇⒒磻?yīng)。(參見(jiàn):Zhao，D.P.;Mao, L.J; Yang, D.X.; Wang, R.J.0rg.Chem.2010,75,6756.)。
[0017](5) 2013年，Ishiharatt5]課題組報(bào)導(dǎo)了聯(lián)萘酚:二叔丁基鎂:水=3:2:2原位催化二芳基氧化膦與α，β-不飽和酯的1，4_加成反應(yīng)，在四氫呋喃溶劑中，-40°C反應(yīng)，以中等以上的收率和較高的e.e.值得到相應(yīng)的氫膦化產(chǎn)物。(參見(jiàn):Hatano, M.;Horibe, T.; Ishihara, K.Angew.Chem.1nt.Ed.2013, 52, 4549.)。
[0018]到目前為止，尚未見(jiàn)到以手性橋聯(lián)芳氧基烷氧基稀土金屬化合物為催化劑催化α，不飽和酮的不對(duì)稱(chēng)氫膦化反應(yīng)，制備手性α-羥基膦酸酯的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]本發(fā)明目的是:提供一種手性橋聯(lián)芳氧基烷氧基鈧氯化物，這種手性橋聯(lián)芳氧基烷氧基鈧氯化物可以作為催化劑催化α，β_不飽和酮與亞膦酸酯的不對(duì)稱(chēng)氫膦化反應(yīng)，制備手性α -羥基膦酸酯，其催化活性高，對(duì)映選擇性好，底物適應(yīng)范圍廣，能夠很好地克服現(xiàn)有技術(shù)在這方面的不足。
[0020]本發(fā)明用以實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的技術(shù)方案是:
[0021]一種手性橋聯(lián)芳氧基烷氧基鈧氯化物，其特征在于:通式為:LScCl (THF)，其化學(xué)
結(jié)構(gòu)式如下:
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種手性橋聯(lián)芳氧基烷氧基鈧氯化物，其特征在于:通式為=LScCl (THF)，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:
2.—種權(quán)利要求1所述手性橋聯(lián)芳氧基烷氧基鈧氯化物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
(1)合成手性配體前體LH2,所述 LH2= (S) -2,4-d1-tert-buty 1-6- ((2- (hydroxydiphenylmethyI)pyrrolidin-1-yI)methyl)-phenol ； (2)合成手性橋聯(lián)芳氧基烷氧基鈧氯化物 在一除水除氧、氬氣保護(hù)的反應(yīng)瓶中加入配體前體LH2，用醚類(lèi)溶劑溶解，置于-10~-15°C的冰鹽浴中，8~15min后，用注射器緩慢滴加兩當(dāng)量的正丁基鋰；滴加完后，升至室溫反應(yīng)半小時(shí)，將反應(yīng)液按照LH2: ScCl3=1: 0.95~1.05的摩爾比加入到ScCl3的醚類(lèi)懸濁液中，溶液逐漸變澄清，最終得到淡黃色澄清液；除去溶劑，加入烴類(lèi)溶劑萃取，加熱，離心除去LiCl，取上層亮黃色清液，濃縮，室溫靜置直至析出無(wú)色晶體，即為手性橋聯(lián)芳氧基烷氧基鈧氯化物L(fēng)ScCl (THF);其反應(yīng)方程式如下:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手性橋聯(lián)芳氧基烷氧基鈧氯化物的制備方法，其特征在于:所述步驟(2)中的醚類(lèi)溶劑為四氫呋喃、乙醚和乙二醇二甲醚中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的手性橋聯(lián)芳氧基烷氧基鈧氯化物的制備方法，其特征在于:所述步驟(2 )中的烴類(lèi)溶劑為甲苯、苯和己烷中的一種。
5.如權(quán)利要求1所述的手性橋聯(lián)芳氧基烷氧基鈧氯化物作為催化劑催化α，β-不飽和酮的不對(duì)稱(chēng)氫膦化反應(yīng)的應(yīng)用。
6.如權(quán)利要求5所述的手性橋聯(lián)芳氧基烷氧基鈧氯化物作為催化劑催化α，β-不飽和酮的不對(duì)稱(chēng)氫膦化反應(yīng)的應(yīng)用，其特征在于，該應(yīng)用的方法包括以下步驟: (I)在無(wú)水無(wú)氧、惰性氣體保護(hù)下，將α，不飽和酮加入反應(yīng)瓶中，加入溶劑和作為催化劑的手性橋聯(lián)芳氧基烷氧基鈧氯化物，置于設(shè)定反應(yīng)溫度為20~一 60°C的恒溫浴中攪拌，最后加入α，β -不飽和酮摩爾量I~1.5倍量的亞磷酸酯進(jìn)行反應(yīng),反應(yīng)4~72小時(shí)；所述溶劑為烷烴類(lèi)溶劑、醚類(lèi)溶劑或胺類(lèi)溶劑，并且α，β-不飽和酮與催化劑的摩爾比為5~20:1 ; (2)步驟(1)中的反應(yīng)結(jié)束后，用水淬滅反應(yīng)，然后用乙酸乙酯萃取，再經(jīng)柱層析分離，最后用乙酸乙酯:石油醚=1:1的洗脫劑淋洗，得到手性產(chǎn)物。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的手性橋聯(lián)芳氧基烷氧基鈧氯化物作為催化劑催化α，β-不飽和酮的不對(duì)稱(chēng)氫膦化反應(yīng)的應(yīng)用，其特征在于，步驟(1)中，反應(yīng)溫度為O~一 40°C。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的手性橋聯(lián)芳氧基烷氧基鈧氯化物作為催化劑催化α，β-不飽和酮的不對(duì)稱(chēng)氫膦化反應(yīng)的應(yīng)用，其特征在于，步驟(1)中，烷烴類(lèi)溶劑選自己烷、甲苯、苯、二甲苯、二氯甲烷和二氯乙烷之一；醚類(lèi)溶劑選自四氫呋喃、乙醚、乙二醇二甲醚和二氧六環(huán)之一；胺類(lèi)溶劑選自三乙胺、四甲基乙二胺、1，4_ 二甲基哌嗪、N，N，N’，N’’，N’’-五甲基二乙烯基三胺和1，8- 二 氮雜二環(huán)十一碳-7-烯之一。
【文檔編號(hào)】C07F9/40GK103951686SQ201410129795
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月2日
【發(fā)明者】姚英明, 檀玉芳 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)張家港工業(yè)技術(shù)研究院