一種季鏻鹽化合物及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)合成領(lǐng)域，涉及一種以L-酒石酸為原料制備的季鱗鹽化合物及 其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 有機(jī)小分子催化在過去的三十年中得到了非常迅猛的發(fā)展。由于有機(jī)小分子催化 劑通常原料來源豐富且相對廉價易得，合成較為簡單，性質(zhì)較為穩(wěn)定，反應(yīng)條件溫和，易于 操作，而且相對于金屬催化劑，其催化反應(yīng)的最終產(chǎn)物不會引起重金屬污染問題，因此尤其 適用于制藥、精細(xì)化工和農(nóng)藥等領(lǐng)域，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。在有機(jī)小分子催化這一前 沿領(lǐng)域中，手性布朗斯特酸類催化劑(氫鍵供體催化劑）是發(fā)展較快的一類有機(jī)小分子催化 劑，在多種不對稱催化反應(yīng)中得到應(yīng)用。該類催化劑通過和反應(yīng)底物間形成氫鍵來活化底 物的幾基、硝基和亞胺等，從而提尚其反應(yīng)活性并有效地控制反應(yīng)的立體選擇性。
[0003] 基于上述考慮，本發(fā)明以廉價易得的手性分子L-酒石酸為原料，通過多步反 應(yīng)合成得到一種手性季鱗鹽類型的布朗斯特酸催化劑。這種季鱗鹽催化劑一方面可以 N-H作為氫鍵供體，與底物中的氫鍵受體之間形成氫鍵以催化反應(yīng)；另一方面，可利用 a，a，a'，a' -四基團(tuán)提供的空間位阻效應(yīng)和電子效應(yīng)調(diào)控催化活性并控制反應(yīng)的立體 選擇性。這類催化劑具有雙功能的特點(diǎn)，能夠在相應(yīng)的不對稱催化反應(yīng)中實(shí)現(xiàn)更好的立體 控制和獲得更佳的催化活性，從而克服一些小分子催化反應(yīng)中凸顯的催化用量比較大、反 應(yīng)速度慢等缺點(diǎn)。
[0004] 該季鱗鹽催化劑的分子結(jié)構(gòu)及其制備方法，目前尚未見有報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種手性季鱗鹽化合物，其結(jié)構(gòu)式為式I所示：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 結(jié)構(gòu)式為式I所示的季鱗鹽化合物：
其中：R1為甲基、正丁基、烯丙基、芐基、苯基、4-三氟甲基苯基、4-甲氧基苯基或2-萘 基。
2. 權(quán)利要求1所述的季鱗鹽化合物的制備方法，其特征在于包括如下步驟： (1)以L-酒石酸為原料，在二氯亞砜和甲醇存在下，加熱回流反應(yīng)生成L-酒石酸二甲 酯，其中L-酒石酸與二氯亞砜的摩爾比為1:4~1:5 ;
(2 )以L-酒石酸二甲酯為原料，在催化劑催化下，與2, 2-二甲氧基丙烷反應(yīng)，得到縮酮 保護(hù)的酒石酸二甲酯，其中2, 2-二甲氧基丙烷的添加量為L-酒石酸二甲酯摩爾量的4~ 8倍，催化劑的添加量為L-酒石酸二甲酯摩爾量的0. 02~0. 04倍； 所述催化劑為三氟化硼/乙醚、一水對甲苯磺酸、硫酸、鹽酸、高氯酸中一種，
(3) 以縮酮保護(hù)的酒石酸二甲酯為原料，將其與烷基或芳基格氏試劑反應(yīng)，得到二醇產(chǎn) 物，其中鎂與鹵化劑的摩爾比為1. 05:1~1. 2:1，縮酮保護(hù)的酒石酸二甲酯與格氏試劑的 摩爾比為1:5~1:6 ;
，其中X為Cl、fo或I，!?1為甲 基、正丁基、烯丙基、芐基、苯基、4-三氟甲基苯基、4-甲氧基苯基或2-萘基； (4) 二醇產(chǎn)物在酸存在下與疊氮鈉反應(yīng)，得到雙疊氮產(chǎn)物，其中疊氮鈉與二醇產(chǎn)物的摩 爾比為2:1~10:1，酸與二醇產(chǎn)物的摩爾比為2:1~10:1，
，其中R1為甲基、正丁基、烯丙基、芐基、 苯基、4-三氟甲基苯基、4-甲氧基苯基或2-萘基； (5) 將步驟（4)的雙疊氮產(chǎn)物用還原劑還原，獲得二胺產(chǎn)物，其中還原劑添加量為雙疊 氮產(chǎn)物摩爾量的3~5倍，
，其中R1為甲基、正丁基、烯丙基、芐基、 苯基、4-三氟甲基苯基、4-甲氧基苯基或2-萘基； (6) 步驟（5)二胺產(chǎn)物在溶劑中與五氯化磷、三乙胺回流反應(yīng)，得到目標(biāo)產(chǎn)物季鱗鹽 化合物，其中三乙胺與二胺產(chǎn)物的摩爾比為5:1~10:1，五氯化磷與二胺產(chǎn)物的摩爾比為 1:1 ~1:2，
，其中R1為甲基、正丁 基、條丙基、芐基、苯基、4_二氣甲基苯基、4_甲氧基苯基或2_蔡基。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的季鱗鹽化合物的制備方法，其特征在于：烷基或芳基格氏試 劑為甲基碘化鎂、正丁基溴化鎂、烯丙基溴化鎂、芐基氯化鎂、苯基溴化鎂、4-三氟甲基苯基 溴化鎂、4-甲氧基苯基溴化鎂、2-萘基溴化鎂中的一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的季鱗鹽化合物的制備方法，其特征在于：步驟（4)中酸為濃鹽 酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸中的一種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的季鱗鹽化合物的制備方法，其特征在于：步驟（5沖還原劑為 三苯基膦、氫化鋰鋁、鈀碳/氫氣中的一種。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種季鏻鹽化合物及其制備方法，該方法以廉價易得的L-酒石酸為原料，經(jīng)過羧基酯化、羥基保護(hù)、格氏反應(yīng)、疊氮取代、疊氮還原及最后與五氯化磷反應(yīng)等步驟，得到一種季鏻鹽化合物；該季鏻鹽化合物是一種新的布朗斯特酸催化劑（氫鍵供體催化劑），可應(yīng)用于催化不對稱曼尼希反應(yīng)、邁克爾反應(yīng)和亨利反應(yīng)等。
【IPC分類】C07C205-16, B01J31-02, C07F9-6584, C07C201-12, C07B53-00
【公開號】CN104844654
【申請?zhí)枴緾N201510167776
【發(fā)明人】廖霞俐, 高凱, 任玉峰, 楊波, 楊健
【申請人】昆明理工大學(xué)
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月10日