專利名稱：含聯(lián)萘軸手性螺環(huán)季膦鹽相轉(zhuǎn)移催化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一類新型手性螺環(huán)季膦鹽相轉(zhuǎn)移催化劑，具體地講是公開了一類含聯(lián)萘軸手 性螺環(huán)季膦鹽相轉(zhuǎn)移催化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
手性季膦鹽類化合物是一類重要的有機(jī)小分子相轉(zhuǎn)移催化劑，在催化不對稱反應(yīng)中表現(xiàn) 出一定手性誘導(dǎo)能力(K. Manabe, 7^ra/^Ao", 1998, 5《14465-14476; M. Terada, M. Kouchi， 7^ra/7^/ro" 2006, 62,401409)。最近， 一些新的手性季膦鹽類催化劑被設(shè)計、合成出來，如 日本Ooi等人利用手性二胺設(shè)計合成出手性四氨基季磷鹽相轉(zhuǎn)移催化劑(T. Ooi, et al., 乂 OffiM SOC. 2007， 7", 12392-12393; / XM OffiM SOC 2008， "0, 14088—14089; C/ze肌/W. ￡d 2009, 4S, 733 —737;C/ze肌/對.￡d 2009， M, 733 —737; /爿M C/ffiM SOC 2009， 3836-3837)， Maruoka等則利用聯(lián)萘合成出聯(lián)萘軸手性季膦鹽(Keiji Maruoka, et al., C/ze附./敗五d 2008， 47， 9466-9468)，這些手性季膦鹽類相轉(zhuǎn)移催化劑，在許多不對稱 反應(yīng)中具有很好的催化活性和對映選擇性。
在催化不對稱合成方法學(xué)研究中，手性催化劑的設(shè)計合成是最為關(guān)鍵的問題，也是國際 上最為活躍的研究領(lǐng)域之一。因為在催化不對稱合成中，只需極少量的催化劑就可以控制產(chǎn) 生大量所需構(gòu)型的手性產(chǎn)物分子。近年來這一領(lǐng)域取得了很大的進(jìn)展，各類的手性配體及催
化劑已達(dá)數(shù)千個，但還存在許多問題。如手性催化劑大部分只對特定的反應(yīng)、甚至特定的 底物有效，沒有廣泛適用的萬能手性催化劑，而且多數(shù)手性催化劑轉(zhuǎn)化數(shù)較低，穩(wěn)定性不高， 難以回收和重復(fù)使用等等。因此，如何設(shè)計、合成、篩選新型高效手性催化劑，解決手性催 化劑的選擇性和穩(wěn)定性，發(fā)展系列重要的不對稱反應(yīng)是不對稱催化研究領(lǐng)域面臨的新挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在開發(fā)一種新型軸手性螺環(huán)季膦鹽相轉(zhuǎn)移催化劑，本發(fā)明的另一個目的 是提供上述新型的軸手性螺環(huán)季膦鹽相轉(zhuǎn)移催化劑的制備方法。
本發(fā)明的含聯(lián)萘軸手性螺環(huán)季膦鹽相轉(zhuǎn)移催化劑，其特征在于它是具有以下化學(xué)結(jié)構(gòu)通 式的化合物
式中R為H、苯基、3, 5-二甲基苯基、3, 5-雙(三氟甲基)苯基、3， 5-雙-(3, 5-雙 (三氟甲基)苯基)苯基、4-聯(lián)苯基、3， 4， 5—三氟苯基，3， 5—雙(3， 4, 5—三氟苯基) 苯基，2-萘基或1-萘基；X為氟，氯或溴。
聯(lián)萘結(jié)構(gòu)為(R)或(S)構(gòu)型的軸手性功能基。本發(fā)明的含聯(lián)萘軸手性螺環(huán)季膦鹽相轉(zhuǎn)移催化劑的制備方法，其特征如下:
將3, 3，-雙取代基-2, 2，-雙鹵代甲基-1， l，-聯(lián)萘與1, 1，-聯(lián)萘-2， 2，-雙亞甲基膦烷按摩爾配 比為l: 1，于0-12()Gc，在有機(jī)溶劑中，完全反應(yīng)后，經(jīng)洗滌、萃取、分離，得到目標(biāo)手性 螺環(huán)季膦鹽相轉(zhuǎn)移催化劑。
所述的溶劑為二氯甲垸、三氯甲烷、四氯甲烷、乙醚、四氫呋喃、苯、甲苯、二甲苯、 乙腈或乙酸乙酯。
本發(fā)明所述的手性螺環(huán)季膦鹽相轉(zhuǎn)移催化劑，可用于催化氧化吲哚對a， 3-不飽和羰 基化合物的共軛加成反應(yīng)，高收率70-99%、高對映選擇性ee值達(dá)50-98%制得加成產(chǎn)物。
具體實施例方式
通過下述實例有助于進(jìn)一步理解本發(fā)明，但并不限制本發(fā)明。
實例l:催化劑的制備(R，R)-雙(1，1，-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基)季膦溴鹽
在氬氣保護(hù)下，將(R) -1，1，-聯(lián)萘-2,2，-二甲基溴44011^ (l.Ommol), (R) -1, l，-聯(lián)萘 -2, 2，-雙亞甲基膦烷312 mg ( 1.0 mmol)，加入100 mL Schlenk反應(yīng)瓶中，并加入脫氣10mL 甲苯，加熱IIO 'C回流24小時，薄層色譜檢測反應(yīng)完全。將反應(yīng)液倒入盛有40 mL水的燒 杯中，攪拌10分鐘。轉(zhuǎn)移到分液漏斗中，用120mL甲苯分三次萃取。合并有機(jī)相，無水硫 酸鎂干燥。過濾，蒸去溶劑，快速硅膠柱分離(二氯甲垸/甲醇=50/1為淋洗液)，得到目標(biāo)的 (R,R)-雙(1,1，-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基)季膦溴鹽催化劑，503 mg，收率75.0%。 iH蘭R(500 MHz, CD3OD), S ppm: 3.32 (dd, /= 8.5 Hz， /= 15.5 Hz, 4H, 2xCH2), 3.57(dd， /= 8.5 Hz, / = 15.5 Hz， 4H, 2xCH2)， 7.10 ((!， /= 6.5 Hz, 4H， Ar-H)， 7.25 ((!， /= 7.5 Hz, 4H, Ar-H), 7.49 (d， / = 7.5 Hz, 4H, Ar-H), 7.92 ((!， /= 8.5 Hz, 4H, Ar-H), 7.98 (d， J= 8.5 Hz, 4H， Ar-H), 8.21 (d, 7= 8.5 Hz, 4H,Ar-H)。該催化劑用于催化氧化B引哚對a , 0二不飽和羰基化合物的共軛加成反應(yīng)，制得加成產(chǎn)物， 收率86%、對映選擇性ee值達(dá)53呢。
實例2:催化劑的制備(S,S)-雙(1，1，-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基)季膦溴鹽
與實例l類似的方法，用(S) -1，1，-聯(lián)萘-2,2，-二甲基溴和(S) -1， 1，-聯(lián)萘-2, 2，-雙亞甲 基膦烷為原料，以四氫呋喃為溶劑，反應(yīng)溫度為80 。C，合成(S, S)-雙(1，1，-聯(lián)萘-2,2，-亞 甲基)季膦溴鹽，收率80.2%。 'HNMR(500 MHz, CDC13), 5 ppm: 3.35 (dd乂- 8.5 Hz,J二 15.5 Hz， 4H， 2xCH2)， 3.58(dd， J= 8.5 Hz, /= 15.5 Hz， 4H， 2xCH2)， 7.11 (d, /= 6.5 Hz， 4H， Ar-H), 7.27 (d, /= 7.5 Hz， 4H， Ar-H)， 7.50 (d, /= 7.5 Hz, 4H， Ar-H)， 7.94 (d, /= 8.5 Hz, 4H, Ar-H)， 7.99 (d， J= 8.5 Hz, 4H， Ar-H)， 8.23 (d， /= 8.5 Hz， 4H, Ar-H)。
該催化劑用于催化氧化吲哚對a ， e-不飽和羰基化合物的共軛加成反應(yīng)，制得加成產(chǎn)物，
收率91°/。、對映選擇性ee值達(dá)50%。
實例3:催化劑的制備(R,R)國(3,3，-二苯基-1,1，-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基)-(1,1'-聯(lián)萘-2,2'-
亞甲基)季膦溴鹽
與實例1類似的方法，用(R)-雙(3,3，-二苯基-1,1，-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基溴)和(R) -1, l，-聯(lián)萘-2,2，-雙亞甲基膦垸為起始原料，在乙腈中80 。C回流，制得(R，R) - (3,3，-二苯基-l,^-聯(lián)萘-2，2，-亞甲基) -(1,1'-聯(lián)萘-2，2，-亞甲基)季膦溴鹽，收率55%。
該催化劑用于催化氧化吲哚對a ， P-不飽和幾基化合物的共軛加成反應(yīng)，制得加成產(chǎn)物， 收率88%、對映選擇性ee值達(dá)75%。
實例3:催化劑的制備(R,R) - (3,3，-二 (4一聯(lián)苯基)-1,1，-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基)-(l,l，-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基)季膦溴鹽
與實例l類似的方法，用(R)-雙(3,3，-二 (4一聯(lián)苯基)-1,1，-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基溴)和 (R) -1, r-聯(lián)萘-2,2，-雙亞甲基膦垸為起始原料，在乙腈中80 。C回流，制得(R，R) - (3,3'-二苯基-l，l，-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基)-(1，1，-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基)季膦溴鹽，收率90%。該催化劑用于催化氧化吲哚對ci ， e-不飽和羰基化合物的共軛加成反應(yīng),制得加成產(chǎn)物，
收率82%、對映選擇性ee值達(dá)90%。
實例5:催化劑的制備(R, S) - (3, 3'-二(l-萘基)-l，l'-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基)-(l,l，-聯(lián)萘 -2,2'-亞甲基)季膦溴鹽
與實例1類似的方法，用(R)-雙(3,3，-二苯基-1,1，-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基溴)和(S) -1, l'-聯(lián)萘-2, 2，-雙亞甲基膦垸為起始原料，與在乙醚中0 。C反應(yīng)，制得R, S)-(3, 3'-二(1-萘基)-1,1'-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基)-(1,1，-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基)季膦溴鹽，收率58%。
該催化劑用于催化氧化吲哚對ci ， e「不飽和羰基化合物的共軛加成反應(yīng)，制得加成產(chǎn)物，
收率88%、對映選擇性ee值達(dá)61%。
實例6:催化劑的制備(R，R) - (3,3'-二(2-萘基)-1，1，-聯(lián)萘-2，2，-亞甲基)-(l,l，-聯(lián)萘 -2,2，-亞甲基)季膦溴鹽<formula>formula see original document page 6</formula>與實例1類似的方法，用(R)-雙(3,3，-二苯基-1，1，-聯(lián)萘-2，2'-亞甲基溴)和(R) -1, l，-聯(lián)萘-2， 2'-雙亞甲基膦垸為起始原料，在四氯化碳中70 'C回流，制得(R, R) - (3, 3，-二(2-萘基)-U，-聯(lián)萘-2，2，-亞甲基)-(U，-聯(lián)萘-2，2'-亞甲基)季膦溴鹽，收率78%。
該催化劑用于催化氧化吲哚對ci ， e-不飽和羰基化合物的共軛加成反應(yīng)，制得加成產(chǎn)物， 收率78%、對映選擇性ee值達(dá)81%。實例7:催化劑的制備(R, R) -[3, 3，-二(3， 5-雙三氟甲基苯基)-1,1'-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基: (1，1，_聯(lián)萘-2,2'-亞甲基)季膦氯鹽
與實例l類似的方法，在三氯甲垸中65 。C反應(yīng)，所用原料為(R)-雙[3， 3，-二(3, 5-雙三 氟甲基苯基)-l,l，-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基氯]和(R) -1, 1，-聯(lián)萘-2,2，-雙亞甲基膦垸，制得(R,R) -[3, 3，-二(3,5-雙三氟甲基苯萄-1，1'-聯(lián)萘-2,2'-亞甲基]-(1,1，-聯(lián)萘-2，2'-亞甲基)季膦氯鹽，收率 58.0o/0。
該催化劑用于催化氧化吲哚對a ， e-不飽和羰基化合物的共軛加成反應(yīng)，制得加成產(chǎn)物， 收率92%、對映選擇性ee值達(dá)95%。
實例8:催化劑的制備(R, R) -[3, 3，-二(3,4, 5-三氟苯基)-1,1，-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基]-(l,l'-聯(lián)萘-2，2'-亞甲基)季膦氟鹽與實例l類似的方法，以二甲苯為溶劑，在120。C反應(yīng)，所用原料為(R) -[3,3，-二(3，4， 5-三氟苯萄-l，l，-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基氯]和(R) -1, 1，-聯(lián)萘-2， 2，-雙亞甲基膦垸，所得產(chǎn)物經(jīng)堿 性離子交換樹脂交換后，在與氫氟酸水溶液反應(yīng)，所得固體過濾制得(R，R) -[3，3'-二(3,4,5-三氟苯基)-1,1，-聯(lián)萘-2，2，-亞甲基]-(1,1，-聯(lián)萘-2,2'-亞甲基)季膦氟鹽，收率44.2%。
該催化劑用于催化氧化n引哚對a ， e-不飽和羰基化合物的共軛加成反應(yīng)，制得加成產(chǎn)物， 收率70%、對映選擇性ee值達(dá)52%。
實例9:催化劑的制備(R， R)-{3, 3，-[3， 5-雙-(-3, 5-雙三氟甲基苯基)苯基]-1,1，-聯(lián)萘-2，2，-雙亞甲基}- (1,1，-聯(lián)萘-2，2'-亞甲基)季膦氯鹽
與實例l類似的方法，以二氯甲烷為溶劑，在40'C反應(yīng)，所用原料為(R) -{3,3'-[3, 5-雙-(-3, 5-雙三氟甲基苯基)苯基]-1,1，-聯(lián)萘-2,2，-雙亞甲基溴和(R) -1, 1，-聯(lián)萘-2，2，-雙亞甲基 膦烷，制得(R,RM3,3，-[3,5-雙-(-3， 5-雙三氟甲基苯基)苯基]-1,1，-聯(lián)萘-2,2，-雙亞甲基}-(l,l'-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基)季膦氯鹽，收率60.5%。
該催化劑用于催化氧化吲哚對a ， 6-不飽和羰基化合物的共軛加成反應(yīng)，制得加成產(chǎn)物， 收率92%、對映選擇性ee值達(dá)98。/0。
實例10:催化劑的制備(R, R) -[3， 3，-雙(3,5-雙(3， 4， 5-三氟苯基)苯基)-1，1，-聯(lián)萘-2,2'-亞甲基]-(1,1，-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基)季膦氟鹽
與實例l類似的方法，以二甲苯為溶劑，在12(TC反應(yīng)，所用原料為(R) -[3,3'-雙(3,5-雙G,4,5-三氟苯基)苯基)-1,1，-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基氯]和(R) -1, r-聯(lián)萘-2,2，-雙亞甲基膦烷， 制得(R,R) -[3,3，-雙(3,5-雙(3,4， 5-三氟苯基)苯基)-1，1，-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基]-(l,l，-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基) 季膦氯鹽，收率48%。
該催化劑用于催化氧化吲哚對a ， e-不飽和羰基化合物的共軛加成反應(yīng)，制得加成產(chǎn)物， 收率92%、對映選擇性ee值達(dá)97%。<formula>formula see original document page 9</formula>
實例ll:催化劑的制備(R, R) ■ (3, 3，陽雙(3， 5 — 二甲基)苯基-l，l，-聯(lián)萘-2，2'-亞甲 基)-(1，1，-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基)季膦溴鹽.<formula>formula see original document page 9</formula>與實例l類似的方法，用(R)-雙(3，3，-雙(3， 5 — 二甲基)苯基-1,1，-聯(lián)萘-2, 2，-亞甲 基溴)和(R) -1, 1，-聯(lián)萘-2,2'-雙亞甲基膦垸為起始原料，在甲苯中110 。C回流，制得(R,R) -(3,3，-雙(3， 5 —二甲基)苯基-l,l，-聯(lián)桊-2,2，-亞甲基)-(1，1，-聯(lián)萘-2,2，-亞甲基)季膦溴鹽， 收率72%。
該催化劑用于催化氧化吲哚對a ， P-不飽和羰基化合物的共軛加成反應(yīng)，制得加成產(chǎn)物, 收率81%、對映選擇性ee值達(dá)89%。
本發(fā)明并不局限于實施例中所描述的技術(shù)，它的描述是說明性的，并非限制性的，本發(fā) 明的權(quán)限由權(quán)利要求所限定，基于本技術(shù)領(lǐng)域人員依據(jù)本發(fā)明所能夠變化、重組等方法得到 的與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)，都在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種含聯(lián)萘軸手性螺環(huán)季膦鹽相轉(zhuǎn)移催化劑，其特征在于它是具有以下化學(xué)結(jié)構(gòu)通式的化合物式中R為H、苯基、3，5-二甲基苯基、3，5-雙(三氟甲基)苯基、3，5-雙-(3，5-雙(三氟甲基)苯基)苯基、4-聯(lián)苯基、3，4，5-三氟苯基，3，5-雙(3，4，5-三氟苯基)苯基或2-萘基或1-萘基；X為氟，氯或溴。
2. 如權(quán)利要求l所述的含聯(lián)萘軸手性螺環(huán)季膦鹽相轉(zhuǎn)移催化劑，其特征是所述的聯(lián)萘 結(jié)構(gòu)為(R)或(S)構(gòu)型的軸手性功能基。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的含聯(lián)萘軸手性螺環(huán)季膦鹽相轉(zhuǎn)移催化劑的制備方法，其特 征是方法如下將3, 3'-雙取代基-2， 2'-雙鹵代甲基-l， l'-聯(lián)萘與1, 1，-聯(lián)萘-2， 2，-雙亞甲基膦烷按摩爾配 比為l: 1，于0-12(^C，在有機(jī)溶劑中，完全反應(yīng)后，經(jīng)洗滌、萃取、分離，得到目標(biāo)手性 螺環(huán)季膦鹽相轉(zhuǎn)移催化劑。
4.如權(quán)利要求3所述的含聯(lián)萘軸手性螺環(huán)季膦鹽相轉(zhuǎn)移催化劑的制備方法，其特征是 所述的溶劑為二氯甲烷、三氯甲垸、四氯甲垸、乙醚、四氫呋喃、苯、甲苯、二甲苯、乙腈 或乙酸乙酯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一類含聯(lián)萘軸手性螺環(huán)季膦鹽相轉(zhuǎn)移催化劑及其制備方法。本發(fā)明的手性螺環(huán)季膦鹽相轉(zhuǎn)移催化劑的制備方法是將3，3′-雙取代基-2，2′-雙鹵代甲基-1，1′-聯(lián)萘與1，1′-聯(lián)萘-2，2′-雙亞甲基膦烷按摩爾配比為1∶1，于0-120℃，在有機(jī)溶劑中，完全反應(yīng)后，經(jīng)洗滌、萃取、分離，得到目標(biāo)手性螺環(huán)季膦鹽相轉(zhuǎn)移催化劑。本發(fā)明所述的手性螺環(huán)季膦鹽相轉(zhuǎn)移催化劑，可用于催化氧化吲哚對α，β-不飽和羰基化合物的共軛加成反應(yīng)，高收率70-99％、高對映選擇性ee值達(dá)50-98％制得加成產(chǎn)物。
文檔編號C07D209/00GK101537373SQ200910068429
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者崔漢峰, 騰 王, 竺傳樂, 晶 聶, 馬軍安 申請人:天津大學(xué)