專利名稱：具有噠嗪或酞嗪母體骨架的含兩個(gè)噁唑啉的手性雙核配體及其合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種化工技術(shù)領(lǐng)域的配體及其合成方法，具體是一種具有噠嗪或酞嗪母體骨架的含兩個(gè)噁唑啉的手性雙核配體及其合成方法。
背景技術(shù)：
不對(duì)稱催化合成的關(guān)鍵是如何設(shè)計(jì)和合成高選擇性和高催化活性的手性催化齊U，其中手性配體是手性催化劑產(chǎn)生手性誘導(dǎo)和控制的源泉，金屬離子起到了催化反應(yīng)活性中心的作用。手性噁唑啉配體，由于其合成方便，手性源料易得，配位能力較強(qiáng)，手性環(huán)境明顯，被廣泛應(yīng)用于金屬催化的各類反應(yīng)中，如環(huán)丙烷化反應(yīng)、Micheal加成反應(yīng)、 Diels-Alder反應(yīng)等等。經(jīng)過近二十年的發(fā)展，已有大量的手性噁唑啉配體涌現(xiàn)出來。另外， 手性雙金屬催化劑也慢慢得到了化學(xué)家的重視，其中以日本化學(xué)家Siibasaki和美國(guó)化學(xué)家Trost和Jacobsen的手性雙金屬催化劑最為有名，研究較為系統(tǒng)，效果也最好，他們的手性雙金屬催化劑主要作為手性路易酸催化劑，應(yīng)用于不對(duì)稱催化羰基或亞胺化合物的反應(yīng)以及環(huán)氧丙烷的開環(huán)反應(yīng)等等。經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索，Shibasaki等人在《Accounts of Chemical Research》 (化學(xué)研究報(bào)導(dǎo))Vol. 42，Νο·8，ρρ· 1117-1127 上發(fā)表的“Recent Progress in Asymmetric BifunctionalCatalysis Using Multimetallic Systems”(利用多金屬體系進(jìn)行不對(duì)稱雙官能催化的最新進(jìn)展)，該文中提到的手性雙金屬催化劑主要以BINOL及其類似物為手性配體，Trost等人的手性雙金屬催化劑主要以半冠醚氨基醇類化合物為手性配體，Jacobsen 等人的手性雙金屬催化劑主要以席夫堿類化合物為手性配體，他們的手性雙金屬催化劑中的兩個(gè)金屬之間以氧相連接，通過氧上的兩對(duì)孤對(duì)電子來實(shí)現(xiàn)將兩個(gè)金屬配位于同一配體之上，這樣兩個(gè)金屬靠得較近，可以產(chǎn)物協(xié)同的催化作用，達(dá)到雙金屬催化的目的。其不足在于氧的配位能力有限，且原子半徑較小，這樣既要求所選擇的金屬要具有較高的路易斯酸性，也要求催化劑中兩金屬之間距離必需很近，從而限制了催化劑所能應(yīng)用的手性催化反應(yīng)的類型。因此現(xiàn)有技術(shù)還有進(jìn)一步改善的必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提供一種具有噠嗪或酞嗪母體骨架的含噁唑啉的手性雙核配體及其合成方法，以氮氮雙鍵為連接官能團(tuán)連接雙金屬設(shè)計(jì)出一系列新型的手性雙核配體，可用于篩選更多的過渡金屬，應(yīng)用于更多的不對(duì)稱催化反應(yīng)，本發(fā)明用途廣泛，它可作為配體與一當(dāng)量或兩當(dāng)量金屬配位后催化各類反應(yīng)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明涉及一種具有噠嗪或酞嗪母體骨架的含兩個(gè)噁唑啉的手性雙核配體，即雙核配體I，其結(jié)構(gòu)如下式I所示
權(quán)利要求
1.一種具有噠嗪或酞嗪母體骨架的含兩個(gè)噁唑啉的手性雙核配體，即雙核配體I，其特征在于，其結(jié)構(gòu)如下式I所示
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有噠嗪或酞嗪母體骨架的含兩個(gè)噁唑啉的手性雙核配體， 其特征是，所述的基團(tuán)R1、R2> R3> R4分別取自氫、甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、叔丁基、芐基、苯基、1-萘基或2-萘基中的任意一種，基團(tuán)R5為甲基。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有噠嗪或酞嗪母體骨架的含兩個(gè)噁唑啉的手性雙核配體， 其特征是，所述的噁唑啉環(huán)官能團(tuán)具有(S)或(R)構(gòu)型的手性中心碳。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的手性雙核配體的合成方法，其特征在于，包括如下步驟 第一步在有機(jī)溶劑中，在有機(jī)堿或無機(jī)堿的存在下，使異丁酰氯II與取代氨基醇a反應(yīng)得化合物IV，反應(yīng)溫度為0 85°C，反應(yīng)時(shí)間為1 100小時(shí)；第二步在有機(jī)溶劑中，在有機(jī)堿或無機(jī)堿的存在下，在4-二甲氨基吡啶的催化下，使化合物IV經(jīng)羥基活化劑活化環(huán)化反應(yīng)得到化合物V，反應(yīng)溫度為0 85°C，反應(yīng)時(shí)間為1 100小時(shí)；第三步在醚類有機(jī)溶劑中化合物V經(jīng)鋰化試劑拔氫，與雙氯化合物b反應(yīng)而得到以噠嗪或酞嗪為母體骨架且含兩個(gè)噁唑啉的手性雙核配體I，反應(yīng)溫度為-100 -70°c升至 10 35°C，總反應(yīng)時(shí)間為3 100小時(shí)，升溫速度為40 60°C每小時(shí)；其中異丁酰氯II、取代氨基醇(a)、化合物IV、化合物V、以噠嗪或酞嗪為母體骨架且含兩個(gè)噁唑啉的手性雙核配體I的結(jié)構(gòu)式如下
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的反應(yīng)得化合物IV中異丁酰氯、取代氨基醇a以及有機(jī)堿或無機(jī)堿三者的摩爾比例為1.0 1.0 10 1. O 50。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的反應(yīng)得化合物IV中異丁酰氯、取代氨基醇a以及有機(jī)堿或無機(jī)堿三者的摩爾比例為1.0 1. 1 1.5 2. O 6.0，反應(yīng)溫度為O 30°C，反應(yīng)時(shí)間為對(duì) 觀小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，第一步和第二步中所述的有機(jī)堿為三乙胺、二異丙基乙基胺、二環(huán)己基乙基胺、三乙烯二胺或吡啶，所述的無機(jī)堿為碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀或氫氧化鉀。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的有機(jī)溶劑為二氯甲烷、二氯乙烷乙醚、異丙醚、乙二醇二甲醚、甲苯、苯、二甲苯、三甲苯、氯苯或二氯苯中的一種或其組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或8所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的有機(jī)溶劑為二氯甲烷或二氯乙烷。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的活化環(huán)化反應(yīng)得到化合物V中化合物IV、羥基活化劑、有機(jī)堿或無機(jī)堿和4- 二甲氨基吡啶的摩爾比為 1.0 1.0 20 1.0 50 0.05 10。
11.根據(jù)權(quán)利要求4或10所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的活化環(huán)化反應(yīng)得到化合物V中化合物IV、羥基活化劑、有機(jī)堿或無機(jī)堿和4- 二甲氨基吡啶的摩爾比為1.0 1.1 1.4 3.0 6.0 0. 1 0. 3，反應(yīng)溫度為15 50°C，反應(yīng)時(shí)間為 24 48小時(shí)。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的羥基活化劑為甲基磺酰氯、苯基磺酰氯或?qū)妆交酋Ｂ取?br> 13.根據(jù)權(quán)利要求4或12所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的羥基活化劑為甲基磺酰氯。
14.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的與雙氯化合物 b反應(yīng)中化合物V、鋰化試劑以及雙氯化合物b的摩爾比為1 1. 0 1. 5 0. 1 0. 6。
15.根據(jù)權(quán)利要求4或14所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的與雙氯化合物b反應(yīng)中化合物V、鋰化試劑以及雙氯化合物b的摩爾比為1 1.5 0.4，反應(yīng)溫度為從_78°C升至10 35°C，升溫速度為40 60°C每小時(shí)，反應(yīng)時(shí)間為20 48小時(shí)。
16.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的鋰化試劑是指通過二異丙基胺、四甲基哌啶或六甲基二硅烷胺中的一種與正丁基鋰反應(yīng)得到。
17.根據(jù)權(quán)利要求4或16所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的鋰化試劑為由二異丙基胺與正丁基鋰反應(yīng)得到。
18.根據(jù)權(quán)利要求4所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的醚類有機(jī)溶劑為四氫呋喃、二氧六環(huán)、乙醚、異丙醚或乙二醇二甲醚中的一種或其組合。
19.根據(jù)權(quán)利要求4或18所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的醚類有機(jī)溶劑為四氫呋喃。
20.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的手性雙核配體的合成方法，其特征在于，包括如下步驟步驟一、在醚類有機(jī)溶劑中異丁腈III經(jīng)鋰化試劑拔氫，與雙氯化合物b反應(yīng)得到化合物VI，反應(yīng)溫度為-100 -70°c升至10 35°C，總反應(yīng)時(shí)間為8 100小時(shí)，升溫速度為 40 60°C每小時(shí)；步驟二、在芳烴有機(jī)溶劑中，在路易斯酸的存在下，化合物VI與取代氨基醇a反應(yīng)， 從而得到以噠嗪或酞嗪為母體骨架且含兩個(gè)噁唑啉的手性雙核配體I，反應(yīng)溫度為50 200°C，反應(yīng)時(shí)間為10 160小時(shí)；其中異丁腈III、化合物VI、取代氨基醇a、以噠嗪或酞嗪為母體骨架且含兩個(gè)噁唑啉的手性雙核配體I的結(jié)構(gòu)式如下
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的與雙氯化合物b反應(yīng)得到化合物VI中異丁腈、鋰化試劑、雙氯化合物b的摩爾比為1 1.00 1. 5 0. 1 0. 6。
22.根據(jù)權(quán)利要求20或21所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的與雙氯化合物b反應(yīng)得到化合物VI中異丁腈、鋰化試劑、雙氯化合物b的摩爾比為 1 1. 1 0. 4，從-78°C升至20 35°C，升溫速度為40 60°C每小時(shí)，總反應(yīng)時(shí)間為30 48小時(shí)。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的鋰化試劑是指通過二異丙基胺、四甲基哌啶或六甲基二硅烷胺中的一種與正丁基鋰反應(yīng)得到。
24.根據(jù)權(quán)利要求20或23所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的鋰化試劑為由二異丙基胺與正丁基鋰反應(yīng)得到。
25.根據(jù)權(quán)利要求20所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的步驟二中取代氨基醇a、路易斯酸、化合物VI的摩爾比為1 10 0. 1 10 0. 5。
26.根據(jù)權(quán)利要求20或25所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的步驟二中中取代氨基醇a、路易斯酸、化合物VI的摩爾比為1.0 0.5 0.5，反應(yīng)溫度為110 140°C，反應(yīng)時(shí)間為70 120小時(shí)。
27.根據(jù)權(quán)利要求20所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的路易斯酸為氯化鋅或醋酸鎘。
28.根據(jù)權(quán)利要求20或27所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的路易斯酸為氯化鋅。
29.根據(jù)權(quán)利要求20所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的芳烴有機(jī)溶劑為甲苯、苯、二甲苯、三甲苯、氯苯或二氯苯中的一種或其組合。
30.根據(jù)權(quán)利要求20或四所述的手性雙核配體的合成方法，其特征是，所述的芳烴有機(jī)溶劑為氯苯。
全文摘要
一種化工技術(shù)領(lǐng)域的具有噠嗪或酞嗪母體骨架的含兩個(gè)噁唑啉的手性雙核配體及其合成方法，其雙核配體I的結(jié)構(gòu)式為其中R1、R2、R3、R4分別取自氫、直鏈或支鏈烷基、環(huán)烷基、芳烷基或芳基中的任意一種，R5為甲基，A為本發(fā)明以氮氮雙鍵為連接官能團(tuán)連接雙金屬設(shè)計(jì)出一系列新型的手性雙核配體，可用于篩選更多的過渡金屬，應(yīng)用于更多的不對(duì)稱催化反應(yīng)，本發(fā)明用途廣泛，它可作為配體與一當(dāng)量或兩當(dāng)量金屬配位后催化各類反應(yīng)。
文檔編號(hào)C07D413/14GK102464657SQ20101053388
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月7日
發(fā)明者張萬斌, 張亮, 楊國(guó)強(qiáng) 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué), 日本化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社