一種含聚二醇結(jié)構(gòu)的手性仲胺及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種如式（Ⅰ）所示的含聚二醇結(jié)構(gòu)的手性仲胺及其制備方法與應(yīng)用，所述的含聚二醇結(jié)構(gòu)的手性仲胺化合物可作為催化劑應(yīng)用于有機(jī)不對(duì)稱反應(yīng)中，得到具有光學(xué)選擇性的產(chǎn)物，其在有機(jī)不對(duì)稱反應(yīng)如Michael反應(yīng)、Aldol反應(yīng)、或Michael-Aldol串聯(lián)反應(yīng)中作為催化劑應(yīng)用具有用量少、反應(yīng)活性高、應(yīng)用面廣的優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種含聚二醇結(jié)構(gòu)的手性仲胺及其制備方法與應(yīng)用
(一)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型含聚二醇結(jié)構(gòu)的手性仲胺化合物，本發(fā)明還涉及這種新型含聚二醇結(jié)構(gòu)的手性仲胺化合物的制備方法及其在不對(duì)稱催化合成方面的應(yīng)用。
(二)【背景技術(shù)】
[0002]自2000年List等報(bào)道的L-脯氨酸可高選擇性地催化分子間不對(duì)稱aldol反應(yīng)以來(lái)(J.Am.Chem.Soc.，2000, 122，2395-2396)，以手性脯氨酸及其衍生物作為催化劑為代表的手性仲胺催化是不對(duì)稱有機(jī)催化領(lǐng)域中最主要的研究熱點(diǎn)之一。至今，已有許多典型脯氨酸衍生物被設(shè)計(jì)、合成并用于催化各種不對(duì)稱反應(yīng)。如典型的J0rgensen-Hayashi_
(二芳基脯氨醇)催化劑，在其催化醛酮參與的眾多反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的不對(duì)稱催化性能，在手性醫(yī)藥、農(nóng)藥、天然產(chǎn)物和精細(xì)化工中間體的合成中獲得了越來(lái)越多具有潛在應(yīng)用價(jià)值的研究成果。但目前報(bào)道的大多數(shù)情況下Jergensen-Hayashi催化劑的使用量需要
10mol%-30mol%,同時(shí)催化劑的價(jià)格十分昂貴，因此要實(shí)現(xiàn)高效和環(huán)境友好地使用該手性催化劑，負(fù)載化是一有效解決方法。近年來(lái)，隨著不對(duì)稱催化研究的不斷深入，負(fù)載有機(jī)手性催化劑的研究得到迅猛發(fā)展，建立和報(bào)道了許多有機(jī)手性催化劑的負(fù)載與分離的新方法、新概念。
[0003]2009年，Zlotin課題組將二芳基脯氨醇催化劑連接在離子液體上(Eur.J.0rg.Chem.，2009, 5134-137)，催化劑化學(xué)式如1，催化肉桂醛與丙二酸二甲酯反應(yīng)，得到96%的ee值和93%收率的加成產(chǎn)物。在催化劑回收使用中，前四次催化劑`都保持穩(wěn)定的性能，ee值和收率都保持較高的水平。2010年，Kirsten Zeitler等人首次將二芳基脯氨醇硅氧醚催化劑負(fù)載在甲氧基PEG5000上(Org.Lett.，2010, 12，1480-1483)，合成負(fù)載催化劑2，催化α，β —不飽和醛與硝基烯烴的反應(yīng)，得到96%ee值和96%收率的加成產(chǎn)物。但是催化劑的回收使用情況并不理想。2010年，Wang課題組首次將α，α - 二芳基脯氨醇硅氧醚催化劑固負(fù)載在Fe3O4OSiO2上，并催化醛與硝基烯烴的反應(yīng)(Adv.Synth.Catal.，2010, 352，2923-2928)，反應(yīng)得到84%ee值和80%收率地加成產(chǎn)物。但是他的催化劑回收使用情況同樣不盡如人意，只能夠回收使用4次，且收率快速下降。2011年，Pericas課題組將二芳基脯氨醇硅氧醚催化劑負(fù)載在聚苯乙烯上，得到了二苯基脯氨醇三甲基硅氧醚4a和二苯基脯氨醇甲醚4b，用來(lái)催化醛與硝基烯烴的反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)證明，4b的催化效果大大不如4a，經(jīng)4a催化反應(yīng)得到了 98% 收率和 99%ee 值的反應(yīng)產(chǎn)物(Chem.Eur.J, 2011，17，11585-11595)。2011年，Helma Wennemers等人將三肽固載在PEG-PS聚合物上，合成了催化劑5，催化醛與硝基烯烴的反應(yīng)(Adv.Synth.Catal.，2011，353，1201-1206)，在-15°C下反應(yīng) 20h，產(chǎn)物 ee 值最高至96%，dr值高至99:1.催化劑可至少直接回收使用30次，而催化活性沒(méi)有改變。2013年,Michel Keller等人將娃氧醚催化劑固載在聚合物包裹的Co/C納米珠子6a和含磷聚合物6b上，用來(lái)催化醛與系列硝基烯烴的反應(yīng)，達(dá)到了 99%ee值和99%收率的加成產(chǎn)物(Adv.Synth.Catal.，2013, 355，1748-1754)。并且，以含磷聚合物為載體的催化劑可以連續(xù)回收使用7次，而收率和ee值都沒(méi)有下降。
[0004]同時(shí)PEG作為最先發(fā)展的幾類(lèi)可溶性高分子載體之一，其具有優(yōu)良的溶解性能、廉價(jià)易得及環(huán)境友好等特點(diǎn)，因此PEG作為可溶性載體的研究一直備受關(guān)注。由于PEG具有在正己烷、乙醚、異丙醇和冷的乙醇等溶劑中不溶的特性，因此這些溶劑可以用來(lái)沉淀與回收負(fù)載催化劑。另外，PEG在很多溶劑中又具有良好的溶解性能，如:DMF、二氯甲烷、甲苯、乙腈和水等，所以PEG負(fù)載的催化劑可以在均相條件下催化有機(jī)反應(yīng)，并且在非均相的條件下實(shí)現(xiàn)分離。
[0005]因此本發(fā)明采用PEG為載體，合成可回收的仲胺催化劑，此類(lèi)含聚二醇結(jié)構(gòu)的手性仲胺類(lèi)催化劑主要由三部分官能團(tuán)組成:(I)吡咯烷片段是催化劑的基礎(chǔ)骨架，與反應(yīng)底物形成亞胺、烯胺活化過(guò)渡態(tài)，是不對(duì)稱反應(yīng)順利進(jìn)行的關(guān)鍵因素；(2)手性碳原子連接一個(gè)立體位阻大的含硅氧醚結(jié)構(gòu)的基團(tuán)，這是不對(duì)稱反應(yīng)能夠高光學(xué)選擇性進(jìn)行的關(guān)鍵，所以能夠高立體選擇性地催化眾多不對(duì)稱反應(yīng)；(3)載體PEG部分，其既遠(yuǎn)離活性中心，不會(huì)影響催化劑活性，又能保證催化劑回收使用。因此，本發(fā)明設(shè)計(jì)合成一系列的新型含聚二醇結(jié)構(gòu)的手性仲胺催化劑。
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種含聚二醇結(jié)構(gòu)的手性仲胺化合物，其通式如(I )所示:
2.如權(quán)利要求1所述含聚二醇結(jié)構(gòu)的手性仲胺化合物，其特征在于，所述的含硅氧醚結(jié)構(gòu)的手性仲胺化合物為式如(I ’)所示化合物:
3.如權(quán)利要求1或2所述含聚二醇結(jié)構(gòu)的手性仲胺化合物，其特征在于，所述的聚二醇為聚乙二醇。
4.如權(quán)利要求1或2所述含聚二醇結(jié)構(gòu)的手性仲胺化合物，其特征在于，所述的R1、R2各自獨(dú)立為苯基或3，5- 二三氟甲基苯基。
5.如權(quán)利要求1或2所述含聚二醇結(jié)構(gòu)的手性仲胺化合物，其特征在于，所述的R3為三甲基硅烷基或三乙基硅烷基。
6.如權(quán)利要求1或2所述含聚二醇結(jié)構(gòu)的手性仲胺化合物，其特征在于，所述的η為1-5。
7.如權(quán)利要求1所述含聚二醇結(jié)構(gòu)的手性仲胺化合物，其特征在于，所述的含聚二醇結(jié)構(gòu)的手性仲胺化合物如式(la)、式(lb)、式(Ic)或式(Id)所示:
8.一種制備如權(quán)利要求1所述含聚二醇結(jié)構(gòu)的手性仲胺化合物的方法，其特征在于所述的制備方法按如下反應(yīng)進(jìn)行:
9.如權(quán)利要求8所述含聚二醇結(jié)構(gòu)的手性仲胺化合物的方法，其特征在于所示方法按如下步驟進(jìn)行: 將式(II)所示化合物溶于有機(jī)溶劑，加入巰基聚二醇，隨后加入引發(fā)劑引發(fā)反應(yīng)，在20-90°C下攪拌反應(yīng)0.5-3天，加入乙醚，析出固體，脫溶后得式(I )所示化合物；所述的有機(jī)溶劑為二氯甲烷、氯仿、乙醚、異丙醚、四氫呋喃、1，4-二氧六環(huán)、乙酸乙酯、甲苯、或二甲苯；所述的引發(fā)劑為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、偶氮二異丁酸二甲酯、偶氮二異丁基脒鹽酸鹽、過(guò)氧化苯甲酰、過(guò)氧化苯甲酰叔丁酯、過(guò)氧化甲乙酮、偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽或2，2-二甲氧基苯基乙酮。
10.如權(quán)利要求1所述含聚二醇結(jié)構(gòu)的手性仲胺化合物作為催化劑應(yīng)用于有機(jī)不對(duì)稱反應(yīng)中，得到具有光學(xué)選擇性的產(chǎn)物。
【文檔編號(hào)】C07B53/00GK103819664SQ201410043593
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月29日
【發(fā)明者】許丹倩, 夏愛(ài)寶, 張艷鵬, 徐振元 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)