專利名稱：手性雙胺雙膦金屬化合物催化劑及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含雜原子環(huán)膦基的手性雙胺雙膦后過渡金屬化合物催化劑及其制備方法，以及該金屬化合物催化劑催化芳香酮不對稱轉(zhuǎn)移氫化的方法。
背景技術(shù)：
目前，絕大多數(shù)手性分子可以通過不對稱催化合成得到。在不對稱催化中，手性配體結(jié)合金屬或手性配體金屬化合物對這些分子的合成起著立體調(diào)控的作用。PNNP結(jié)構(gòu)的手性配體是一類很重要的配體，可以有效地用于光學(xué)活性醇的制備，而光學(xué)活性醇又是制備α-芳香胺醇類手性藥物的主要中間體，如支氣管擴(kuò)張藥沙丁胺醇(Mlbutamo)、抗抑郁藥氟西丁(Fluaxetine)等。1996 年，Widhalm(J. Organomet. Chem.，1996，523 :167)報(bào)道了如結(jié)構(gòu)式I-A的PNNP手性配體，該配體的釕化合物可以用于碳碳不對稱偶聯(lián)催化反應(yīng)， 但產(chǎn)物的ee值不是很好；同年，Trost等人(J.Am. Chem. Soc.，1996，118 :6520)報(bào)道了如圖 I-C的PNNP手性配體，與金屬鈀化合物結(jié)合可以不對稱催化含烯基基團(tuán)的脫酯碳碳偶聯(lián)反應(yīng)，產(chǎn)物的ee選擇性在四％ 92%變化。2007年，Zhang等人CTetrahedron Lett.，2007， 48 585)則報(bào)道了如結(jié)構(gòu)式I-B的又一種PNNP結(jié)構(gòu)類型的配體，該配體用于與Trost相似的催化體系，產(chǎn)物的ee選擇性提高到82% 98%。
I-AI-BI-C結(jié)構(gòu)式I-C中的雙胺雙膦結(jié)構(gòu)的手性配體又可衍生出如結(jié)構(gòu)式II-A和II-B中的類型，即酰胺鍵可以變?yōu)閬啺坊虬奉惤Y(jié)構(gòu)，同時(shí)，雙胺上的手性導(dǎo)入基團(tuán)也可以變化，如剛性的環(huán)類或相對柔性的非環(huán)類基團(tuán)，這些工作主要由高景星以及Noyori等完成，并用于芳香酮的不對稱轉(zhuǎn)移氫化(Organometallics, 1996，15 :1087 ；中國專利CN 1168889A ； CN 1513598A)。而P上的芳基基團(tuán)的變化也有報(bào)道，如苯基基團(tuán)(Ph)變換為4_CF3C6H4、 2-MeC6H4、3，5-(CF3) 2C6H3，其釕配合物催化劑可用于烯烴環(huán)氧化不對稱催化(Tetrahedron， Asymmetry,2003,14 :845)。
權(quán)利要求
1.手性雙胺雙膦金屬化合物催化劑，其特征在于其結(jié)構(gòu)式如下
2.如權(quán)利要求1所述的手性雙胺雙膦金屬化合物催化劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟步驟1 制備含雜原子環(huán)基氯化膦，具體步驟如下(1)在-78 0°C的溫度范圍內(nèi)，三氯化磷(PCl3)與二乙基胺(NHEt2)按摩爾比1 1 在有機(jī)溶劑A中反應(yīng)后得到產(chǎn)物二乙胺基氯化膦(PCl2(NEt2))；(2)在_78°C至回流溫度范圍內(nèi)，將二乙胺基氯化膦與含雜原子環(huán)的金屬有機(jī)化合物 MR按摩爾比1 O 5)在有機(jī)溶劑B中反應(yīng)后得到含雜原子環(huán)基氯化膦(P(NEt2)I)；(3)在-78 50°C的溫度范圍內(nèi)，含雜原子環(huán)基氯化膦與干燥的HCl氣體在有機(jī)溶劑 C中反應(yīng)后得到含雜原子環(huán)基氯化膦；步驟2 制備鄰-二雜原子環(huán)基膦基苯甲醛，其具體步驟為(1)在回流溫度下，鄰溴苯甲醛和乙二醇按摩爾比1 (1 5)在有機(jī)溶劑D中反應(yīng)后洗滌，干燥后濃縮，得到鄰溴苯甲縮醛；(2)在50°C至回流溫度范圍內(nèi)，鄰溴苯甲縮醛和Mg按摩爾比1 20在有機(jī)溶劑E中反應(yīng)后生成鄰甲縮醛苯基溴化鎂；(3)在_78°C至回流溫度范圍內(nèi)，將含雜原子環(huán)基氯化膦與鄰甲縮醛苯基溴化鎂按摩爾比1 (1 幻在有機(jī)溶劑F中反應(yīng)后洗滌，收集有機(jī)相，干燥，得到產(chǎn)物鄰二雜原子環(huán)基膦基苯甲縮醛；(4)在20°C至回流溫度范圍內(nèi)，將鄰二雜原子環(huán)基膦基苯甲縮醛與有機(jī)酸按摩爾比 1 (0. 05 0. 10)在有機(jī)溶劑G中反應(yīng)，得到產(chǎn)物鄰二雜原子環(huán)基膦基苯甲醛。步驟3 制備手性雙亞胺雙膦配體和手性雙胺雙膦配體，其具體步驟為(1)在20°C至回流溫度范圍內(nèi)，將鄰二雜原子環(huán)基膦基苯甲醛和消旋的(S，S或R，R)1， 2-環(huán)己二胺按摩爾比1 (1 幻在有機(jī)溶劑H中反應(yīng)后得到手性雙亞胺雙膦配體；(2)在50°C至回流溫度范圍內(nèi)，將手性雙亞胺雙膦配體和NaBH4按摩爾比1 (5 50) 在有機(jī)溶劑I中反應(yīng)后抽干溶劑，剩余物用有機(jī)溶劑J萃取，萃取到的有機(jī)相洗滌，干燥，得到手性雙胺雙膦配體；步驟4 制備手性雙胺雙膦金屬化合物催化劑，其具體步驟為 在-78°C到回流的溫度范圍內(nèi)，將手性雙胺雙膦配體與過渡金屬化合物按摩爾比 1 (0. 1 幻在有機(jī)溶劑K中反應(yīng)得到手性雙胺雙膦金屬化合物催化劑。
3.如權(quán)利要求2所述的手性雙胺雙膦金屬化合物催化劑的制備方法，其特征在于， 在步驟1的(1)部分中，所述有機(jī)溶劑A采用醚類溶劑，首選乙醚或四氫呋喃；所述反應(yīng)的時(shí)間可為2 IOOh ；在步驟1的( 部分中，所述有機(jī)溶劑B采用醚類溶劑，首選乙醚或四氫呋喃；所述反應(yīng)的時(shí)間可為2 IOOh ；在步驟1的(3)部分中，所述有機(jī)溶劑C采用C5 C^1烷烴或芳烴，首選正己烷；所述反應(yīng)的時(shí)間可為1 50h。
4.如權(quán)利要求2所述的手性雙胺雙膦金屬化合物催化劑的制備方法，其特征在于， 在步驟1的( 部分中，所述含雜原子環(huán)的金屬有機(jī)化合物MR是第一到第三主族金屬化合物，這些化合物通過如下方法制備在_78°C至回流溫度范圍內(nèi)，鹵代的RX與金屬鎂或正丁基鋰在有機(jī)醚類溶劑中反應(yīng)制備。
5.如權(quán)利要求2所述的手性雙胺雙膦金屬化合物催化劑的制備方法，其特征在于， 在步驟2的(1)部分中，所述有機(jī)溶劑D選用C7 C^1烷烴或芳烴，首選甲苯；所述反應(yīng)的時(shí)間可為5 IOOh ；所述反應(yīng)可加入0. 001 0. 005倍當(dāng)量的有機(jī)酸，所述有機(jī)酸可采用對甲苯磺酸、苯甲酸、C1-C2tl的脂肪酸等中的一種，優(yōu)選對甲苯磺酸等，所述反應(yīng)可用 Dean-Stark分水器或用分子篩除去反應(yīng)生成的水；所述洗滌可依次用飽和NaHCO3溶液和飽和NaCl溶液洗滌；所述干燥可采用無水硫酸鎂或無水硫酸鈉干燥；在步驟2的( 部分中，所述有機(jī)溶劑E選自醚類溶劑，所述醚類溶劑可選自乙醚、四氫呋喃、1，4_ 二氧六環(huán)等中的一種，優(yōu)選四氫呋喃等；所述反應(yīng)的時(shí)間可為5 100h，所述反應(yīng)過程中優(yōu)選于60 70°C下滴加鄰溴苯甲縮醛。
6.如權(quán)利要求2所述的手性雙胺雙膦金屬化合物催化劑的制備方法，其特征在于， 在步驟2的C3)部分中，所述有機(jī)溶劑F選自醚類溶劑，所述醚類溶劑可選自乙醚、四氫呋喃、1，4_ 二氧六環(huán)等中的一種，優(yōu)選四氫呋喃等；所述反應(yīng)時(shí)間可為5 IOOh ；所述洗滌可依次用飽和NH4Cl和NaCl溶液洗滌，所述干燥可用無水硫酸鎂或無水硫酸鈉干燥；在步驟2的(4)部分中，所述有機(jī)溶劑G選自丙酮、氯仿、二氯甲烷中的一種；所述有機(jī)酸可選自對甲苯磺酸、苯甲酸、C1 C2tl的脂肪酸等中的一種，優(yōu)選對甲苯磺酸等；所述反應(yīng)的時(shí)間可為5 IOOh ；純的產(chǎn)物可以在CH2C12/CH30H混合溶劑中重結(jié)晶得到。
7.如權(quán)利要求2所述的手性雙胺雙膦金屬化合物催化劑的制備方法，其特征在于， 在步驟3的(1)部分中，所述有機(jī)溶劑H是高沸點(diǎn)的有機(jī)溶劑，可選自C7 C2tl的烷烴、甲苯、苯或多取代的苯等，首選甲苯等；所述反應(yīng)的時(shí)間可為5 IOOh ；反應(yīng)中可用分子篩除去反應(yīng)中生成的水。
8.如權(quán)利要求2所述的手性雙胺雙膦金屬化合物催化劑的制備方法，其特征在于在步驟3的( 部分中，所述有機(jī)溶劑I可選自乙醇等，所述有機(jī)溶劑J可選自二氯甲烷等；所述洗滌可依次用水、飽和NH4Cl溶液和飽和NaCl溶液洗滌，所述干燥可用無水硫酸鎂或無水硫酸鈉干燥。
9.如權(quán)利要求2所述的手性雙胺雙膦金屬化合物催化劑的制備方法，其特征在于在步驟4中，所述過渡金屬化合物選自過渡金屬鹵化物，如三氯化釕、三氯化鋨、二氯化銅中的一種，或配體穩(wěn)定的過渡金屬鹵化物，如三(三苯基膦)二氯釕、環(huán)辛二烯二氯化釕、環(huán)辛二烯氯化銥中的一種；所述有機(jī)溶劑K可選自四氫呋喃、乙醚、二氯甲烷、石油醚、1，4- 二氧六環(huán)、甲苯、苯中的一種；所述反應(yīng)的時(shí)間可為0. 5 100h。
10.如權(quán)利要求1所述的手性雙胺雙膦金屬化合物催化劑在制備手性芳香醇中的應(yīng)用；所述手性雙胺雙膦金屬化合物用于催化芳香酮不對稱轉(zhuǎn)移氫化的方法如下在20°C到回流的溫度范圍內(nèi)，手性雙胺雙膦金屬化合物催化劑與芳香酮底物分子按照摩爾比1 (20 1000)在有機(jī)醇類溶劑中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間為0. 1 100h，得到不對稱轉(zhuǎn)移氫化的反應(yīng)產(chǎn)物；所述有機(jī)醇溶劑可選自C1 C2tl的醇，如甲醇、乙醇、苯甲醇、異丙醇， 優(yōu)選異丙醇；所述反應(yīng)可加入堿，所述堿可采用三乙胺、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸銫等中的一種。
全文摘要
手性雙胺雙膦金屬化合物催化劑及其制備方法與應(yīng)用，涉及一種含雜原子環(huán)膦基的手性雙胺雙膦后過渡金屬化合物催化劑及其制備方法。以廉價(jià)的PCl3為起始原料，通過與NEt2H作用，選擇性地合成PCl2(NEt2)，再通過兩次基團(tuán)交換反應(yīng)得到含兩個(gè)雜原子環(huán)基的PR2Cl(R為專利中描述的多種不同的雜原子環(huán)基)；再以PR2Cl為前體，可以合成一系列含不同雜原子取代的環(huán)基芳基膦基的雙胺雙膦手性配體及其后過渡金屬化合物催化劑。該種催化劑可以用于芳香酮的不對稱轉(zhuǎn)移氫化。該催化劑催化芳香酮生成手性芳香醇產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率和對應(yīng)選擇性最高分別達(dá)到97.1％和99.5％。
文檔編號(hào)B01J31/24GK102553646SQ20111043028
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者吳翊樂, 朱紅平, 李巖, 林漢 申請人:廈門大學(xué)