IPC分类号 : C07F17/02,C07B53/00,B01J31/24,C07F5/02
专利摘要
本发明公开了一类二茂铁骨架的手性单膦配体WJ‑Phos及制备方法和应用,所述手性单膦配体为化合物1或化合物1对映异构体、非对映异构体或消旋体;本发明还公开了所述手性单膦配体的制备方法,以二茂铁甲醛为原料两种方式制备WJ‑Phos:a)以化合物和R3[M]为原料,进行缩合反应、加成反应制备所述手性单膦配体;b)以化合物和和R3[M]为原料,进行缩合反应、加成反应制备所述手性单膦配体。本发明通过使用四种构型的二茂铁骨架的亚胺和不同类型的金属试剂进行加成反应,可得到所述手性单膦配体的八种全构型的光学纯。本发明还公开了所述手性单膦配体在铜催化联烯的硼酰化不对称反应中的应用,具有很高的反应活性和立体选择性,具有广泛的应用价值。
权利要求
1.一类二茂铁骨架的手性单膦配体WJ-Phos,其特征在于,所述手性单膦配体为如下式所示的化合物1:
化合物1中,R
2.一类二茂铁骨架的手性单膦配体WJ-Phos,其结构如下所示:
3.一种权利要求1所述手性单膦配体WJ-Phos的制备方法,其特征在于,该方法包括以下具体步骤:
第一步:在溶剂中,化合物S
所述溶剂选自干燥的二氯甲烷、乙醚、二丁醚、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚、1,4-二氧六环、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯、苯、氯苯、氟苯、氯仿或正己烷;
所述缩合剂为钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯或钛酸四甲酯;
所述缩合反应的温度为-50~100℃;
所述缩合反应的时间为10分钟~48小时;
所述化合物S
第二步:化合物(S
所述溶剂选自干燥的二氯甲烷、乙醚、二丁醚、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚、1,4-二氧六环、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯、苯、氯苯、氟苯、氯仿或正己烷;
所述加成反应的温度为-78~30℃;
所述加成反应的时间为10分钟~48小时;
所述化合物(S
化合物1中,R
4.一种权利要求1所述手性单膦配体WJ-Phos的制备方法,其特征在于,该方法包括以下具体步骤:
第一步:在溶剂中,化合物S
所述溶剂选自干燥的二氯甲烷、乙醚、二丁醚、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚、1,4-二氧六环、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯、苯、氯苯、氟苯、氯仿或正己烷;
所述缩合剂为钛酸四乙酯、钛酸四异丙酯或钛酸四甲酯;
所述缩合反应的温度为-50~100℃;
所述缩合反应的时间为10分钟~48小时;
所述化合物S
第二步:化合物(S
所述溶剂选自干燥的二氯甲烷、乙醚、二丁醚、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚、1,4-二氧六环、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、二甲苯、苯、氯苯、氟苯、氯仿或正己烷;
所述加成反应的温度为-78~30℃;
所述加成反应的时间为10分钟~48小时;
所述化合物(S
化合物1中,R
5.一种如权利要求1或权利要求2所述的手性单膦配体WJ-Phos在铜催化联烯的硼酰化不对称反应构建含有四级碳手性中心的硼取代的不饱和酮类化合物中的应用。
6.根据权利要求5所述的应用,其特征在于,将手性单膦配体WJ-Phos与铜盐形成配合物,然后催化联烯的硼酰化不对称反应,合成硼取代的不饱和酮类化合物,具体包括:
惰性气氛下,将所述手性单膦配体WJ-Phos与铜盐加入到有机溶剂中,在-10~150℃搅拌,反应0.1~20小时,形成配合物溶液,向配合物溶液中加入碱、硼酯、联烯、酰氟,在-90~190℃条件下进行联烯的硼酰化反应,合成所述硼取代的不饱和酮类化合物;其中:
所述手性单膦配体和铜盐的摩尔比为(1~50):1;
所述碱、硼酯、联烯、酰氟与所述配合物的摩尔比为(1~100000)∶(1~10000)∶(1~100000)∶(1~100000)∶1。
7.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述惰性气氛为氩气或氮气气氛;所述有机溶剂选自二氯甲烷、乙醚、二丁醚、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚、1,4-二氧六环、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、甲苯、二甲苯、苯、氯苯、氟苯或氯仿。
8.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述铜盐选自CuCl、Cu(OTf)
9.根据权利要求6所述的应用,其特征在于,所述碱为Et
说明书
技术领域
本发明属于有机化学技术领域,涉及新骨架手性单膦配体及其制备方法和应用,具体涉及一类基于二茂铁骨架改造的新型手性单膦配体WJ-Phos及制备方法和应用。
背景技术
手性广泛的存在于自然界中,手性化合物就如同人们的左右手一样不能相互重叠,两个对映异构体互为镜像却不能完全重合。看似相近的两个对映体却往往具有不同的光学性质、物理化学性质以及不同甚至截然相反的生物活性,如著名的“反应停”药物,欧洲曾给孕妇服用消旋体药物有效地阻止女性怀孕早期的呕吐,很多孕妇服用后,导致大量“海豹畸形婴儿”出生,后经研究发现(R)构型可用作镇定剂减轻人类妊娠反应,而其(S)构型则导致畸形;在农业化学品中,如芳氧基丙酸类除草剂fluazifop-buty,只有(R)-异构体是有效的;可见,合成光学纯的手性分子不仅是化学界的挑战,而且对于人类医药健康、农业和材料等方面也有极其重要的意义。手性化合物的获得方法主要有以下几种:天然产物的分离、底物或手性试剂的诱导、外消旋化合物的拆分以和不对称催化。由于不对称催化具有独特的优点:通过使用少量的催化剂可获得大量光学纯的产物,数十年来一直是研究的热点和前沿。在2001年,诺贝尔化学奖被授予Knowles、Noyori和Sharpless三位从事不对称催化氢化和不对称催化氧化的研究。
含有二茂铁骨架的手性配体如Josiphos,在不对称催化中广泛的被使用(J.Am.Chem.Soc.2017,139,8337-8345),这类手性的双膦配体,与过渡金属的络合物可用作C-C/C-N/C-O/C-S
发明内容
本发明的目的是提供一类手性单膦配体WJ-Phos及制备方法和应用。
本发明提供的一类手性单膦配体WJ-Phos是基于二茂铁面手性、C-中心手性和S-中心手性的单膦配体,如下式所示的化合物1或化合物1的对映体、消旋体或非对映异构体,共计((SFC,SC,RS)-1、化合物(SFC,RC,RS)-1、化合物(SFC,SC,SS)-1、化合物(SFC,RC,SS)-1、(RFC,SC,RS)-1、化合物(RFC,RC,RS)-1、化合物(RFC,SC,SS)-1、化合物(RFC,RC,SS)-1)八种全构型的光学纯的WJ-Phos∶
其中,R
作为一种优选方案,上述化合物1中的R
作为一种优选方案,化合物1中的R
作为进一步优选方案,化合物1中的R
作为更进一步优选方案,所述手性单膦配体WJ-Phos选自如下化合物或所述化合物的对映体、消旋体或非对映异构体,如下所示:
本发明还提供了化合物1的制备方法,包括以下两种方案:
方案一:
第一步:参照文献(J.Org.Chem.1997,62,6733)报道方法,制备S构型的醛SFC-2或RFC-2。在溶剂中,化合物SFC-2或RFC-2分别与化合物3(Rs)或化合物3(Ss)在缩合剂作用下进行缩合反应,得到化合物(SFC,Rs)-4或(SFC,Ss)-4或(RFC,Rs)-4或(RFC,Ss)-4,具体操作参见文献(Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,4350),反应过程如下反应式(I)所示:
式(I)中各基团的定义与化合物1中各基团定义相同。
所述溶剂选自干燥的二氯甲烷、乙醚、二丁醚、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚、1,4-二氧六环、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、甲苯、二甲苯、苯、氯苯、氟苯、氯仿、正己烷;优选地,为干燥的四氢呋喃。
所述缩合反应的温度为-50~100℃;优选地,为50~70℃。
所述缩合反应的时间为10分钟~48小时;优选地,为8小时。
所述化合物SFC-2或化合物RFC-2、化合物3(Rs)或化合物3(Ss)与缩合剂的摩尔比为1∶(1~10)∶(1~100);优选地,为1∶(1~3)∶(1~4)。
所述缩合剂的作用为促进缩合反应的进行,选自钛酸四乙酯(Ti(OEt)4)、钛酸四异丙酯、钛酸四甲酯;优选地,为Ti(OEt)4。
第二步:化合物(SFC,Rs)-4或(SFC,Ss)-4或(RFC,Rs)-4或(RFC,Ss)-4在干燥的溶剂中,分别与金属试剂R
式(II)中各基团的定义与化合物1中各基团定义相同;M为锂或卤化镁。
所述溶剂选自干燥的二氯甲烷、乙醚、二丁醚、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚、1,4-二氧六环、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、甲苯、二甲苯、苯、氯苯、氟苯、氯仿、正己烷;优选地,为干燥的四氢呋喃。
所述加成反应的温度为-78~30℃;优选地,为-78~-40℃。
所述加成反应的时间为10分钟~48小时;优选地,为10分钟~12小时。
所述化合物(SFC,Rs)-4或化合物(SFC,Ss)-4或(RFC,Rs)-4或化合物(RFC,Ss)-4与R
所述R
方案二:
第一步:参照文献(Eur.J.Org.Chem.2014,6676)报道方法,制备醛SFC-2和RFC-2。在溶剂中,化合物SFC-2和化合物RFC-2与化合物3(Rs)或化合物3(Ss)在缩合剂作用下进行缩合反应,得到化合物(SFC,Rs)-4和化合物(RFC,Rs)-4或化合物(SFC,Rs)-4和化合物(RFC,Rs)-4,具体操作参见文献(Angew.Chem.Iht.Ed.2014,53,4350),反应过程如下反应式(III)所示:
式(III)中各基团的定义与化合物1中各基团定义相同。
所述溶剂选自干燥的二氯甲烷、乙醚、二丁醚、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚、1,4-二氧六环、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、甲苯、二甲苯、苯、氯苯、氟苯、氯仿、正己烷;优选地,为干燥的四氢呋喃。
所述缩合反应的温度为-50~100℃;优选地,为50~70℃。
所述缩合反应的时间为10分钟~48小时;优选地,为8小时。
所述化合物SFC-2和化合物RFC-2、化合物3(Rs)或化合物3(Ss)与缩合剂的摩尔比为1∶(1~10)∶(1~100);优选地,为1∶(1~3)∶(1~4)。
所述缩合剂的作用为促进缩合反应的进行,选自钛酸四乙酯(Ti(OEt)4)、钛酸四异丙酯、钛酸四甲酯;优选地,为Ti(OEt)4。
第二步:化合物(SFC,Rs)-4和化合物(RFC,Rs)-4或化合物(SFC,Rs)-4和化合物(RFC,Rs)-4在干燥的溶剂中,分别与金属试剂R
式(IV)中各基团的定义与化合物1中各基团定义相同;M为锂或卤化镁。
所述溶剂选自干燥的二氯甲烷、乙醚、二丁醚、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚、1,4-二氧六环、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、甲苯、二甲苯、苯、氯苯、氟苯、氯仿、正己烷;优选地,为干燥的四氢呋喃。
所述加成反应的温度为-78~30℃;优选地,为-78~-40℃。
所述加成反应的时间为10分钟~48小时;优选地,为10分钟~12小时。
所述化合物(SFC,Rs)-4和(RFC,Rs)-4或(SFC,Rs)-4和(RFC,Rs)-4与R
所述R
本发明通过使用四种构型的二茂铁骨架的亚胺和不同类型的金属试剂加成,可方便地得到手性单膦配体WJ-Phos八种全构型((SFC,SC,RS)-1、化合物(SFC,RC,RS)-1、化合物(SFC,SC,SS)-1、化合物(SFC,RC,SS)-1、(RFC,SC,RS)-1、化合物(RFC,RC,RS)-1、化合物(RFC,SC,Ss)-1、化合物(RFC,RC,SS)-1)的光学纯化合物。
本发明还提供了所述手性单膦配体WJ-Phos用于铜催化联烯的硼酰化不对称反应,所述手性单膦配体WJ-Phos是具有化合物1或所述化合物1的对映体、消旋体或非对映异构体。
本发明提供了所述手性单膦配体WJ-Phos用于铜催化联烯、酰氟和硼酯的三组分不对称反应合成具有四级碳手性中心的硼取代的不饱和酮类化合物;将如上所述的手性单膦配体与过渡金属盐形成金属配合物溶液,然后催化联烯的硼酰化不对称反应,合成所述硼取代的不饱和酮类化合物。
如上所述的手性单膦配体用于联烯的硼酰化不对称反应的应用中构建硼取代的不饱和酮类化合物的方法中:
作为一种优选方案,首先使所述手性单膦配体WJ-Phos与过渡金属盐形成配合物,然后用于催化联烯的硼酰化不对称反应。
作为进一步优选方案,所述配合物的制备包括如下步骤:在惰性气氛下,将所述手性单膦配体WJ-Phos与过渡金属盐加入到有机溶剂中,在-10~50℃搅拌,反应0.1~20小时,形成配合物溶液。
作为更进一步优选方案,所述手性单膦配体和过渡金属盐的摩尔比为(1~50)∶1,以(1~5)∶1最佳。
作为更进一步优选方案,所述过渡金属盐为铜盐。
作为更进一步优选方案,所述铜盐包括CuCl、Cu(OTf)2、Cu2(OTf)2·Tol、Cu(OAc)2、CuOAc、CuCl2、CuCl2、CuBr、CuF2、CuI、CuSO4、Cu(NO3)2·3H2O、Cu(TFA)2·xH2O、Cu2Te、Cu(acac)2、CuTC、Cu(CH3CN)4ClO4、Cu(CH3CN)4PF6、Cu(CH3CN)4BF4或CuBr·SMe2。
作为更进一步优选方案,所述惰性气氛为氩气气氛或者氮气气氛;所述有机溶剂选自二氯甲烷、乙醚、二丁醚、甲基叔丁基醚、乙二醇二甲醚、1,4-二氧六环、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、甲苯、二甲苯、苯、氯苯、氟苯、氯仿。
作为进一步优选方案,所述催化联烯的硼酰化不对称反应包括如下步骤:向所述配合物溶液中加入碱,加入硼酯,再加入联烯及酰氟底物,在-90~90℃条件下进行硼酰化反应,合成所述硼取代的不饱和酮类化合物。
不对称反应中,所述碱、硼酯、联烯和酰氟与所述所述配体和铜的配合物的摩尔比为(1~100000)∶(1~100000)∶(1~10000)∶(1~100000)∶1;优选地,所述碱、硼酯、联烯和酰氟与所述所述配合物的摩尔比为(20~120)∶(20~120)∶(20~100)∶(20~200)∶1。
作为更进一步优选方案,所述碱Et3N、DBU、DABCO、Bn2NH、Bu3N、Pr2NH、K2CO3、TMSONa、Na2CO3、KOH、NaOH、Cs2CO3、Li2CO3、CsOH、LiOH、NaO
所述联烯可以是结构如式(V)所示的化合物:
上述式(V)中:R
进一步优选地,R
所述硼酯选自联硼酸新戊二醇酯、双联(2-甲基-2,4-戊二醇)硼酸酯、联硼酸频那醇酯或4-吡唑硼酸频哪醇酯。
所述酰氟可以是结构如式(VI)所示的化合物:
上述式(VI)中:R
进一步优选地,R
与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:
(1)本发明提供了一类新骨架手性单膦配体,催化联烯的硼酰化不对称反应,获得硼取代的不饱和酮类化合物的产率为47%-87%,对映体过量(ee)为87%-94%。
(2)本发明提供的手性单膦配体的制备方法,克服了现有技术中合成含膦手性配体时,原料昂贵、合成路线冗长、反应试剂毒性大、对映异构体的合成难度大、产率低等缺陷,本发明的制备方法多样且路线短、操作简单,收率为50%-90%,适合规模化生产,具有实用价值。
本发明中:
n-BuLi为正丁基锂;ClPPh2为二苯基氯化膦;Ti(OEt)4为钛酸四乙酯;TMSONa为三甲基硅醇钠。
具体实施方式
结合以下具体实施例,对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、实验方法等,除以下专门提及的内容之外,均为本领域的普遍知识和公知常识,本发明没有特别限制内容。
下述实施例提供了上述手性单膦配体即化合物1的全部两种合成方案,具体为:
实施例1 (SFC,SC,Ss)-1a的合成(参考方案一)
参照文献(J.Org.Chem.1997,62,6733)报道方法,制备S构型的醛SFC-2
第一步:将制备的 (2g,5.0mmol)和 (0.9g,1.5equiv)加入100mL的三颈瓶中,在N2的氛围下加入50mL THF,加Ti(OEt)2(3.1mL,3.0equiv),在60℃下搅拌24小时,分液,水层用乙酸乙酯萃取三次,合并有机相,分别用水、饱和氯化钠洗涤,无水硫酸钠干燥,过滤,旋干,柱层析纯化,得 产率为88%。
其中,THF为四氢呋喃;N2为氮气;Ti(OEt)4为钛酸四乙酯。
第二步:将第一步制备的 (1g,2mmol)加入到干燥的50mL的单支口反应管中,氮气保护,加入10mL THF。在-78℃下,加入苯基锂(3equiv,6mL,1M in THF),搅拌30分钟后,加饱和氯化铵淬灭,分液,水层用乙酸乙酯萃取三次,合并有机相,分别用水、饱和氯化钠洗涤,无水硫酸钠干燥,过滤,旋干,柱层析纯化。产率为73%。
一类二茂铁骨架的手性单膦配体WJ-Phos及制备方法和应用专利购买费用说明
Q:办理专利转让的流程及所需资料
A:专利权人变更需要办理著录项目变更手续,有代理机构的,变更手续应当由代理机构办理。
1:专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。
2:按规定缴纳著录项目变更手续费。
3:同时提交相关证明文件原件。
4:专利权转移的,变更后的专利权人委托新专利代理机构的,应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。
Q:专利著录项目变更费用如何缴交
A:(1)直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,(2)通过代办处缴纳,(3)通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式
Q:专利转让变更,多久能出结果
A:著录项目变更请求书递交后,一般1-2个月左右就会收到通知,国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。
动态评分
0.0