一种手性桥联芳氧基烷氧基钪氯化物及其制备方法和应用的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种手性桥联芳氧基烷氧基钪氯化物，其特征在于：通式为：LScCl(THF)，其化学结构式如下：其中：L=(S)-2,4-di-tert-butyl-6-((2-(hydroxydiphenylmethyl)pyrrolidin-1-yl)methyl)-phenolate。该化合物合成简单，结构明确，且收率高。本发明同时提供了上述化合物的制备方法及将其作为催化剂催化α，β-不饱和酮的不对称氢膦化反应的应用方法，应用方法条件温和，活性高，对映选择性好，底物适应范围广。
【专利说明】一种手性桥联芳氧基烷氧基钪氯化物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及不对称催化领域，具体涉及一种手性桥联芳氧基烷氧基钪氯化物及其制备方法和在不对称氢膦化反应中的应用。
【背景技术】
[0002]光学纯的膦化合物具有广泛的用途，发展合成光学纯膦化合物的有效方法具有重要的意义。形成手性P-C键最直接、最有效、最具原子经济性的方法就是通过P-H键与C=C双键的不对称加成反应。目前，对此类反应有催化效果的催化剂有很多种，主要包括有机小分子催化体系和金属配合物催化体系两种。
[0003]关于有机小分子体系的报道:[0004](1) 2007年，Terada等人首次利用联萘酚衍生的一种轴手性胍化合物催化亚磷酸二苯酯与硝基烯的1，4_加成，在lmol%催化剂的用量下，以叔丁基甲基醚为溶剂，-400C反应0.5-6h，成功实现了脂肪族与芳香族硝基烯烃的不对称氢膦化加成反应。(参见:Terada, M.; Ikehara, T.; Ube, H.J.Am.Chem.Soc.2007, 129, 14112.)。
[0005](2) 2007年，Melchiorre等人设计合成了一种手性四级胺，发现它们可以作为催化剂催化二级膦与硝基烯烃的不对称氢膦化反应。(参见:Bartoli，G.;Bosco,Μ.; Car lone, A.; Locatel I i, M.; Mazzanti, A.; Sambriand, L.; Melchiorre, P.Chem.Commun., 2007, 722.)。
[0006](3) 2007年，Tan课题组报道了手性双环胍衍生物可以催化二芳基氧化膦与硝基烯的不对称phospha-Michael addition,提供了一种直接合成手性β _氨基氧化膦和β -氨基膦的方法，最高收率达到99%，e.e.值最高96%。(参见:Fu，X.;Jiang, Z.Y.; Tan, C.H.Chem.Commun.2007, 5058.)。
[0007](4) 2007年，Wang课题组发现奎宁是催化亚磷酸二苯酯与硝基烯烃的不对称氢膦化加成反应的有效催化剂，以60-85%的收率和45-88%e.e.值得到相应的产物。该反应条件比较苛刻，反应时间长。(参见:Wang，J.; Heikkinen, L.D.; Li, H.; Zu, L.; Jiang, ff.;Xie, H.X.;ffang, ff.Adv.Synth.Catal.2007，349，1052.)。
[0008](5) 2011年，Herrer等人发现手性有机碱-硫脲作为催化剂能较好地催化亚磷酸二苯酯与硝基烯的氢膦化反应，在二氯甲烷溶液中，-10°C反应3天以高收率，中等e.e.值得至丨J产物。(参见:Alcaine, A.; Marqu' es~L' opez, E.; Merino, P.; Te jeroa, T.; Herrer,R.P.0rg.Biomol.Chem., 2011, 9, 2777.)。
[0009](6) Melchiorre等人发现二芳基脯氨醇可以催化二芳基膦与肉桂醛及其衍生物的不对称氢膦化反应，并原位将产物还原为膦-硼烷-醇化合物，产率为60-90%，e.e.值为 74-94%。(参见:Carlone, A.; Bartoli, M.; Bosco, L.; Sambri ;Melchiorre, P.Angew.Chem., Int.Ed., 2007, 46, 4504.)。
[0010](7)Cordova等人发现以L-脯氨酸及其衍生物为催化剂可以催化不饱和醛和膦的不对称氢膦化反应，并原位将产物还原为Y-羟基膦或是原位氧化为β_甲酰基氧化膦。原位法还原的产物相应的 e.e.值为 90-99%ο (参见:Ibrahem, 1.; Rios, R.; Vesely, J.; Hammar, P.; Eriksson, L.; Himo, F.; Co1 rdova, A.Angew.Chem., Int.Ed., 2007, 46, 4507.)。
[0011](8) Lattanzi等人发现2-羟基奎宁可以催化二苯基氧化膦对反式查尔酮的氢膦化加成反应，_22°C反应75-160个小时，得到各种查尔酮衍生物的氢膦化产物，e.e.值最高达至Ij 89%ο (参见:Russo, A.; Lattanzi, A.Eur.J.0rg.Chem.2010, 6736.)。
[0012]关于金属配合物催化体系的报道:
[0013](I) 2004年，Togni等人发现一种手性镍的双阳离子型配合物可以催化二叔丁基膦与2-甲基丙烯腈的不对称加成，并且成功分离得到中间体。(参见:Sadow，A.D.;Haller, 1.;Fadini, L.; Togni, A.J.Am.Chem.Soc.2004, 126, 14704.)。
[0014](2) 2009年，兰州大学的王锐等发现以AOmolffit2Zn和20mol%Trost配体为催化体系，可以实现亚磷酸二乙酯与α，β-不饱和酮的不对称1.4-加成反应，以99%的收率和99%的e.e.值得到相应的Y _氧代磷酸酯。(参见:Zhao, D.; Yuan, Y.; Chan, Albert, S.C.;ffang, R.Chem.Eur.J.2009, 15, 2738.);
[0015](3)兰州大学的王锐等还发现以AOmol^iEt2Zn和20mol%Trost配体组成的催化体系可以催化亚磷酸二乙酯与α，不饱和吡咯烷酮和亚胺的不对称1.4-加成反应，以91-99%的收率 和98-99%的e.e值得到最终产物。(参见:Zhao，D.;ffang, Y.;Mao, L-J.;ffang, R.Chem.Eur.J.2009, 15, 10983.)。
[0016](4) 2010年，王锐等以二噻吩脯氨醇衍生的Trost配体与Et2Zn为催化体系，实现了二苯基氧化膦与α，不饱和酮和N-亚硫酰基的亚胺氢膦化反应。(参见:Zhao，D.P.;Mao, L.J; Yang, D.X.; Wang, R.J.0rg.Chem.2010,75,6756.)。
[0017](5) 2013年，Ishiharatt5]课题组报导了联萘酚:二叔丁基镁:水=3:2:2原位催化二芳基氧化膦与α，β-不饱和酯的1，4_加成反应，在四氢呋喃溶剂中，-40°C反应，以中等以上的收率和较高的e.e.值得到相应的氢膦化产物。(参见:Hatano, M.;Horibe, T.; Ishihara, K.Angew.Chem.1nt.Ed.2013, 52, 4549.)。
[0018]到目前为止，尚未见到以手性桥联芳氧基烷氧基稀土金属化合物为催化剂催化α，不饱和酮的不对称氢膦化反应，制备手性α-羟基膦酸酯的报道。
【发明内容】
[0019]本发明目的是:提供一种手性桥联芳氧基烷氧基钪氯化物，这种手性桥联芳氧基烷氧基钪氯化物可以作为催化剂催化α，β_不饱和酮与亚膦酸酯的不对称氢膦化反应，制备手性α -羟基膦酸酯，其催化活性高，对映选择性好，底物适应范围广，能够很好地克服现有技术在这方面的不足。
[0020]本发明用以实现上述技术目的的技术方案是:
[0021]一种手性桥联芳氧基烷氧基钪氯化物，其特征在于:通式为:LScCl (THF)，其化学
结构式如下:
[0022]
【权利要求】
1.一种手性桥联芳氧基烷氧基钪氯化物，其特征在于:通式为=LScCl (THF)，其化学结构式如下:
2.—种权利要求1所述手性桥联芳氧基烷氧基钪氯化物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
(1)合成手性配体前体LH2,所述 LH2= (S) -2,4-d1-tert-buty 1-6- ((2- (hydroxydiphenylmethyI)pyrrolidin-1-yI)methyl)-phenol ； (2)合成手性桥联芳氧基烷氧基钪氯化物 在一除水除氧、氩气保护的反应瓶中加入配体前体LH2，用醚类溶剂溶解，置于-10~-15°C的冰盐浴中，8~15min后，用注射器缓慢滴加两当量的正丁基锂；滴加完后，升至室温反应半小时，将反应液按照LH2: ScCl3=1: 0.95~1.05的摩尔比加入到ScCl3的醚类悬浊液中，溶液逐渐变澄清，最终得到淡黄色澄清液；除去溶剂，加入烃类溶剂萃取，加热，离心除去LiCl，取上层亮黄色清液，浓缩，室温静置直至析出无色晶体，即为手性桥联芳氧基烷氧基钪氯化物LScCl (THF);其反应方程式如下:
3.根据权利要求2所述的手性桥联芳氧基烷氧基钪氯化物的制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中的醚类溶剂为四氢呋喃、乙醚和乙二醇二甲醚中的一种。
4.根据权利要求2所述的手性桥联芳氧基烷氧基钪氯化物的制备方法，其特征在于:所述步骤(2 )中的烃类溶剂为甲苯、苯和己烷中的一种。
5.如权利要求1所述的手性桥联芳氧基烷氧基钪氯化物作为催化剂催化α，β-不饱和酮的不对称氢膦化反应的应用。
6.如权利要求5所述的手性桥联芳氧基烷氧基钪氯化物作为催化剂催化α，β-不饱和酮的不对称氢膦化反应的应用，其特征在于，该应用的方法包括以下步骤: (I)在无水无氧、惰性气体保护下，将α，不饱和酮加入反应瓶中，加入溶剂和作为催化剂的手性桥联芳氧基烷氧基钪氯化物，置于设定反应温度为20~一 60°C的恒温浴中搅拌，最后加入α，β -不饱和酮摩尔量I~1.5倍量的亚磷酸酯进行反应,反应4~72小时；所述溶剂为烷烃类溶剂、醚类溶剂或胺类溶剂，并且α，β-不饱和酮与催化剂的摩尔比为5~20:1 ; (2)步骤(1)中的反应结束后，用水淬灭反应，然后用乙酸乙酯萃取，再经柱层析分离，最后用乙酸乙酯:石油醚=1:1的洗脱剂淋洗，得到手性产物。
7.根据权利要求6所述的手性桥联芳氧基烷氧基钪氯化物作为催化剂催化α，β-不饱和酮的不对称氢膦化反应的应用，其特征在于，步骤(1)中，反应温度为O~一 40°C。
8.根据权利要求6所述的手性桥联芳氧基烷氧基钪氯化物作为催化剂催化α，β-不饱和酮的不对称氢膦化反应的应用，其特征在于，步骤(1)中，烷烃类溶剂选自己烷、甲苯、苯、二甲苯、二氯甲烷和二氯乙烷之一；醚类溶剂选自四氢呋喃、乙醚、乙二醇二甲醚和二氧六环之一；胺类溶剂选自三乙胺、四甲基乙二胺、1，4_ 二甲基哌嗪、N，N，N’，N’’，N’’-五甲基二乙烯基三胺和1，8- 二 氮杂二环十一碳-7-烯之一。
【文档编号】C07F9/40GK103951686SQ201410129795
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月2日 优先权日:2014年4月2日
【发明者】姚英明, 檀玉芳 申请人:苏州大学张家港工业技术研究院