一种季鏻盐化合物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机合成领域，涉及一种以L-酒石酸为原料制备的季鱗盐化合物及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 有机小分子催化在过去的三十年中得到了非常迅猛的发展。由于有机小分子催化 剂通常原料来源丰富且相对廉价易得，合成较为简单，性质较为稳定，反应条件温和，易于 操作，而且相对于金属催化剂，其催化反应的最终产物不会引起重金属污染问题，因此尤其 适用于制药、精细化工和农药等领域，具有良好的工业应用前景。在有机小分子催化这一前 沿领域中，手性布朗斯特酸类催化剂(氢键供体催化剂）是发展较快的一类有机小分子催化 剂，在多种不对称催化反应中得到应用。该类催化剂通过和反应底物间形成氢键来活化底 物的幾基、硝基和亚胺等，从而提尚其反应活性并有效地控制反应的立体选择性。
[0003] 基于上述考虑，本发明以廉价易得的手性分子L-酒石酸为原料，通过多步反 应合成得到一种手性季鱗盐类型的布朗斯特酸催化剂。这种季鱗盐催化剂一方面可以 N-H作为氢键供体，与底物中的氢键受体之间形成氢键以催化反应；另一方面，可利用 a，a，a'，a' -四基团提供的空间位阻效应和电子效应调控催化活性并控制反应的立体 选择性。这类催化剂具有双功能的特点，能够在相应的不对称催化反应中实现更好的立体 控制和获得更佳的催化活性，从而克服一些小分子催化反应中凸显的催化用量比较大、反 应速度慢等缺点。
[0004] 该季鱗盐催化剂的分子结构及其制备方法，目前尚未见有报道。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种手性季鱗盐化合物，其结构式为式I所示：
【主权项】
1. 结构式为式I所示的季鱗盐化合物：
其中：R1为甲基、正丁基、烯丙基、苄基、苯基、4-三氟甲基苯基、4-甲氧基苯基或2-萘 基。
2. 权利要求1所述的季鱗盐化合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤： (1)以L-酒石酸为原料，在二氯亚砜和甲醇存在下，加热回流反应生成L-酒石酸二甲 酯，其中L-酒石酸与二氯亚砜的摩尔比为1:4~1:5 ;
(2 )以L-酒石酸二甲酯为原料，在催化剂催化下，与2, 2-二甲氧基丙烷反应，得到缩酮 保护的酒石酸二甲酯，其中2, 2-二甲氧基丙烷的添加量为L-酒石酸二甲酯摩尔量的4~ 8倍，催化剂的添加量为L-酒石酸二甲酯摩尔量的0. 02~0. 04倍； 所述催化剂为三氟化硼/乙醚、一水对甲苯磺酸、硫酸、盐酸、高氯酸中一种，
(3) 以缩酮保护的酒石酸二甲酯为原料，将其与烷基或芳基格氏试剂反应，得到二醇产 物，其中镁与卤化剂的摩尔比为1. 05:1~1. 2:1，缩酮保护的酒石酸二甲酯与格氏试剂的 摩尔比为1:5~1:6 ;
，其中X为Cl、fo或I，!?1为甲 基、正丁基、烯丙基、苄基、苯基、4-三氟甲基苯基、4-甲氧基苯基或2-萘基； (4) 二醇产物在酸存在下与叠氮钠反应，得到双叠氮产物，其中叠氮钠与二醇产物的摩 尔比为2:1~10:1，酸与二醇产物的摩尔比为2:1~10:1，
，其中R1为甲基、正丁基、烯丙基、苄基、 苯基、4-三氟甲基苯基、4-甲氧基苯基或2-萘基； (5) 将步骤（4)的双叠氮产物用还原剂还原，获得二胺产物，其中还原剂添加量为双叠 氮产物摩尔量的3~5倍，
，其中R1为甲基、正丁基、烯丙基、苄基、 苯基、4-三氟甲基苯基、4-甲氧基苯基或2-萘基； (6) 步骤（5)二胺产物在溶剂中与五氯化磷、三乙胺回流反应，得到目标产物季鱗盐 化合物，其中三乙胺与二胺产物的摩尔比为5:1~10:1，五氯化磷与二胺产物的摩尔比为 1:1 ~1:2，
，其中R1为甲基、正丁 基、條丙基、苄基、苯基、4_二氣甲基苯基、4_甲氧基苯基或2_蔡基。
3. 根据权利要求2所述的季鱗盐化合物的制备方法，其特征在于：烷基或芳基格氏试 剂为甲基碘化镁、正丁基溴化镁、烯丙基溴化镁、苄基氯化镁、苯基溴化镁、4-三氟甲基苯基 溴化镁、4-甲氧基苯基溴化镁、2-萘基溴化镁中的一种。
4. 根据权利要求2所述的季鱗盐化合物的制备方法，其特征在于：步骤（4)中酸为浓盐 酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸中的一种。
5. 根据权利要求2所述的季鱗盐化合物的制备方法，其特征在于：步骤（5冲还原剂为 三苯基膦、氢化锂铝、钯碳/氢气中的一种。
【专利摘要】本发明公开了一种季鏻盐化合物及其制备方法，该方法以廉价易得的L-酒石酸为原料，经过羧基酯化、羟基保护、格氏反应、叠氮取代、叠氮还原及最后与五氯化磷反应等步骤，得到一种季鏻盐化合物；该季鏻盐化合物是一种新的布朗斯特酸催化剂（氢键供体催化剂），可应用于催化不对称曼尼希反应、迈克尔反应和亨利反应等。
【IPC分类】C07C205-16, B01J31-02, C07F9-6584, C07C201-12, C07B53-00
【公开号】CN104844654
【申请号】CN201510167776
【发明人】廖霞俐, 高凯, 任玉峰, 杨波, 杨健
【申请人】昆明理工大学
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月10日