一种手性5,5,10,10-四芳基二环[4.4.0]-3,8-双磷酸及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉手性化合物制备技术领域，具体涉及一种手性5,5,10,10-四芳基二环 [4.4.0 ] -3，8-双磷酸及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 手性磷酸作为Br (i>nsted酸催化剂的一种，具有中等强度的酸性，环状的刚性结 构，表现出优异的不对称催化活性，目前已经发展为一种通用的手性催化剂[Terada M.Bulletin of the Chemical Society of Japan，2010,83(2): 101-119·]，部分手性磷酸 已经商业化。手性磷酸催化剂在催化不对称Mannich反应[(a)Akiyama，T Itoh，J .; YokotajK.；Fuchibe,K.Angew.Chem.Int.Ed.2004,43,1566；(b)Uraguchi,D.；Terada, M. J.Am.Chem.Soc.2004，126,5356. ]，C-H活化[(a)Mori，K. ;Ehara，K. ;Kurihara，K.; Akiyama,T.J.Am.Chem.Soc.2011,133,6166-6169.(b)Terada,M.；Soga,K.；Momiyama, N. Angew. Chem.，Int .Ed.，2008，47,4122-4125 ·]，不对称Friedel-Crafts反应[(a)Bi B， Lou Q-XjDing Y-YjChen S-WjZhang S-SjHu W-HjZhao J-L.0rg.Lett.,2015,17(3),540-543.(b)Mori K，Wakazawa M，Akiyama T.Chem.Sci.，2014,5，1799-1803·]，不对称 Biginelli 反应[Li, N. ;Chen，X.H. ;Song，J. ;Luo，S.W. ;Fan，W. ;Gong， L.Z.J.Am.Chem.Soc.2009,131,15301-15310.(b)Chen,X.H.；Xu,X.Y.；Liu,H.；Cun,L-F.； GongjL.Z.J.Am.Chem.Soc.2006,128,14802-14803.(c)Goss,J.M.；Schaus, S.E.J.Org.Chem. 2008,73(16) ,7651-7656.]等方面取得了好的结果。但研究发现，手性单 磷酸对某些类型的反应催化效率较低，反应时间较长且催化剂用量较大[(a)Terada， Μ·Chem.Commun.，2008,4097-4112.(b)Terada，M.Synthesis 2010,1929-1982·]，所以目前 的研究聚焦在手性二磷酸的合成[(a )Momiyama，N. ;Κοηηο，Τ· ;Furiya，Y. ; Iwamoto，Τ·; Terada，Μ·J.Am.Chem.Soc·2011，133，19294-19297·(b)He，L.;Chen，Χ·Η·;Wang，D.N·;Luo， S.ff.；Zhang,ff.Q.；Yu,J.；Ren,L.；Gong,L.Z.J.Am.Chem.Soc.2011,133,13504-13518.]〇
[0003] 联萘酚衍生物的磷酸化反应易于进行:联萘酚衍生物直接与三氯氧磷反应即可制 得。但对联萘骨架进行衍生化比较麻烦，一般要先对酚羟基进行保护，再通过金属化、卤化 和Suzuki偶联反应引入相应的基团，而后对酚羟基去保护，继而与三氯氧磷反应制得相应 的手性磷酸催化剂[Rueping，M.;Sugiono，E.;Azap，C.T.Theissmann in Catalysts for Fine Chemical Synthesis,Vol.5(Eds.:S.M.Roberts,J.ffhittall),WileyjChichester, 2007,pp.161-181.The synthesis has been described as part of the synthesis of the corresponding phosphoric acid derivative .]dTADD0L衍生的手性单磷酸，手性骨 架易于进行衍生化，但手性磷酸的制备较复杂，需要与活性较高的三氯化磷反应制得亚磷 酸酯，再利用单质碘或双氧水进行氧化才能得到相应的手性磷酸[(a)Akiyama T ,Saitoh YjMorita H,et al.Advanced Synthesis&Catalysis,2005,347,1523-1526.(b)Voituriez A，Charette A B.Advanced 3711也6818&0&七&17818,2006,348,2363-2370.]。且1六0001^仲轻 基的去保护比较麻烦，一般要先用DDQ(2,3-二氯-5,6-二氰基-1，4-苯醌)进行氧化，再用 LiA1H4还原脱去酸/酮保护基[Luithle，J.E· ;Pietruszka, J.J.Org.Chem. 1999,64,8287-8297 .]，而酒石酸衍生的手性双磷酸目前尚未见报道。
【发明内容】
[0004] 为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种手性5,5，10,10-四芳基二环 [4.4.0]-3,8_双磷酸的制备方法，该方法原料易得，工艺流程简单，操作简便，反应选择性 好，产物收率高。该手性5,5,10,10-四芳基二环[4.4.0]-3,8_双磷酸具有优异的手性诱导 能力，能用于催化不对称合成。
[0005] 实现本发明上述目的所采用的技术方案为：
[0006] -种手性5，5，10，10-四芳基二环[4.4.0]-3，8-双磷酸，其结构通式如下：
[0008] 所述Ar为苯基、甲苯基、氯苯基、溴苯基、硝基苯基或萘基。
[0009] -种手性5,5，10，10-四芳基二环[4.4.0]-3,8-双磷酸的制备方法，包括如下步 骤:将光学纯酒石酸酯与格氏试剂进行反应，制得手性1，1，4,4_四芳基丁四醇，在有机碱存 在条件下，将手性1，1，4,4_四芳基丁四醇与三氯氧磷在0°C_36°C条件下发生高度区域选择 性1，3_环磷酸化反应，制得手性5,5，10，10-四芳基二环[4.4.0]-3,8-双磷酸，所述的格氏 试剂中的R为苯基、甲苯基、氯苯基、溴苯基、硝基苯基或萘基。
[0010]所述的酒石酸酯为酒石酸二乙酯或酒石酸二甲酯。
[0011] 酒石酸酯与格氏试剂的摩尔比为1:6-8。
[0012] 所述的有机碱为三乙胺或吡啶。
[0013] 有机碱与手性1，1，4,4_四芳基丁四醇的摩尔比为6-30:1。
[0014]手性1，1，4,4_四芳基丁四醇与三氯氧磷的摩尔比为1:2-3。
[0015] 所述的高度区域选择性1，3_环磷酸化反应的具体操作步骤如下:将手性1，1，4,4_ 四苯基丁四醇加入到反应容器中，然后向反应容器中加入有机碱，将反应容器置于〇-l〇°C 环境中，搅拌15分钟后，在搅拌的条件下向反应容器中滴加三氯氧磷，滴加完毕后继续搅拌 30分钟，加热至25-36°C，再继续搅拌120分钟后，用2mol/L的盐酸调节体系的pH值至1-2，结 晶后得到手性5,5，10，10_四芳基二环[4.4.0]-3,8_双磷酸。
[0016] 一种手性5，5，10，10-四芳基二环[4.4.0]-3，8_双磷酸在催化不对称合成反应中 的应用。
[0017] 本发明与现有技术相比，其有益效果和优点在于：
[0018] 1)该方法原料易得，工艺流程简单，工艺条件易控制，操作简便，可操作性强，且生 产成本低。
[0019] 2)该方法从TADDOL的母体化合物一手性I，1，4，4-四芳基丁四醇出发，通过其与三 氯氧磷的高度区域选择性衍生化反应制得手性5，5，10，10-四芳基二环[4.4.0]-3，8-双磷 酸，避开了亚磷酸酯的氧化和TADDOL仲羟基的去保护程序，从而大大简化了其合成步骤。
[0020] 3)该方法反应区域选择性好，产物收率高，测试表明，产物收率高达87%。
[0021] 4)该手性5,5，10，10-四芳基二环[4.4.0]-3,8-双磷酸具有优异的手性诱导能力， 能用于催化不对称合成，如Biginel Ii反应。
【附图说明】
[0022] 图1为实施例1制备的（11?，61〇-5,5，10，10-四苯基二环[4.4.0]-3,8-双磷酸的单 晶结构图。
【具体实施方式】
[0023]下面将结合具体实施例对本发明加以详细说明。
[0024] 实施例1
[0025] -种（11?，61〇-5,5，10，10-四苯基二环[4.4.0]-3,8-双磷酸的制备方法，其步骤 是：
[0026] 1)将苯基溴化镁溶解于四氢呋喃中，然后将光学纯(2R，3R)_酒石酸二乙酯滴加到 苯基溴化镁的四氢呋喃溶液中，其中苯基溴化镁与(2R，3R)_酒石酸二乙酯的摩尔比为6:1， 反应完成后，用饱和氯化铵水溶液淬灭，乙醚萃取，浓缩，由硅胶柱层析后得到（2R，3R)-1， 1，4,4-四苯基丁四醇，收率：50%，m.p· :149-150°C;[a]D25 = + 154.0(c 1.2，CHC13) ;IR (KBr): 3436，3058，2916，1598，1492，1447，1063,698; 1H-NMR(O)Cl3，300MHz): δ7 · 37-7 · 13 (m,20H,Ar-H)；4.65(d ,J = 7.2Hz,2H,0H)4.41(d ,J = 4.7Hz,2H,CH)；3.77(d ,J = 5.3Hz,2H, 0H).13C-Mffi(CDC13,75MHz)Sl43.8;142.7 ;134.6;131.5;129.3;128.3 ;128.2;127.9; 127.5；126.7；125.5；81.3,69.7〇
[0027] 2)将(2匕31〇-1，1，4,4-四苯基丁四醇加入到圆底烧瓶中，然后向圆底烧瓶中加入 三乙胺，其中（21?，31〇-1，1，4,4-四苯基丁四醇与三乙胺的摩尔比为1:30，将圆底烧瓶置于0 °C环境中，搅拌15分钟后，在搅拌的条件下向圆底烧瓶中滴加三氯氧磷，其中三氯氧磷与 (2R，3R)-1，1，4,4-四苯基丁四醇的摩尔比为2:1，滴加完毕后继续搅拌30分钟，加热至25 °C，再继续搅拌120分钟后，用2mol/L的盐酸调节体系的pH值至1-2,结晶后得到（1R，6R)_5， 5，10，10-四苯基二环[4.4.0]-3,8-双磷酸。收率 ：87%;1114.195-197°(3;[(^28 = -108(。 0 · 7，CH3CH2OH); 1H NMR(CDCl3，300MHz): δ7 · 44-7 · 20 (m，20H，Ar-H)，5 · 52 (s，2H，C-H); 4 · 57 (s,2H,-OH,mixed with the water peak of DMSO and disappeared after adding D2O); 13C NMR(CDCl3,75MHz)：5l42.3,140.7,129.5,129.1,128.9,128.0,126.1,125.5, 89.0,72.20
[0028]单晶数据：empirical formula ,C28H26〇9P2; formula weight, 568 · 43; calculated density,1.378g/cm3；volume(V),2739.3(3)A3;crystal sy