专利名称：手性双胺双膦金属化合物催化剂及其制备方法与应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种含杂原子环膦基的手性双胺双膦后过渡金属化合物催化剂及其制备方法，以及该金属化合物催化剂催化芳香酮不对称转移氢化的方法。
背景技术：
目前，绝大多数手性分子可以通过不对称催化合成得到。在不对称催化中，手性配体结合金属或手性配体金属化合物对这些分子的合成起着立体调控的作用。PNNP结构的手性配体是一类很重要的配体，可以有效地用于光学活性醇的制备，而光学活性醇又是制备α-芳香胺醇类手性药物的主要中间体，如支气管扩张药沙丁胺醇(Mlbutamo)、抗抑郁药氟西丁(Fluaxetine)等。1996 年，Widhalm(J. Organomet. Chem.，1996，523 :167)报道了如结构式I-A的PNNP手性配体，该配体的钌化合物可以用于碳碳不对称偶联催化反应， 但产物的ee值不是很好；同年，Trost等人(J.Am. Chem. Soc.，1996，118 :6520)报道了如图 I-C的PNNP手性配体，与金属钯化合物结合可以不对称催化含烯基基团的脱酯碳碳偶联反应，产物的ee选择性在四％ 92%变化。2007年，Zhang等人CTetrahedron Lett.，2007， 48 585)则报道了如结构式I-B的又一种PNNP结构类型的配体，该配体用于与Trost相似的催化体系，产物的ee选择性提高到82% 98%。
I-AI-BI-C结构式I-C中的双胺双膦结构的手性配体又可衍生出如结构式II-A和II-B中的类型，即酰胺键可以变为亚胺或胺类结构，同时，双胺上的手性导入基团也可以变化，如刚性的环类或相对柔性的非环类基团，这些工作主要由高景星以及Noyori等完成，并用于芳香酮的不对称转移氢化(Organometallics, 1996，15 :1087 ；中国专利CN 1168889A ； CN 1513598A)。而P上的芳基基团的变化也有报道，如苯基基团(Ph)变换为4_CF3C6H4、 2-MeC6H4、3，5-(CF3) 2C6H3，其钌配合物催化剂可用于烯烃环氧化不对称催化(Tetrahedron， Asymmetry,2003,14 :845)。
权利要求
1.手性双胺双膦金属化合物催化剂，其特征在于其结构式如下
2.如权利要求1所述的手性双胺双膦金属化合物催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤步骤1 制备含杂原子环基氯化膦，具体步骤如下(1)在-78 0°C的温度范围内，三氯化磷(PCl3)与二乙基胺(NHEt2)按摩尔比1 1 在有机溶剂A中反应后得到产物二乙胺基氯化膦(PCl2(NEt2))；(2)在_78°C至回流温度范围内，将二乙胺基氯化膦与含杂原子环的金属有机化合物 MR按摩尔比1 O 5)在有机溶剂B中反应后得到含杂原子环基氯化膦(P(NEt2)I)；(3)在-78 50°C的温度范围内，含杂原子环基氯化膦与干燥的HCl气体在有机溶剂 C中反应后得到含杂原子环基氯化膦；步骤2 制备邻-二杂原子环基膦基苯甲醛，其具体步骤为(1)在回流温度下，邻溴苯甲醛和乙二醇按摩尔比1 (1 5)在有机溶剂D中反应后洗涤，干燥后浓缩，得到邻溴苯甲缩醛；(2)在50°C至回流温度范围内，邻溴苯甲缩醛和Mg按摩尔比1 20在有机溶剂E中反应后生成邻甲缩醛苯基溴化镁；(3)在_78°C至回流温度范围内，将含杂原子环基氯化膦与邻甲缩醛苯基溴化镁按摩尔比1 (1 幻在有机溶剂F中反应后洗涤，收集有机相，干燥，得到产物邻二杂原子环基膦基苯甲缩醛；(4)在20°C至回流温度范围内，将邻二杂原子环基膦基苯甲缩醛与有机酸按摩尔比 1 (0. 05 0. 10)在有机溶剂G中反应，得到产物邻二杂原子环基膦基苯甲醛。步骤3 制备手性双亚胺双膦配体和手性双胺双膦配体，其具体步骤为(1)在20°C至回流温度范围内，将邻二杂原子环基膦基苯甲醛和消旋的(S，S或R，R)1， 2-环己二胺按摩尔比1 (1 幻在有机溶剂H中反应后得到手性双亚胺双膦配体；(2)在50°C至回流温度范围内，将手性双亚胺双膦配体和NaBH4按摩尔比1 (5 50) 在有机溶剂I中反应后抽干溶剂，剩余物用有机溶剂J萃取，萃取到的有机相洗涤，干燥，得到手性双胺双膦配体；步骤4 制备手性双胺双膦金属化合物催化剂，其具体步骤为 在-78°C到回流的温度范围内，将手性双胺双膦配体与过渡金属化合物按摩尔比 1 (0. 1 幻在有机溶剂K中反应得到手性双胺双膦金属化合物催化剂。
3.如权利要求2所述的手性双胺双膦金属化合物催化剂的制备方法，其特征在于， 在步骤1的(1)部分中，所述有机溶剂A采用醚类溶剂，首选乙醚或四氢呋喃；所述反应的时间可为2 IOOh ；在步骤1的( 部分中，所述有机溶剂B采用醚类溶剂，首选乙醚或四氢呋喃；所述反应的时间可为2 IOOh ；在步骤1的(3)部分中，所述有机溶剂C采用C5 C^1烷烃或芳烃，首选正己烷；所述反应的时间可为1 50h。
4.如权利要求2所述的手性双胺双膦金属化合物催化剂的制备方法，其特征在于， 在步骤1的( 部分中，所述含杂原子环的金属有机化合物MR是第一到第三主族金属化合物，这些化合物通过如下方法制备在_78°C至回流温度范围内，卤代的RX与金属镁或正丁基锂在有机醚类溶剂中反应制备。
5.如权利要求2所述的手性双胺双膦金属化合物催化剂的制备方法，其特征在于， 在步骤2的(1)部分中，所述有机溶剂D选用C7 C^1烷烃或芳烃，首选甲苯；所述反应的时间可为5 IOOh ；所述反应可加入0. 001 0. 005倍当量的有机酸，所述有机酸可采用对甲苯磺酸、苯甲酸、C1-C2tl的脂肪酸等中的一种，优选对甲苯磺酸等，所述反应可用 Dean-Stark分水器或用分子筛除去反应生成的水；所述洗涤可依次用饱和NaHCO3溶液和饱和NaCl溶液洗涤；所述干燥可采用无水硫酸镁或无水硫酸钠干燥；在步骤2的( 部分中，所述有机溶剂E选自醚类溶剂，所述醚类溶剂可选自乙醚、四氢呋喃、1，4_ 二氧六环等中的一种，优选四氢呋喃等；所述反应的时间可为5 100h，所述反应过程中优选于60 70°C下滴加邻溴苯甲缩醛。
6.如权利要求2所述的手性双胺双膦金属化合物催化剂的制备方法，其特征在于， 在步骤2的C3)部分中，所述有机溶剂F选自醚类溶剂，所述醚类溶剂可选自乙醚、四氢呋喃、1，4_ 二氧六环等中的一种，优选四氢呋喃等；所述反应时间可为5 IOOh ；所述洗涤可依次用饱和NH4Cl和NaCl溶液洗涤，所述干燥可用无水硫酸镁或无水硫酸钠干燥；在步骤2的(4)部分中，所述有机溶剂G选自丙酮、氯仿、二氯甲烷中的一种；所述有机酸可选自对甲苯磺酸、苯甲酸、C1 C2tl的脂肪酸等中的一种，优选对甲苯磺酸等；所述反应的时间可为5 IOOh ；纯的产物可以在CH2C12/CH30H混合溶剂中重结晶得到。
7.如权利要求2所述的手性双胺双膦金属化合物催化剂的制备方法，其特征在于， 在步骤3的(1)部分中，所述有机溶剂H是高沸点的有机溶剂，可选自C7 C2tl的烷烃、甲苯、苯或多取代的苯等，首选甲苯等；所述反应的时间可为5 IOOh ；反应中可用分子筛除去反应中生成的水。
8.如权利要求2所述的手性双胺双膦金属化合物催化剂的制备方法，其特征在于在步骤3的( 部分中，所述有机溶剂I可选自乙醇等，所述有机溶剂J可选自二氯甲烷等；所述洗涤可依次用水、饱和NH4Cl溶液和饱和NaCl溶液洗涤，所述干燥可用无水硫酸镁或无水硫酸钠干燥。
9.如权利要求2所述的手性双胺双膦金属化合物催化剂的制备方法，其特征在于在步骤4中，所述过渡金属化合物选自过渡金属卤化物，如三氯化钌、三氯化锇、二氯化铜中的一种，或配体稳定的过渡金属卤化物，如三(三苯基膦)二氯钌、环辛二烯二氯化钌、环辛二烯氯化铱中的一种；所述有机溶剂K可选自四氢呋喃、乙醚、二氯甲烷、石油醚、1，4- 二氧六环、甲苯、苯中的一种；所述反应的时间可为0. 5 100h。
10.如权利要求1所述的手性双胺双膦金属化合物催化剂在制备手性芳香醇中的应用；所述手性双胺双膦金属化合物用于催化芳香酮不对称转移氢化的方法如下在20°C到回流的温度范围内，手性双胺双膦金属化合物催化剂与芳香酮底物分子按照摩尔比1 (20 1000)在有机醇类溶剂中进行反应，反应时间为0. 1 100h，得到不对称转移氢化的反应产物；所述有机醇溶剂可选自C1 C2tl的醇，如甲醇、乙醇、苯甲醇、异丙醇， 优选异丙醇；所述反应可加入碱，所述碱可采用三乙胺、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸铯等中的一种。
全文摘要
手性双胺双膦金属化合物催化剂及其制备方法与应用，涉及一种含杂原子环膦基的手性双胺双膦后过渡金属化合物催化剂及其制备方法。以廉价的PCl3为起始原料，通过与NEt2H作用，选择性地合成PCl2(NEt2)，再通过两次基团交换反应得到含两个杂原子环基的PR2Cl(R为专利中描述的多种不同的杂原子环基)；再以PR2Cl为前体，可以合成一系列含不同杂原子取代的环基芳基膦基的双胺双膦手性配体及其后过渡金属化合物催化剂。该种催化剂可以用于芳香酮的不对称转移氢化。该催化剂催化芳香酮生成手性芳香醇产物的转化率和对应选择性最高分别达到97.1％和99.5％。
文档编号B01J31/24GK102553646SQ20111043028
公开日2012年7月11日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者吴翊乐, 朱红平, 李岩, 林汉 申请人:厦门大学