5,5'位连接的1,1'-联苯类轴手性双亚膦酰胺配体的制作方法

专利名称：5,5'位连接的1,1'-联苯类轴手性双亚膦酰胺配体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种化工技术领域的化合物，具体的说，涉及一种5, 5'位连接
的i， r 一联苯类轴手性双亚膦酰胺配体。
背景技术：
不对称催化合成的关键是如何设计和合成高选择性和催化活性的手性催化 剂，其中手性配体是催化剂产生不对称诱导和控制的源泉。g型手性双膦配体， 由于其结构的特殊性，被广泛应用于金属催化的不对称氢化反应中，如烯烃的不
对称催化氢化反应、烯丙基烷基化反应等等。经过30年来的发展，已有大量的 双膦配体涌现出来。经多年的研究积累含有联萘结构的轴手性双膦配体BINAP 已成功地应用于工业化生产具有光学活性的化合物上。从BINAP出现时，科学家 们就致力于获得既能拥有良好不对称反应性、选择性，又能通过更简便的方法来 合成的配体。其中受到大力研究的一类就是亚膦酰胺配体。1980年，Hashimoto 小组就发现了联萘结构的空间效果在不对称诱导中具有重要的作用，并且为了克 服双膦配体BINAP在合成上的不便，该小组提出利用联萘骨架来获得衍生型的双 膦配体。由于联萘二胺很容易就能拆分开，所以就能够很容易的从联萘二胺合成 到联萘双亚膦酰胺配体。其后，他们还合成了N原子上具有取代基的双亚膦酰胺 配体，并研究它的不对称诱导作用
经对现有技术的文献检索发现，Jean-Pierre Gengt在《Eur. J. Org. Chem.》 (欧洲有机化学)2003， pp. 1931-1941上发表的Synthesis and Molecular Modeling Studies of SYNPH0S, a New, Efficient Diphosphane Ligand For Ruthenium—Catalyzed Asymmetric Hydrogenation，，(——禾中在钉催化不对称氧化 反应中新型有效的双膦配体SYNPHOS的合成及其分子模型研究)，该文中提出的 轴手性配体的设计概念是在联芳基轴邻位加上两个较大的基团，通过它们的位阻 来得到稳定的轴手性，但同样限制了联苯可转动的角度，即限制了联芳基轴的二 面角。而二面角的大小在该文献中已被证实影响着不对称催化反应的催化活性和 选择性。然而，含有轴手性的双亚膦酰胺类配体的二面角大小对不对称催化反应 的反应活性及对映选择性的研究还没有报道。为此设计和合成新型的轴手性双亚 膦酰胺类配体，研究轴二面角对不对称催化反应的影响具有重要的学术和现实意 义。
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种5， 5'位连接的1， l'一 联苯类轴手性双亚膦酰胺配体，突破了目前轴手性配体的设计概念，将其应用于 不对称催化反应得到高的反应活性和立体选择性，通过对二面角的调节，筛选出 具有更好的不对称催化效果的轴手性双亚膦酰胺配体。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明提供一种5， 5'位连接的1， 1' 一联苯类轴手性双亚膦酰胺配体I ，该配体的结构式如下<formula>formula see original document page 5</formula>式中
n = 5、6、7、8、 9、 10、 11或12;
=氢，氟，孰，溴，碘，三氟甲基，l-8碳的烷基或1-8碳的烷氧基;
R2=氢，氟，氯，溴，碘，三氟甲基，1-8碳的烷基或1-8碳的烷氧基;
R3=氢，氟，諷，溴，碘，三氟甲基，1-8碳的烷基或1-8碳的烷氧基;
R4=氢，氟，飘，溴，碘，三氟甲基，1-8碳的垸基或1-8碳的烷氧基;
R5=氢，氟，孰，溴，碘，三氟甲基，l-8碳的垸基或1-8碳的烷氧基。
上述配体可以是轴具有(R)或(S)构型的对映异构体化合物，其结构式分
别如下II、 III:

发明内容
II III 其中n， Rb R2， R3， R4， Rs如前所述。
本发明上述5， 5'位连接的1， 1'—联苯类轴手性双亚膦酰胺配体，其合成 方法是以3-溴-4-硝基苯甲醚为原料通过乌尔曼偶联反应并重结晶得到化合物 V，化合物V脱甲基得到化合物VI。然后化合物VI通过与二卤代烷烃(X(CH2)nX，)
的反应得到5， 5'位相联的(R)和(s)构型混合的化合物vn，化合物vn用Pd/c
还原成二胺化合物VI。然后化合物W通过与各种芳基膦反应得到(R)和(S) 构型的双亚膦酰胺配体I 。双亚膦酰胺配体I经过手性拆分得到(R)和(s)两 种构型的光学纯目标化合物II和III。
本发明上述化合物IV — VI以及轴具有(R)和(S)构型的化合物W和VI的 结构式如下
IV V VI
轴具有(r)构型的化合物vn和vi的结构式为
轴具有(s)构型的化合物vn和vi的结构式为
上述结构中n如前所述。
本发明含有联苯类的轴手性，突破了目前轴手性配体的设计概念，使其二面 角的变化范围变得可调节，从而可筛选出具有更好的不对称催化效果的轴手性双 亚膦酰胺配体。该类配体可应用于各种金属催化的不对称反应中，如烯烃的不对 称催化氢化反应、烯丙基烷基化反应等等，具有很高的反应活性(可达到100%) 和立体选择性(可达到90%以上)。
具体实施例方式
下面对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提下 进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限 于下述的实施例。
(1) 从3-溴-4-硝基苯甲醚制备化合物V
将化合物VI (3.2 g， 13.9 mmol)和活化铜粉(3.6 g， 55.6 mmol) —起加 热至170'C，反应四小时。使用苯和乙酸乙酯洗涤，蒸去溶剂，残余物用乙腈重 结晶，得产物V (1.7 g， 80%)。
'HNMR(400MHz， CDC13) 8.28 (d, J=8. 8， 2H), 7.00 (dd， J=9. 2， 2H)， 6.70 (d， J=2，8， 2H)， 3.90 (s， 1H)
(2) 从化合物V制备化合物VI
化合物V (1.2 g， 4.1 mmol)与无水氯化锂(1.0 g， 24.5 mmol)在N, N-二甲基甲酰胺中加热回流12小时。加入10%氢氧化钠溶液，混合物用无水乙醚 洗涤，之后水相用10%盐酸溶液酸化，再用无水乙醚洗涤水相。有机相用饱和食 盐水洗涤，无水硫酸钠干燥。过滤除去干燥剂，蒸去溶剂即得产物VI (1.0 g， 90%)。
'HNMR(400 MHz， oHMSO) 11.14 (s， 2H)， 8.16 (d， J=8. 8， 2H), 6.96 (dd， J=9.6， 2H), 6.65 (d， J=2.4， 2H)(3) 从化合物vi制备化合物vn
将化合物VI (0. 7g， 2.4rnmo1)、无水碳酸钾(1.7g， 12. 5rarao1)和1， 8-辛二溴(98%， 0.5 mL， 2.5腿ol)加至200 mL N， N-二甲基甲酰胺溶液中，在 室温下搅拌72 h。将反应液过滤，减压整除N，N-二甲基甲酰胺，用乙酸乙酯和 石油醚过柱得到产物Vn (0.3 g， 35%)。
^醒R(400腿z， CDC13) 8.23 (d， J=9. 6， 2H)， 7.01 (dd， J=9. 2， 2H) ， 6.75 (d， J=2.8， 2H)， 4.39 (m， 2H)， 4.20 (m， 2H)， 1.95 (m， 2H)， 1.64 (m， 2H), 1.34 (m， 8H)
(4) 从化合物vn制备化合物vra
将化合物W (0.8g， 2.2mmo1)、钯碳(10%， 0.4g)氮气氛围下溶于乙酸 乙酯(20mL)中，加5个气压的氢气反应12小时。过滤除去多余钯碳，蒸去溶 剂即得到产物VI (0.7 g， 100%)。
力画R(400 MHz, CDC13) 6.82-6.75 (m， 6H)， 4.20 (m， 2H) ， 4.00 (m, 2H), 1.89 (m， 2H)， 1.62 (m， 3H)， 1.42 (m, 8H).
(5) 从化合物W制备化合物I (R1=R2=R3=R4=R5=H)
将化合物VDI (0.3 g， 0.9 mmol)、精制的三乙胺(1. 1 mL， 7.4 mmol)溶于 精制的二氯甲垸溶液中，氮气氛围冰水浴条件下滴入二苯基氯化膦(0.4g， 2.0 mmol)，回流反应12小时。反应结束后蒸干二氯甲烷，用乙酸乙酯和石油醚过柱 得到产物I (0. 51 g， 81%)。
W NMR(400 MHz, CDC13) 7.27—7.12 (m， 22H)， 6.83 (dd， J=8， J=2.4, 2H), 6.73 (d, J=2.4， 2H)，4.52 (d， J=6， 2H)， 4.18 (m, 2H)， 4.00 (m， 2H)， 1.87 (m， 2H)， 1.59 (m， 3H)， 1.34 (m, 8H). 31P NMR (CDC13， 161 MHz) 34.24
5)从化合物I制备光学纯目标化合物II和m (R1=R2=R3=R4=R5=H)
采用手性高效液相色谱将化合物I (0.51g， 0.73皿ol)拆分得到(R)和(S) 两种构型的光学纯化合物II (0.22 g， 86%)和III(0.21 g， 82%)。
'H NMR (400 MHz, CDC13) 7.27-7.12 (m， 22H)， 6.83 (dd， J=8， J=2. 4， 2H)， 6.73 (d， J=2.4， 2H)，4.52 (d， J=6， 2H)， 4.18 (m， 2H)， 4.00 (m， 2H), 1.87 (m， 2H)， 1.59 (m， 3H)， 1.34 (m， 8H). 31P NMR (CDC13， 161 MHz) 34.24。 该实施例合成方法简单，总收率可达到20%以上。所制备的轴手性配体可 与铑、钌等金属离子配位催化如烯烃的不对称催化氢化反应、烯丙基垸基化反应 等等。
权利要求
1.一种5，5’位连接的1，1’-联苯类轴手性双亚膦酰胺配体，其特征在于，结构式如下式中n＝5、6、7、8、9、10、11或12；R1＝氢，氟，氯，溴，碘，三氟甲基，1-8碳的烷基或1-8碳的烷氧基；R2＝氢，氟，氯，溴，碘，三氟甲基，1-8碳的烷基或1-8碳的烷氧基；R3＝氢，氟，氯，溴，碘，三氟甲基，1-8碳的烷基或1-8碳的烷氧基；R4＝氢，氟，氯，溴，碘，三氟甲基，1-8碳的烷基或1-8碳的烷氧基；R5＝氢，氟，氯，溴，碘，三氟甲基，1-8碳的烷基或1-8碳的烷氧基。
2.如权利要求1所述的5, 5'位连接的1， r 一联苯类轴手性双亚膦酰胺配 体，其特征是，所述的双亚膦酰胺配体是轴具有(R)和(S)构型的非对映异构体化合物，其结构式如下:<formula>formula see original document page 2</formula> 式中:n = 5、6、7、 8、 9、10、11或12;&=氢，氟，氯，溴，碘，三氟甲基，1-8碳的烷基或1-8碳的垸氧基;R2=氢，氟，氯，溴，碘，三氟甲基，1-8碳的垸基或1-8碳的垸氧基;R3=氢，氟，氯，溴，碘，三氟甲基，1-8碳的垸基或1-8碳的垸氧基;R4=氧，氟，氯，溴，碘，三氟甲基，1-8碳的烷基或1-8碳的烷氧基;R5=氢，氟，氯，溴，碘，三氟甲基，1-8碳的垸基或1-8碳的垸氧基。
全文摘要
一种化工技术领域的5，5’位连接的1，1’-联苯类轴手性双亚膦酰胺配体。本发明结构式如下所示，式中n＝5、6、7、8、9、10、11或12；R₁＝氢，氟，氯，溴，碘，三氟甲基，1-8碳的烷基或1-8碳的烷氧基；R₂＝氢，氟，氯，溴，碘，三氟甲基，1-8碳的烷基或1-8碳的烷氧基；R₃＝氢，氟，氯，溴，碘，三氟甲基，1-8碳的烷基或1-8碳的烷氧基；R₄＝氢，氟，氯，溴，碘，三氟甲基，1-8碳的烷基或1-8碳的烷氧基；R₅＝氢，氟，氯，溴，碘，三氟甲基，1-8碳的烷基或1-8碳的烷氧基；该类配体可应用于各种金属催化的不对称反应中，具有很高的反应活性和立体选择性。
文档编号C07F9/655GK101168549SQ20071017077
公开日2008年4月30日 申请日期2007年11月22日 优先权日2007年11月22日
发明者张万斌, 张勇健, 浩 魏 申请人:上海交通大学