专利名称：一种合成含咪唑啉基的手性卡宾前体及其络合物的新方法
技术领域：
本发明涉及一种简便合成含咪唑啉基团的手性氮杂环卡宾前体咪唑盐及其金属络合物的新方法。
背景技术：
氮原子作为π给体减弱了邻近卡宾中心的缺电子性，因此氮杂环卡宾具有不寻常的稳定性。这种电子稳定性使氮杂环卡宾具有强σ给体和弱π受体的性质，使得这类配体不仅能与所有过渡金属以低或高价态络合，而且能与部分主族元素络合。因而使得氮杂环卡宾作为配体在金属有机化学中得到了广泛的应用。
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与经典的配体如膦配体相比，氮杂环卡宾的金属络合物对湿气，空气，热等条件具有相当高的稳定性。讫今为止氮杂环卡宾的金属络合物已被广泛地应用于各种反应中，包括Heck, Suzuki, Kumada, Sonogashira, Stille等偶联反应,烯烃复分解,娃氢化,芳烃氨基化，碳氢活化，氢化还原，烯烃环丙烷化，醛的芳基和烯基化，氧化，烯丙基取代等反应。咪唑啉盐在碱的作用下可以得到相应的卡宾前体，可与各种金属络合或者原位生成相应的金属卡宾络合物，这些络合物广泛应用于有机合成及其不对称催化领域。因此，高效合成卡宾-咪唑啉盐成为了研究的难点与热点。文献检索发现，目前只有含噁唑啉基团的卡宾的合成有报道(Chem. Eur. J. 2006，12，4550)，含咪唑啉基团的手性氮杂环卡宾的合成未见报道。本发明提供了含咪唑啉基团的手性氮杂环卡宾前体咪唑盐及其金属络合物的一种合成方法，反应条件温和，步骤简单。无需高温，及无水无氧条件。因此，本发明是一种高效节能，绿色的合成方法。
发明内容
本发明涉及一种简便的合成含咪唑啉基团的手性氮杂环卡宾前体咪唑盐及其金属络合物的新方法。所述的含咪唑啉基团的手性氮杂环卡宾前体咪唑盐及其金属络合物的合成是将2-氯乙腈与无水乙醇置于0°C无水乙醚中，通入HCl气体，合成盐酸盐A。盐酸盐A与无水乙醇在40°C下反应得到卤代烃B。卤代烃B与手性二胺在醋酸中室温得到咪唑啉C。在三乙胺催化下，咪唑啉C与对甲苯磺酰氯反应得到咪唑啉化合物D。咪唑啉D与碘化钾反应得到咪唑啉E。芳香胺与邻溴硝基苯偶联得到硝基化合物F。硝基化合物F氢化后得到化合物G。在对甲苯磺酸催化下基化合物F与原甲酸三乙酯关环得到氮杂环卡宾前体化合物H。在磷酸催化下，芳香胺、乙二醛、多聚甲醛与氯化铵在1，4_ 二氧六环中于100°C关环反应得到氮杂环卡宾前体化合物I。氮杂环卡宾前体化合物H与咪唑啉C/D在乙腈溶液中加热回流得到含咪唑啉基团的手性氮杂环卡宾前体咪唑盐J。含咪唑啉基团的手性氮杂环卡宾前体咪唑盐J与氯化钯在KHMDS的四氢呋喃溶液中室温搅拌得到含咪唑啉基团的手性氮杂环卡宾金属络合物K。该合成方法简单，得到的咪唑啉盐在碱的作用下，可以得到含咪唑啉基团的手性
权利要求
1.本发明提供的含咪唑啉基团的手性氮杂环卡宾前体咪唑盐及其金属络合物，其结构式如下
2.如权利要求I所述的含咪唑啉基团的手性氮杂环卡宾前体咪唑盐及其金属络合物，其特征在于，R1可以为苯基，萘基，取代芳基，苄基，取代苄基或1-8碳的烷基及各种手性烷基或手性芳基；R2可以为苯基，萘基，取代芳基，苄基，取代苄基或1-8碳的烷基及各种手性烷基或手性芳基；R3可以为氢或Cl C6直链或支链的烷基，C2 C8环烷基，C2 C6烯基、炔基、芳基、芳烷基或芳烯基、芳氧基、烷氧基、齒素、硝基、酯基、酰胺基、三氟甲基、氰基或含C2 C6烯基团、炔基团、芳基团、芳烷基团或芳烯基团、芳氧基团、烷氧基团、卤素、硝基团、酯基团、酰胺基团、三氟甲基团、氰基团的烷基；R4可以为氢或Cl C6直链或支链的烷基，C2 C8环烷基，C2 C6烯基、炔基、芳基、芳烷基或芳烯基、芳氧基、烷氧基、齒素、硝基、酯基、酰胺基、三氟甲基、氰基或含C2 C6烯基团、炔基团、芳基团、芳烷基团或芳烯基团、芳氧基团、烷氧基团、卤素、硝基团、酯基团、酰胺基团、三氟甲基团、氰基团的烷基；R5可以为氢或Cl C6直链或支链的烷基，C2 C8环烷基，C2 C6烯基、炔基、芳基、芳烷基或芳稀基、芳氧基、烧氧基、齒素、硝基、酷基、酸胺基、二氣甲基、氰1基或含C2 C6稀基团、块基团、芳基团、芳烷基团或芳烯基团、芳氧基团、烷氧基团、卤素、硝基团、酯基团、酰胺基团、三氟甲基团、氰基团的烷基
3.如权利I 2要求的含咪唑啉基团的手性氮杂环卡宾前体咪唑盐及其金属络合物，其特征在于，在制备过程中采用了合适的试剂，使制备条件非常简单，操作容易，能高产率的得到目标产物。
4.制备如权利要求I 4中任意一项所述的含咪唑啉基团的手性氮杂环卡宾前体咪唑盐及其金属络合物，其特征在于，所说的制备方法是将2-氯乙腈与无水乙醇置于(TC无水乙醚中，通入HCl气体，合成盐酸盐A。盐酸盐A与无水乙醇在40°C下反应得到卤代烃B。卤代烃B与手性二胺在醋酸中室温得到咪唑啉C。在三乙胺催化下，咪唑啉C与对甲苯磺酰氯反应得到咪唑啉化合物D。咪唑啉D与碘化钾反应得到咪唑啉E。芳香胺与邻溴硝基苯偶联得到硝基化合物F。硝基化合物F氢化后得到化合物G。在对甲苯磺酸催化下基化合物F与原甲酸三乙酯关环得到氮杂环卡宾前体化合物H。在磷酸催化下，芳香胺、乙二醛、多聚甲醛与氯化铵在1，4_ 二氧六环中于100°C关环反应得到氮杂环卡宾前体化合物I。氮杂环卡宾前体化合物H与咪唑啉C/D在乙腈溶液中加热回流得到含咪唑啉基团的手性氮杂环卡宾前体咪唑盐J。含咪唑啉基团的手性氮杂环卡宾前体咪唑盐J与氯化钯在KHMDS的四氢呋喃溶液中室温搅拌得到含咪唑啉基团的手性氮杂环卡宾金属络合物K。其合成路线如下所示
5.如权利4要求的含咪唑啉基团的手性氮杂环卡宾前体咪唑盐及其金属络合物的制备方法，其特征在于，在制备过程中采用了咪唑和手性咪唑啉反应，经过I步反应高产率地得到手性含咪唑啉基团的氮杂环卡宾前体咪唑盐。
6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤氮杂环卡宾前体化合物Η/I与咪唑啉C/D在乙腈溶液中加热回流得到含咪唑啉基团的手性氮杂环卡宾前体咪唑盐J。
全文摘要
本发明涉及一种合成含咪唑啉基的手性卡宾前体其金属络合物的新方法。该合成方法简单，咪唑啉盐与碱反应，可得到含咪唑啉基团的手性卡宾配体，这类配体可广泛应用于不对称催化反应。本发明提供的含咪唑啉基的手性卡宾前体及其金属络合物，其结构式如下式中，R1，R2，R3，R4和R5分别独立选自氢或C1～C6直链或支链的烷基，C2～C8环烷基，C2～C6烯基、炔基、芳基、芳烷基或芳烯基、芳氧基、烷氧基、卤素、硝基、酯基、酰胺基、三氟甲基、氰基或含C2～C6烯基团、炔基团、芳基团、芳烷基团或芳烯基团、芳氧基团、烷氧基团、卤素、硝基团、酯基团、酰胺基团、三氟甲基团、氰基团的烷基中一种。M为各种过渡金属Ru、Rh、Pd、Ir、Pt、Cu、Ag、Au中的一种。为手性结构。
文档编号C07D403/06GK102838547SQ20121034134
公开日2012年12月26日 申请日期2012年9月14日 优先权日2012年9月14日
发明者徐琴, 张睿, 张军, 胡方乐, 张震, 杨袁梁, 施敏 申请人:华东理工大学