一种五氮胍盐手性相转移催化剂的合成方法

本发明涉及五氮胍盐手性相转移催化剂的合成，尤其是一种五氮胍盐手性相转移催化剂的新合成方法。

背景技术：

1、相转移催化剂催化是一种有机合成新方法。使用传统方法难以实现或不能发生的反应,采用此新方法能使反应顺利进行。因此,关于相转移催化剂的研究和应用是研究的重点。五氮胍盐(pn)，是陈俊丰教授团队在2011年报道的一种sp2杂化氮中心、胍为骨架的不对称相转移催化剂(j.am.chem.soc.,2011,133,2828)。目前的五氮胍盐手性相转移催化剂的合成方法，如专利wo2012057709a1的公开，主要是将手性乙二胺通在三乙胺作用下，和三光气反应合成咪唑啉；然后将生成的咪唑啉在氢化钠作用下与碘甲烷发生氮烷基化反应，随后再与草酰氯反应得到咪唑鎓盐。咪唑鎓盐与氨反应合成三氮胍，随后将三氮胍与咪唑鎓盐组合生成五氮胍盐手性相转移催化剂。

2、该方法存在的问题是步骤繁琐，操作不简洁，反应条件不够温和。而且该方法在中间步骤进行氮烷基化反应，对于后期催化剂进行其他的修饰极其不便。并且咪唑鎓盐不易储存，对空气和水敏感，影响反应效率。因此，本发明研究出一种新的五氮胍盐手性相转移催化剂的合成方法。

技术实现思路

1、针对当前五氮胍盐手性相转移催化剂合成方法存在的上述问题，本发明提供了一种五氮胍盐手性相转移催化剂的新合成方法。

2、本发明提供的五氮胍盐手性相转移催化剂的新合成方法，步骤如下：

3、s1、以手性1,2-二苯基-1,2-乙二胺和溴化氰作为反应物，在溶剂乙腈中反应温度70-90℃条件下反应10-14h，得到手性2-亚胺咪唑啉鎓盐。

4、该步骤具体方法是：首先向反应容器中加入手性1,2-二苯基-1,2-乙二胺，将溴化氰的乙腈溶液在氮气氛围下，于0℃下加入到反应容器中，升温到80-90℃条件下反应10-14h，反应结束后将溶剂减压浓缩，通过硅胶柱层析分离提纯，得到手性2-亚胺咪唑啉鎓盐。

5、s2、另取手性1,2-二苯基-1,2-乙二胺与3，5-二叔丁基溴苄作为反应物，在溶剂乙腈中室温条件下搅拌反应10-14h，得到手性仲胺。

6、该步骤的具体方法是：首先向反应容器中加入手性1,2-二苯基-1,2-乙二胺和碳酸钾，加入乙腈溶解；将3，5-二叔丁基溴苄的乙腈溶液缓慢滴加到反应容器中，在室温下搅拌反应10-14h，反应结束后分离提纯，得到手性仲胺。

7、s3、步骤s2制得的手性仲胺与硫光气在二氯甲烷和水的混合溶剂中，室温搅拌反应0.5-2h，得到手性硫脲。

8、该步骤的具体方法是：将步骤s2得到的手性仲胺和碳酸钾加入反应容器中，加入二氯甲烷和水将其溶解，在0℃下将硫光气的二氯甲烷溶液滴加到反应容器中，在室温下搅拌反应0.5-2h，反应结束后分离提纯得到手性硫脲。

9、s4、将步骤s3制得的手性硫脲溶于甲苯中，加入草酰氯，在70-90℃反应8-12h，制得中间物；将中间物与步骤s1制得的手性2-亚胺咪唑鎓盐在溶剂乙腈中温度70-90℃下反应1-3h，制得五氮胍盐中间体nh-pn。

10、该步骤具体是：将步骤s3得到的手性硫脲加入反应容器中，在氮气氛围下，加入甲苯将其溶解，然后加入草酰氯，在70-90℃反应8-12h，反应结束后将甲苯减压浓缩；然后在反应容器中加入步骤s1制备的手性2-亚胺咪唑啉鎓盐，在氮气氛围下加入乙腈溶解，再加入三乙胺，在70-90℃下反应1-3小时，然后降到室温下搅拌过夜，分离提纯，得到五氮胍盐中间体nh-pn。

11、s5、将步骤s4得到的五氮胍盐中间体nh-pn、碳酸钾和溴化苄类化合物加入反应容器中，加入二氯甲烷溶解，在室温下搅拌反应22-26h，反应结束后分离提纯，得到五氮胍盐手性相转移催化剂pn。所述溴化苄类化合物选自4-氟-2-硝基溴苄、2-硝基-4-氰基溴苄、2-氰基-5-氟溴苄、2-氰基溴苄、3,5-双三氟甲基溴苄中的一种。根据选择的溴化苄类化合物种类不同，可以进一步制备出不同的五氮胍盐手性相转移催化剂pn。

12、优选的是，步骤s1中，反应条件为：在温度80℃条件下反应12h。

13、优选的是，步骤s2中，反应条件为：室温下搅拌反应12h。

14、优选的是，步骤s3中，反应条件为：室温下搅拌反应1h。

15、优选的是，步骤s4中，手性硫脲与草酰氯反应制备中间物的反应条件为80℃反应10h。中间物与手性2-亚胺咪唑鎓盐反应的条件为80℃下反应2h。

16、优选的是，步骤s5中，反应条件为：室温下搅拌反应24h。

17、与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

18、(1)与现有的五氮胍盐手性相转移催化剂的合成方法相比，本发明的合成方法反应步骤简洁，反应条件更加温和，可以更高效的得到目标产物。

19、(2)本发明的方法通过在反应中生成咪唑鎓盐的方法，避免了其在储存过程和实验操作中的损耗问题，极大的提高了实验效率。

20、(3)本发明的方法通过合成五氮胍盐手性相转移催化剂骨架，再进行氮烷基化反应合成相应的手性催化剂，对于催化剂的后期修饰更加的方便，极大的缩减了对催化剂后期修饰的时间和成本。

21、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种五氮胍盐手性相转移催化剂的合成方法，其特征在于，步骤如下：

2.如权利要求1所述的五氮胍盐手性相转移催化剂的合成方法，其特征在于，所述溴化苄类化合物选自4-氟-2-硝基溴苄、2-硝基-4-氰基溴苄、2-氰基-5-氟溴苄、2-氰基溴苄、3,5-双三氟甲基溴苄中的一种。

3.如权利要求1所述的五氮胍盐手性相转移催化剂的合成方法，其特征在于，所述步骤s1具体是：首先向反应容器中加入手性1,2-二苯基-1,2-乙二胺，将溴化氰的乙腈溶液在氮气氛围下，于0℃下加入到反应容器中，升温到80-90℃条件下反应10-14h，反应结束后将溶剂减压浓缩，通过硅胶柱层析分离提纯，得到手性2-亚胺咪唑啉鎓盐。

4.如权利要求1所述的五氮胍盐手性相转移催化剂的合成方法，其特征在于，所述步骤s2具体是：首先向反应容器中加入手性1,2-二苯基-1,2-乙二胺和碳酸钾，加入乙腈溶解；将3，5-二叔丁基溴苄的乙腈溶液缓慢滴加到反应容器中，在室温下搅拌反应10-14h，反应结束后分离提纯，得到手性仲胺。

5.如权利要求1所述的五氮胍盐手性相转移催化剂的合成方法，其特征在于，所述步骤s3具体是：将步骤s2得到的手性仲胺和碳酸钾加入反应容器中，加入二氯甲烷和水将其溶解，在0℃下将硫光气的二氯甲烷溶液滴加到反应容器中，在室温下搅拌反应0.5-2h，反应结束后分离提纯得到手性硫脲。

6.如权利要求1所述的五氮胍盐手性相转移催化剂的合成方法，其特征在于，所述步骤s4具体是：将步骤s3得到的手性硫脲加入反应容器中，在氮气氛围下，加入甲苯将其溶解，然后加入草酰氯，在70-90℃反应8-12h，反应结束后将甲苯减压浓缩；然后在反应容器中加入步骤s1制备的手性2-亚胺咪唑啉鎓盐，在氮气氛围下加入乙腈溶解，再加入三乙胺，在70-90℃下反应1-3h，然后降到室温下搅拌过夜，分离提纯，得到五氮胍盐手性相转移催化剂nh-pn。

7.如权利要求2所述的五氮胍盐手性相转移催化剂的合成方法，其特征在于，所述步骤s5具体是：将步骤s4得到的五氮胍盐中间体nh-pn、碳酸钾和溴化苄类化合物加入反应容器中，加入二氯甲烷溶解，在室温下搅拌反应22-26h，反应结束后分离提纯，得到五氮胍盐手性相转移催化剂pn。

8.一种五氮胍盐手性相转移催化剂，其特征在于，由权利要求1-7任意一项所述的五氮胍盐手性相转移催化剂合成方法制成。

技术总结
本发明公开了一种五氮胍盐手性相转移催化剂的合成方法，步骤S1、以手性1,2‑二苯基‑1,2‑乙二胺和溴化氰作为反应物，在溶剂乙腈中加热反应，得到手性2‑亚胺咪唑啉鎓盐；S2、另取手性1,2‑二苯基‑1,2‑乙二胺与3，5‑二叔丁基溴苄作为反应物，在溶剂乙腈中反应，得到手性仲胺；S3、手性仲胺与硫光气在二氯甲烷和水的混合溶剂中反应，得到手性硫脲；S4、将手性硫脲溶于甲苯中，加入草酰氯，加热反应，制得中间物；中间物与手性2‑亚胺咪唑鎓盐在乙腈中温度70‑90℃下反应，制得五氮胍盐中间体NH‑PN，随后进一步与不同种类苄溴反应，制备不同取代的五氮胍盐手性相转移催化剂PN。本发明的合成方法反应步骤简洁，反应条件更加温和，可以更高效的得到目标产物。

技术研发人员：张鑫,槐麟阁,王富城
受保护的技术使用者：四川大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17