手性六元氮雜環(huán)卡賓前體化合物及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及有機合成領(lǐng)域，具體為手性六元氮雜環(huán)卡賓前體化合物的制備方法和應(yīng)用。該化合物具有如式（V）所示結(jié)構(gòu)，上述手性六元氮雜環(huán)卡賓前體化合物可催化多種手性反應(yīng)，如不飽和酯、α,β-不飽亞胺與二硼烷頻哪醇硼酸酯的加成反應(yīng)，或者醛與硼酸類化合物的縮合反應(yīng)，或者酮的還原反應(yīng)，有較好的催化效率和對映選擇性。
【專利說明】手性六元氮雜環(huán)卡賓前體化合物及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機合成領(lǐng)域，具體為手性六元氮雜環(huán)卡賓前體化合物的制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]1991年，Arduengo等首次分離并表征了 N-雜環(huán)卡賓(NHCs)單體，之后N-雜環(huán)卡賓(NHCs)化學(xué)的發(fā)展出現(xiàn)了一個飛躍。由于N-雜環(huán)卡賓催化的反應(yīng)具有無金屬參與、價格低廉且反應(yīng)對環(huán)境要求較為寬松等優(yōu)點，因而受到越來越多的關(guān)注，其獨特的催化性能也為人們尋找新型的性能良好的催化劑開辟了嶄新的視野。此外，由于N-雜環(huán)卡賓是強δ -電子供體，能與幾乎所有的過渡金屬絡(luò)合得到N-雜環(huán)卡賓金屬絡(luò)合物，這些有機絡(luò)合物能催化許多有機反應(yīng)，如烯烴復(fù)分解反應(yīng)、偶聯(lián)反應(yīng)、stetter反應(yīng)、醒酮的還原反應(yīng)等。在許多催化反應(yīng)中，其催化效果，已經(jīng)達到或超過了傳統(tǒng)膦配體，N-雜環(huán)卡賓配體及其金屬絡(luò)合物在有機催化領(lǐng)域中正發(fā)揮著越來越重要的作用。
[0003]目前已合成的N-雜環(huán)卡賓類型較多，其主要類型如下所示。首個分離出的游離N-雜環(huán)卡賓為五元環(huán)咪唑型卡賓， 在咪唑環(huán)的1，3位連有取代基。這種類型是最典型的也是應(yīng)用最多的一種N-雜環(huán)卡賓，目前研究的范圍最廣。除此之外，五元環(huán)卡賓還包括咪唑啉型(4，5-二氫咪唑)、苯并咪唑型、1，2，4-三唑型、(苯并)噻唑型等，還包括六元環(huán)四氫嘧啶型，四元環(huán)和七元環(huán)等非典型的N-雜環(huán)卡賓。
【權(quán)利要求】
1.一類手性六元氮雜環(huán)卡賓前體化合物，其特征在于，結(jié)構(gòu)式如式(V)所示:
2.權(quán)利要求1所述的手性六元氮雜環(huán)卡賓前體化合物，其特征在于，所述的R1和R2分別為氫、氟、氯或溴。
3.權(quán)利要求1所述的手性六元氮雜環(huán)卡賓前體化合物，其特征在于，所述的R3和R4為相同的取代基，選自苯基、取代苯基或芳環(huán)取代基。
4.權(quán)利要求1所述的手性六元氮雜環(huán)卡賓前體化合物，其特征在于，所述的R3和R4選自甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、苯基、連苯基、對甲苯基、間苯甲基、間二苯甲基、對氟苯基、間對氟苯基、對甲氧基苯基、間甲氧基苯基、對硝基苯基、間硝基苯基、間三苯甲基、對氰苯基、間氰苯基、對三氟甲基苯基或萘基。
5.權(quán)利要求1所述的手性六元氮雜環(huán)卡賓前體化合物，其特征在于，所述的R5為氯離子或四氟硼酸根離子。
6.權(quán)利要求1所述手性六元氮雜環(huán)卡賓前體化合物，其特征在于，選自以下化合物:
7.權(quán)利要求1~5所述手性六元氮雜環(huán)卡賓前體化合物的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: (i)在路易斯酸催化作用下，將如通式(I’)所示的鄰胺基酮類化合物和(R-)-叔丁基亞磺酰胺，在非質(zhì)子溶劑中進行反應(yīng)，然后從反應(yīng)產(chǎn)物中收集式(I )化合物；反應(yīng)通式如
8.權(quán)利要求7所述所述手性六元氮雜環(huán)卡賓前體化合物的制備方法，其特征在于，步驟(i)中路易斯酸為氯化鋅、氯化錫、氯化銅、四氯化鈦或鈦酸四異丙酯，非質(zhì)子溶劑為苯、甲苯、乙醚、四氫呋喃； 步驟(ii)中所述的非質(zhì)子溶劑為苯、甲苯、乙醚或四氫呋喃，所述的還原劑為氫化鈉、硼氫化鈉、氫化鋁鋰或二異丙基氫化鋁鋰；步驟(iii)所述的極性溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、乙腈或1，4-二氧六環(huán)中的一種或者混合物，所用的酸為甲酸、乙酸、硫酸、鹽酸； 步驟(iv)所述的非質(zhì)子溶劑為苯、甲苯、乙醚或四氫呋喃，所用的催化劑為四(三苯基膦)鈀，、[1，I’ -雙(二苯基膦)二茂鐵]二氯化鈀、氯化鈀、醋酸鈀、雙(三環(huán)己基膦)二氯化鈀、雙(三苯基膦)二氯化鈀(II)、二( 二亞芐基丙酮)鈀(O)、三(二亞芐基丙酮)二鈀、(1，5-環(huán)辛二烯)二氯化鈀、二(乙酰丙酮)鈀(II)，所用膦配體為三環(huán)己基膦、三苯基膦、2-二環(huán)己基磷-2’-甲基聯(lián)苯、2-( 二-叔丁基膦)聯(lián)苯、三(鄰甲苯基)膦、三(間甲苯基)膦、三(對甲苯基)膦、三(2-甲氧基苯基)膦或1，I-聯(lián)萘-2，2’-雙二苯膦；步驟(V)所述的極性溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、乙腈、1，4- 二氧六環(huán)，所用的酯為原甲酸三甲酯、原甲酸三乙酯，所用的路易斯酸為氯化銨、硫酸銨、四氟硼酸胺、甲酸胺、甲酸、乙酸、鹽酸。
9.權(quán)利要求1~6任一項所述手性六元氮雜環(huán)卡賓前體化合物在制備催化劑方面的應(yīng)用。
10.權(quán)利要求1~6任一項所述手性六元氮雜環(huán)卡賓前體化合物用于催化以下任一種反應(yīng): 反應(yīng)(I):
11.權(quán)利要求10所述的應(yīng)用，其特征在于，反應(yīng)(I)的條件為，反應(yīng)溫度為-78~60°C，反應(yīng)時間為I~48小時，其中(V1-1)化合物、二硼烷頻哪醇硼酸酯、氯化亞銅、手性六元氮雜環(huán)卡賓前體化合物、堿的摩爾比為1:1~3:0.1~0.3:0.01~0.3:0.01~0.3 ; 反應(yīng)(II)條件為，反應(yīng)溫度為-78~60°C，反應(yīng)時間為I~48小時；S(VI_2)化合物、二硼烷頻哪醇硼酸酯、氯化亞銅、手性六元氮雜環(huán)卡賓前體化合物和堿的摩爾比為1:1~3:0.1 ~0.3:0.01 ~0.3:0.01 ~0.3 ; 反應(yīng)(III)條件為，反應(yīng)溫度為-78~60°C，反應(yīng)時間為I~48小時，式(V1-3)化合物、式(V1-3’)化合物、氯化亞銅、手性六元氮雜環(huán)卡賓前體化合物和堿的摩爾比為1:1~3:0.1 ~0.3:0.01 ~0.3:0.01 ~0.3 ; 反應(yīng)(IV)條件為，反應(yīng)溫度為-78~60°C，反應(yīng)時間為I~48小時，式(V1-4)化合物、還原劑、氯化亞銅、手性六元氮雜環(huán)卡賓前體化合物和堿的摩爾比為1:1~3:0.1~0.3:0.01 ~0.3:0.01 ~0.3。
12.權(quán)利要求10或11所述的應(yīng)用，其特征在于，所述非質(zhì)子溶劑為苯、甲苯、乙醚、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、四氫呋喃，所用的堿為三乙胺、1,8-二氮雜二環(huán)[5.4.0] 十一碳-7-烯DBU、N，N-二異丙基乙胺、碳酸銫、碳酸鉀、碳酸鈉、叔丁醇鈉、叔丁醇鉀、氫化鈉、氫化鉀。
13.權(quán)利要求10所述的應(yīng)用，其特征在于，反應(yīng)(I)中的R1’為苯基，R2’為甲氧基；反應(yīng)(II)中的R/為Cl~C4烷基、苯基或取代苯基，R2’為對甲基苯磺?；?； 反應(yīng)(III)中的R/和R2’分別為Cl~C4烷基或苯基； 反應(yīng)(IV)中的R/為為Cl~C4烷基、苯基或取代苯基。
14.權(quán)利要求1~6任一項所述的手性六元氮雜環(huán)卡賓前體應(yīng)用于催化不飽和酯、α, β-不飽亞胺與二硼烷頻哪醇硼酸酯的加成反應(yīng)，或者醛與硼酸類化合物的縮合反應(yīng)，或者酮的還原反應(yīng)。`
【文檔編號】C07C33/20GK103772297SQ201410037647
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月26日
【發(fā)明者】孫智華, 黃立梁, 曹泳 申請人:上海工程技術(shù)大學(xué)