專利名稱：：手性螺環(huán)氧膦配體化合物及其合成與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬有機(jī)化合物以及有機(jī)合成
技術(shù)領(lǐng)域：
。在前手性不飽和化合物的不對稱氫化反應(yīng)中，很多手性雙膦配體過渡金屬絡(luò)合物作為催化劑都能獲得很好的對映選擇性，但手性雙膦配體的制備卻是一大難題。相反，手性雙氧膦配體的制備較容易，但目前已知的這類配體的過渡金屬絡(luò)合物在不對稱催化氫化反應(yīng)中得到的對映選擇性大多很低，很少能超過90％?，F(xiàn)有的雙齒氧膦配體主要為如下幾類具有聯(lián)萘骨架的如BINAOP[2，2′-雙(二苯基膦氧)-1，1′-聯(lián)萘](TetrahedronLetter，1977，(22)，1897)、具有葡萄糖骨架的如Ph-β-Glup[4，6-氧-(R)-苯亞甲基-2，3-氧-雙(二苯基膦基)-β-D-吡喃葡萄糖](J.MolecularCatalysis，1986，37(2)，213-225)和具有脂肪開鏈結(jié)構(gòu)的如BDPOP[2，4-雙(二苯基膦氧)戊烷](J.OrganicChemistry，1981，46(26)，5427-5428)等。其中只有Ph-β-Glup的過渡金屬絡(luò)合物對多個α，β-去氫氨基酸的不對稱催化氫化得到的e.e.(對映體過量)值能大于90％，而另兩類得到的e.e.值均低于70％。因此，尋找一種既易于制備，又有良好催化性能的手性配體化合物對于不對稱氫化研究與工業(yè)應(yīng)用具有十分重要的意義。1992年，印度的A.Kumar在J.ChemicalSociety，ChemicalCommunications，1992，(6)，493頁第一次報道了用光學(xué)活性順，順-螺[4.4]壬烷-1，6-二醇(順，順-螺二醇)修飾四氫化鋁鋰后用于當(dāng)量還原芳香酮，得到了98％e.e.值，充分顯示了螺環(huán)骨架優(yōu)良的不對稱誘導(dǎo)效果，但這以后再也沒有關(guān)于光學(xué)活性順，順-螺二醇在不對稱合成方面運(yùn)用的報道。本發(fā)明的目的是提供一種新的可作為手性配體的化合物，以及該化合物的合成與應(yīng)用。本發(fā)明目的中的新化合物為(+)或(-)-順，順-1，6-雙(二芳基膦氧或二烷基膦氧)-螺[4.4]壬烷[(+)或(-)-(II)]，其結(jié)構(gòu)式如下R1＝H，o-orp-CH3，o-orp-OCH3R2＝H，o-orp-OCH3其中，(+)-(1S，5S，6S)-順，順-1，6-雙(二苯基膦氧)-螺[4.4]壬烷[(+)-(III)]的熔點(m.p)為95.5-96.5℃，旋光度([α]D)＝+43.2(c＝0.104，CHCl3)，紅外光譜最大吸收波數(shù)(Vmax)為3415，2960，1480，1440，1345，1100，705(cm-1)；1H核磁共振(δH)1.32-1.82(12H，m)，4.53(2H，dd)，7.10-7.52(20H，m)ppm；31P核磁共振(δp)102.77(s)ppm；質(zhì)譜(m/z)524(5％，M+)；元素分析計算值(％)為C，75.57H，6.48P，11.83實測值(％)為C，75.11H，6.51P，11.73。(-)-(1R，5R，6R)-順，順-1，6-雙(二苯基膦氧)-螺[4.4]壬烷[(-)-(III)]的m.p為95.5-96.5℃，([α]D)＝-43.2(c＝0.104，CHCl3)，Vmax為3415，2960，1480，1440，1345，1100，705(cm-1)；δH1.32-1.82(12H，m)，4.53(2H，dd)，7.10-7.52(20H，m)ppm；δp102.77(s)ppm；m/z524(5％，M+)；元素分析計算值(％)為C，75.57H，6.48P，11.83實測值(％)為C，75.23H，6.41P，11.71。本發(fā)明的新化合物(+)或(-)-順，順-1，6-雙(二芳基膦氧或二烷基膦氧)-螺[4.4]壬烷[(+)或(-)-(II)]是以(+)或(-)-順，順-螺[4.4]壬烷-1，6-二醇[(+)或(-)-(I)]為原料，與4-N，N-二甲基氨基吡啶(0.1-1mol/mol(I))、三乙胺(1-4mol/mol(I))和二烷基氯膦或二芳基氯膦(ClPR2，R同前)(1-4mol/mol(I))在溶劑中反應(yīng)而得。其反應(yīng)溫度為0-40℃，反應(yīng)時間為5-10小時。反應(yīng)結(jié)束后在惰性氣體保護(hù)下過濾，蒸干濾液，得到的白色固體于無水乙醇中重結(jié)晶得白色針狀晶體，即為[(+)或(-)-(II)]。其中的溶劑為四氫呋喃。本發(fā)明的新化合物[(+)或(-)-(II)]可作為手性配體，與過渡金屬銠(Rh)形成絡(luò)合物。絡(luò)合物的制備方法為用(+)或(-)-(II)與[Rh(COD)Cl]2(其中COD為環(huán)辛-1，5-二烯)在溶劑中反應(yīng)，還可加入四氟硼酸銀，均可得銠絡(luò)合物[(+)或(-)-(II)-Rh(COD)]X(X＝Cl，BF4)。其中的溶劑為四氫呋喃或苯。上述絡(luò)合物[(+)或(-)-(II)-Rh(COD)]X作為催化劑用于催化如下結(jié)構(gòu)式的α，β-去氫氨基酸衍生物的不對稱氫化。(Ph＝C6H5-)R3＝HR4＝H，Ph.p-NO2Ph，p-CH3OPh，p-CH3Ph，p-YPh(Y＝F，Cl，Br)R5＝H，CH3R6＝CH3CO，PhCO本發(fā)明的新化合物(+)或(-)-(II)的手性來源于具有穩(wěn)定構(gòu)象的剛性螺環(huán)平面，對于具有同面加成特點的催化氫化反應(yīng)顯示了很好的不對稱誘導(dǎo)效果，其制備容易，合成收率高達(dá)50％以上。其過渡金屬絡(luò)合物[(+)或(-)-(II)-Rh(COD)]X是世界上首例手性螺環(huán)氧膦配體-銠催化劑，用于α，β-去氫氨基酸衍生物的不對稱氫化反應(yīng)，得到高達(dá)100.0％的e.e.值，而且反應(yīng)條件溫和(0.1MPa，20℃)，轉(zhuǎn)化率高達(dá)100％，催化劑用量少，反應(yīng)速度快，具有很好的工業(yè)應(yīng)用前景。本發(fā)明不限于下述實施例。以下實施例中的反應(yīng)均在高純氬氣保護(hù)下進(jìn)行，用到的溶劑在使用前均需按標(biāo)準(zhǔn)方法脫水和脫氧。實施例一(+)-(1S，5S，6S)-順，順-1，6-雙(二苯基膦氧)-螺[4.4]壬烷的合成在10ml反應(yīng)瓶中加入78mg(0.5mmol)(+)-(I)、12.4mg(0.1mmol)4-N，N-二甲基氨基吡啶、四氫呋喃3ml、101.9mg(1mmol)三乙胺，冰浴冷卻下滴加0.18ml(1mmol)二苯氯膦(ClPPh2)，加畢于室溫下攪拌8小時。在氬氣保護(hù)下過濾，蒸干濾液，得白色固體，于無水乙醇中重結(jié)晶得(+)-(III)140mg，呈白色針狀晶體，收率53.4％。實施例二(-)-(1R，5R，6R)-順，順-1，6-雙(二苯基膦氧)-螺[4.4]壬烷的合成以(-)-(I)代替實施例一中的(+)-(I)，其余同實施例一，得(-)-(III)，收率53.4％。實施例三[(+)-(III)-Rh(COD)]BF4絡(luò)合物的制備在10ml反應(yīng)瓶中加入3.6mg(0.0073mmol)[Rh(COD)Cl]2，2.84mg(0.0146mmol)四氟硼酸銀和3ml四氫呋喃，在室溫、氬氣保護(hù)下攪拌6小時，過濾，直接往濾液中加入7.8mg(0.015mmol)(+)-(III)，室溫攪拌1小時，得[(+)-(III)-Rh(COD)]BF4的四氫呋喃溶液。實施例四[(-)-(III)-Rh(COD)]BF4絡(luò)合物的制備以(-)-(III)代替實施例三中的(+)-(III)，其余同實施例三，得[(-)-(III)-Rh(COD)]BF4的四氫呋喃溶液。實施例五Cl絡(luò)合物的制備在5ml反應(yīng)瓶中加入1.0mg(0.00202mmol)[Rh(COD)Cl]2、2.33mg(0.00446mmol)(+)-(III)和0.5ml苯，室溫攪拌30分鐘，得[(+)-(III)-Rh(COD)]Cl的苯溶液。實施例六[(-)-(III)-Rh(COD)]Cl絡(luò)合物的制備以(-)-(III)代替實施例五中的(+)-(III)，其余同實施例五，得[(-)-(III)-Rh(COD)]Cl的苯溶液。實施例七[(+)-(III)-Rh(COD)]BF4對(Z)-2-乙酰胺基-3-苯基丙烯酸甲酯的催化氫化取實施例三制備的[(+)-(III)-Rh(COD)]BF4的四氫呋喃溶液1ml，加入盛有20ml甲醇的氫化反應(yīng)器中，再加入0.108g(0.5mmol)(Z)-2-乙酰胺基-3-苯基丙烯酸甲酯的2ml甲醇溶液，于0.1MPa，20℃下氫化10分鐘。加入適量活性炭，攪拌15分鐘，過濾，蒸干濾液，得(S)-2-乙酰胺基-3-苯基丙酸甲酯0.106g，呈白色固體，收率97.0％，e.e.值95.7％。實施例八[(-)-(III)-Rh(COD)]BF4對(Z)-2-乙酰胺基-3-苯基丙烯酸甲酯的催化氫化以實施例四制備的[(-)-(III)-Rh(COD)]BF4代替實施例七中的[(+)-(III)-Rh(COD)]BF4，其余同實施例七，得(R)-2-乙酰胺基-3-苯基丙酸甲酯0.106g，呈白色固體，收率97.0％，e.e.值95.6％。實施例九[(+)-4-Rh(COD)]Cl對(Z)-2-乙酰胺基-3-苯基丙烯酸的催化氫化取實施例五制備的[(+)-(III)-Rh(COD)]Cl苯溶液0.5ml于室溫下預(yù)氫化30分鐘，再將0.082g(0.404mmol)(Z)-2-乙酰胺基-3-苯基丙烯酸的1.5ml甲醇溶液加入氫化反應(yīng)器中，于0.1MPa，20℃下氫化24小時。加入適量活性炭，攪拌15分鐘，過濾，蒸干濾液，得(S)-2-乙酰胺基-3-苯基丙酸0.080g，呈白色固體，收率96.2％，e.e.值81.2％。實施例十[(-)-(III)-Rh(COD)]Cl對(Z)-2-乙酰胺基-3-苯基丙烯酸的催化氫化以實施例六制備的[(-)-(III)-Rh(COD)]Cl代替實施例九中的[(+)-(III)-Rh(COD)]Cl，其余同實施例九，得(R)-2-乙酰胺基-3-苯基丙酸0.080g，呈白色固體，收率96.2％，e.e.值81.6％。實施例十一其它α，β-去氫氨基酸衍生物的氫化結(jié)果見下表。表α，β-去氫氨基酸衍生物不對稱催化氫化反應(yīng)結(jié)果</tables>權(quán)利要求1.一種手性螺環(huán)氧膦配體化合物，其特征在于該化合物為(+)或(-)-順，順-1，6-雙(二芳基膦氧或二烷基膦氧)-螺[4.4]壬烷[(+)或(-)-(II)]，其結(jié)構(gòu)式如下R1＝H，o-orp-CH3，o-orp-OCH3；R2＝H，o-orp-OCH32.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手性螺環(huán)氧膦配體化合物，其特征在于該化合物為(+)或(-)-順，順-1，6-雙(二苯基膦氧)-螺[4.4]壬烷[(+)或(-)-(III)]，其結(jié)構(gòu)式如下3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手性螺環(huán)氧膦配體化合物，其特征在于合成方法如下以(+)或(-)-順，順-螺[4.4]壬烷-1，6-二醇[(+)或(-)-(I)]與4-N，N-二甲基氨基吡啶、三乙胺[1-4mol/mol(I)]和二芳基氯膦或二烷基氯膦(ClPR2，R同前)[1-4mol/mol(I)]在溶劑中反應(yīng)，反應(yīng)溫度為0-40℃，反應(yīng)時間為5-10小時。反應(yīng)結(jié)束后，在惰性氣體保護(hù)下過濾，蒸干濾液，得到(+)或(-)-(II)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的手性螺環(huán)氧膦配體化合物的制備方法，其特征在于二芳基氯膦(ClPR2)為二苯基氯膦(ClPPh2)，得到(+)或(-)-(III)。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的手性螺環(huán)氧膦配體化合物的制備方法，其特征在于反應(yīng)溶劑為四氫呋喃。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手性螺環(huán)氧膦配體化合物，其特征在于該化合物可制成絡(luò)合物[(+)或(-)-(II)-Rh(COD)]X，其中的COD為環(huán)辛-1，5-二烯，X＝Cl，BF4，該絡(luò)合物作為催化劑，用于催化如下結(jié)構(gòu)式的α，β-去氫氨基酸衍生物的不對稱氫化反應(yīng)。(Ph＝C6H5-)R3＝HR4＝H，Ph，p-NO2Ph，p-CH3OPh，p-CH3Ph，p-YPh(Y＝F，Cl，Br)R5＝H，CH3R6＝CH3CO，PhCO7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的手性螺環(huán)氧膦配體化合物，其特征在于該化合物可制成絡(luò)合物[(+)或(-)-(III)-Rh(COD)]X，作為催化劑，用于催化α，β-去氫氨基酸衍生物的不對稱氫化反應(yīng)。全文摘要本發(fā)明提供了一種新的手性配體化合物(+)或(－)－順,順－1,6－雙(二芳基膦氧或二烷基膦氧)－螺[4,4]壬烷[(+)或(－)－(Ⅱ)],其合成方法為以(+)或(－)－順,順－螺[4,4]壬烷－1,6－二醇與4－N,N－二甲基氨基吡啶、三乙胺和二芳基氯膦或二烷基氯膦在四氫呋喃中反應(yīng),反應(yīng)溫度為0—40℃,反應(yīng)時間為5—10小時,收率為50%以上。其絡(luò)合物[(+)或(－)－(Ⅱ)－Rh(COD)]X(其中的COD為環(huán)辛－1,5－二烯,X=Cl,BF文檔編號C07F9/53GK1180707SQ9611775公開日1998年5月6日申請日期1996年10月24日優(yōu)先權(quán)日1996年10月24日發(fā)明者蔣耀忠,陳新滋,胡文浩,鄢明,宓愛巧申請人:中國科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)研究所