一種高位阻手性卟啉及其制備方法和其金屬卟啉的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)合成領(lǐng)域，具體涉及一種的高位阻手性卟啉及制備方法和其金屬 卟啉的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前化學(xué)工作者們所合成的眾多手性卟啉中，仏卟啉最具代表性，具有以下 幾點(diǎn)特性：（l)meS〇位上的苯基易引入各種取代基進(jìn)行改良；(2)合成過程中對應(yīng)的阻 旋異構(gòu)體不必分離；（3)比卟啉環(huán)平面的兩邊都可被修飾，共同提供有利的反應(yīng)點(diǎn)，不 必再引入別的大位阻手性輔基（Halteman, R. L.，Jan, S. -T. and Standlee, D. J.，Tetra hedron, 1997, 53, 11277-11296. Nakagaka, Η. , Sei, Υ. Naganoa, Τ. and Yamaguchi, Κ. , J. Molecular Catalysis A:Chemical. 2004, 219, 221-226.)。另外手性金屬卟啉的設(shè) 計合成及其應(yīng)用一直備受科學(xué)家們的關(guān)注。如美國的石油醚ter Zhang教授設(shè)計合 成了一類鈷卟啉，并利用它來催化環(huán)氧化、胺基化、羥基化、環(huán)丙烷化和氮雜環(huán)丙烷化 等反應(yīng)，均取得 了較好的結(jié)果（〇1611，￥.，？161(18，1(.13.311(121131^，乂.？.，]\4111.〇16111· S °C · 2004, 126, 14718-14719. ;Zhu，S. F.，Rup 石油醚1，了.￥.&11(11^，!1.了.，了.八111.〇16111· S °C，2008, 130, 5042-5043. ;Chen, Y. ;Rup 石油醚1，了.￥.&11(12&叩，父.？.，了.六111.〇16111· S°C .2007, 129, 12074-12075.)。而且近年來，隨著對卟啉化學(xué)研宄的深入，許多新型 的手性卟啉被設(shè)計合成出來，并成功的模擬細(xì)胞色素 P-450酶對不對稱反應(yīng)進(jìn)行催 化（Li, C.Y·，Wang, X.B. and Sun, X.L.，et al.J. Am. Chem. S °C · 2007, 129, 1494-1495.; Xu, H. ff. , Li, G. Y. and Wong, M. K. , et al. Organic Letters, 2005, 7, 5349-5352.； Chen, Y.，F(xiàn)ields, K. B. and Zhang, X. P.，J. Am. Chem. S °C · 2004, 126, 14718-14719.)。但這 些大都是低位阻的手性卟啉，少有的手性卟啉配體，位阻很大。我們經(jīng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，由于卟啉 H2TTPPP的meso位被4個三苯基苯取代，從而使之具有剛性強(qiáng)，高位阻，"雙口袋"空腔等特 性，這對作為底物的小分子有極好的選擇性；而仏卟啉則有很好的催化活性和手性環(huán)境。于 是我們將這兩者相結(jié)合，設(shè)計合成出了一類新型的高位阻手性卟啉及其金屬卟啉，并實(shí)現(xiàn) 了小分子底物的不對稱反應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的問題是合成一類新型高位阻的手性卟啉，為了解決上述問題，在 按文獻(xiàn)方法（a) Halteman, R. L. and Nimmons, H. L. , Synlett. 1991, 791-794 ；b)Halteman, R. L. and Mei, X. , Tetrahedron Lett. 1996, 37, 6291-6294 ；c)Halteman, R. L. , Jan, S. -T. andNimmons, H. L. , Tetrahedron, 1997, 53, 11257-11276. ；Rothemund, P. J. Am. Chem. S °C . 1936, 58, 625-627. ；Thyagarajan, S. , Leiding, T. and Arskold, S. P. , Inorg. Chem. 2010,49,9909 - 9920.)合成了手性醛、三苯基苯甲醛及常規(guī)卟啉H2TMP、（+)-04卟 琳、（_)-D4卟琳。
[0004] 本發(fā)明所提供的的技術(shù)方案具體如下：
[0007]
[0005] -種高位阻手性卟啉，包括式（I)、式（II)、式（III)、式（IV)所示結(jié)構(gòu)的化合物：[0006]

[0008] 其中：R1、R2、R3是相同或不同的基團(tuán)，且為-H、-F、-Cl、-Br、-I、-CH 3、-OCH3、-NO2、-N H2、-Ph、-OH、-COOH 或-CH20H。
[0009] 所述的式（I)所示結(jié)構(gòu)的化合物為：
[0010]
1實(shí)施例中簡稱為（+) _2_13 ;
[0011] 式（II)所示結(jié)構(gòu)的化合物為：
[0012]
實(shí)施例中簡稱為（+) _2_14 ;
[0013] 式（III)所示結(jié)構(gòu)的化合物為：
[0014]
實(shí)施例中簡稱為（+) _2_15 ;
[0015] 式（IV)所示結(jié)構(gòu)的化合物為：
[0016]
實(shí)施例中簡稱為（+)-2-16。
[0017] 一種制備式（I)所示結(jié)構(gòu)的高位阻手性卟啉的方法，包括以下步驟：無水無氧條 件下，將摩爾比為1 :〇. 2~30的化合物A和化合物B分別加入到反應(yīng)器中，然后加入新 蒸氯仿和無水乙醇，然后在避光條件下將三氟化硼乙醚加入到反應(yīng)體系中引發(fā)反應(yīng)，室溫 下繼續(xù)攪拌2-3h ;然后將四氯對苯醌加入到反應(yīng)器中，加熱使反應(yīng)體系微沸2. 5h，純化， 即得到式（I)所示結(jié)構(gòu)的高位阻手性卟啉；所述的三氟化硼乙醚與化合物A的摩爾比為 0. 3~30 :1 ;所述的四氯對苯醌與化合物A的摩爾比為0. 2~20 :1 ;所述的新蒸氯仿無
水、不顯酸性；所述的化合物A的結(jié)構(gòu)式為 所述的化合物B的結(jié)構(gòu)式為
，
[0018] 所述的化合物A和化合物B的摩爾比為1:1 ;所述的三氟化硼乙醚與化合物A的 摩爾比為0. 5~I. 5:1 ;所述的四氯對苯醌與化合物A的摩爾比為0. 5~I. 5:1 ;所述的純 化步驟為：將反應(yīng)體系冷至室溫后加三乙胺中和體系中的酸性介質(zhì)；然后將反應(yīng)液過中性 Al2O3層析柱，并用氯仿淋洗直至淋洗液呈無色，濾液過硅膠柱層析柱分離純化收集紅色色 帶，洗脫液是體積比為1:1的石油醚/二氯甲烷混合溶液，重結(jié)晶得到式（I)所示結(jié)構(gòu)的高 位阻手性卟啉。
[0019] 一種制備式（II)、式（III)、式（IV)所示結(jié)構(gòu)的高位阻手性卟啉的方法，包括以 下步驟：無水無氧條件下，分別將摩爾比為1:0. 5~30的化合物A、化合物C加入到反應(yīng)器 中，然后加入新蒸氯仿、無水乙醇和吡咯，避光條件下將三氟化硼乙醚加入到反應(yīng)體系中， 25°C下繼續(xù)攪拌2h，然后將四氯對苯醌加入到反應(yīng)瓶中，加熱保持微沸2. 5h，純化，即得到 式（II)、式（III)、式（IV)所示結(jié)構(gòu)的高位阻手性卟啉；所述的三氟化硼乙醚與化合物A的 摩爾比為0.3~30 :1 ;所述的四氯對苯醌與化合物A的摩爾比為0.2~20:1 ;所述的新蒸 氯仿無水、不顯酸性；所述的化合物A的結(jié)構(gòu)式為
所述的化合物C的結(jié)構(gòu) 9
式為
[0020]
[0021] 所述的三氟化硼乙醚與化合物A的摩爾比為0.5~1.5:1 ;所述的四氯對苯醌與 化合物A的摩爾比為0. 5~1. 5:1 ;所述的純化步驟為：將反應(yīng)體系冷卻至室溫后加入三乙 胺中和，然后將反應(yīng)混合液過Al2O3層析柱，用三氯甲烷淋洗至無色；淋洗液快速過一根較 粗的硅膠H層析柱，先用體積比為2:1的石油醚/二氯甲烷混合溶液淋洗，棄去淋洗液最前 沿的紅色色帶，隨后兩個距離較近的紅色色帶依次為式（II)、式（III)所示結(jié)構(gòu)的高位阻 手性卟啉，緊隨的色帶為式（IV)所示結(jié)構(gòu)的高位阻手性卟啉。
[0022] 所述的高位阻手性卟啉在催化劑制備領(lǐng)域中的應(yīng)用。
[0023] -種高位阻手性卟啉催化劑的制備方法，包括以下步驟：將無水無氧條件下，將 十二羰基三釕Ru3(CO) 12、所述的高位阻手性卟啉和1，2, 4-三氯苯分別加入三頸圓底燒瓶 中，將反應(yīng)體系升溫至196-200°C，避光攪拌反應(yīng)5-6h，薄層色譜監(jiān)測至反應(yīng)完全，得到化 合物1 ;將化合物1與間氯過氧苯甲酸室溫下在二氯甲烷中反應(yīng)，得到化合物2 ;化合物2和 三甲基氯硅烷室溫下在二氯甲烷中反應(yīng)，即得到高位阻手性卟啉催化劑。
[0024] 所述的高位阻手性卟啉為
[0025] 所述的高位阻手性卟啉催化劑為
[0026] -種高位阻手性卟啉催化劑，由上述高位阻手性卟啉催化劑的制備方法制備得 到，具有式（V)所示的結(jié)構(gòu)：
[0027]
[0028] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：
[0029] (1)為了設(shè)計合成新型高位阻手性金屬卟啉，先采用"逐步合成法"合成了高位 阻手性卟啉（+)-2-13 ;接著采用"一鍋法"合成出雜合的高位阻的手性卟啉（+)-2_14， (+)_2_15，（+)_2_16〇
[0030] (2)合成出雜合高位阻手性卟啉后，我們通過反復(fù)柱層析分離獲得純凈的卟啉產(chǎn) 品。
[0031] (3)運(yùn)用該類高位阻手性金屬釕卟啉催化芐位C-H鍵的不對稱羥基化和胺化反 應(yīng)。
[0032] (4)通