一種手性5,5,10,10-四芳基二環(huán)[4.4.0]-3,8-雙磷酸及其制備方法和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉手性化合物制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種手性5,5,10,10-四芳基二環(huán) [4.4.0 ] -3，8-雙磷酸及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 手性磷酸作為Br (i>nsted酸催化劑的一種，具有中等強度的酸性，環(huán)狀的剛性結(jié) 構(gòu)，表現(xiàn)出優(yōu)異的不對稱催化活性，目前已經(jīng)發(fā)展為一種通用的手性催化劑[Terada M.Bulletin of the Chemical Society of Japan，2010,83(2): 101-119·]，部分手性磷酸 已經(jīng)商業(yè)化。手性磷酸催化劑在催化不對稱Mannich反應(yīng)[(a)Akiyama，T Itoh，J .; YokotajK.；Fuchibe,K.Angew.Chem.Int.Ed.2004,43,1566；(b)Uraguchi,D.；Terada, M. J.Am.Chem.Soc.2004，126,5356. ]，C-H活化[(a)Mori，K. ;Ehara，K. ;Kurihara，K.; Akiyama,T.J.Am.Chem.Soc.2011,133,6166-6169.(b)Terada,M.；Soga,K.；Momiyama, N. Angew. Chem.，Int .Ed.，2008，47,4122-4125 ·]，不對稱Friedel-Crafts反應(yīng)[(a)Bi B， Lou Q-XjDing Y-YjChen S-WjZhang S-SjHu W-HjZhao J-L.0rg.Lett.,2015,17(3),540-543.(b)Mori K，Wakazawa M，Akiyama T.Chem.Sci.，2014,5，1799-1803·]，不對稱 Biginelli 反應(yīng)[Li, N. ;Chen，X.H. ;Song，J. ;Luo，S.W. ;Fan，W. ;Gong， L.Z.J.Am.Chem.Soc.2009,131,15301-15310.(b)Chen,X.H.；Xu,X.Y.；Liu,H.；Cun,L-F.； GongjL.Z.J.Am.Chem.Soc.2006,128,14802-14803.(c)Goss,J.M.；Schaus, S.E.J.Org.Chem. 2008,73(16) ,7651-7656.]等方面取得了好的結(jié)果。但研究發(fā)現(xiàn)，手性單 磷酸對某些類型的反應(yīng)催化效率較低，反應(yīng)時間較長且催化劑用量較大[(a)Terada， Μ·Chem.Commun.，2008,4097-4112.(b)Terada，M.Synthesis 2010,1929-1982·]，所以目前 的研究聚焦在手性二磷酸的合成[(a )Momiyama，N. ;Κοηηο，Τ· ;Furiya，Y. ; Iwamoto，Τ·; Terada，Μ·J.Am.Chem.Soc·2011，133，19294-19297·(b)He，L.;Chen，Χ·Η·;Wang，D.N·;Luo， S.ff.；Zhang,ff.Q.；Yu,J.；Ren,L.；Gong,L.Z.J.Am.Chem.Soc.2011,133,13504-13518.]〇
[0003] 聯(lián)萘酚衍生物的磷酸化反應(yīng)易于進行:聯(lián)萘酚衍生物直接與三氯氧磷反應(yīng)即可制 得。但對聯(lián)萘骨架進行衍生化比較麻煩，一般要先對酚羥基進行保護，再通過金屬化、鹵化 和Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)引入相應(yīng)的基團，而后對酚羥基去保護，繼而與三氯氧磷反應(yīng)制得相應(yīng) 的手性磷酸催化劑[Rueping，M.;Sugiono，E.;Azap，C.T.Theissmann in Catalysts for Fine Chemical Synthesis,Vol.5(Eds.:S.M.Roberts,J.ffhittall),WileyjChichester, 2007,pp.161-181.The synthesis has been described as part of the synthesis of the corresponding phosphoric acid derivative .]dTADD0L衍生的手性單磷酸，手性骨 架易于進行衍生化，但手性磷酸的制備較復(fù)雜，需要與活性較高的三氯化磷反應(yīng)制得亞磷 酸酯，再利用單質(zhì)碘或雙氧水進行氧化才能得到相應(yīng)的手性磷酸[(a)Akiyama T ,Saitoh YjMorita H,et al.Advanced Synthesis&Catalysis,2005,347,1523-1526.(b)Voituriez A，Charette A B.Advanced 3711也6818&0&七&17818,2006,348,2363-2370.]。且1六0001^仲輕 基的去保護比較麻煩，一般要先用DDQ(2,3-二氯-5,6-二氰基-1，4-苯醌)進行氧化，再用 LiA1H4還原脫去酸/酮保護基[Luithle，J.E· ;Pietruszka, J.J.Org.Chem. 1999,64,8287-8297 .]，而酒石酸衍生的手性雙磷酸目前尚未見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種手性5,5，10,10-四芳基二環(huán) [4.4.0]-3,8_雙磷酸的制備方法，該方法原料易得，工藝流程簡單，操作簡便，反應(yīng)選擇性 好，產(chǎn)物收率高。該手性5,5,10,10-四芳基二環(huán)[4.4.0]-3,8_雙磷酸具有優(yōu)異的手性誘導(dǎo) 能力，能用于催化不對稱合成。
[0005] 實現(xiàn)本發(fā)明上述目的所采用的技術(shù)方案為：
[0006] -種手性5，5，10，10-四芳基二環(huán)[4.4.0]-3，8-雙磷酸，其結(jié)構(gòu)通式如下：
[0008] 所述Ar為苯基、甲苯基、氯苯基、溴苯基、硝基苯基或萘基。
[0009] -種手性5,5，10，10-四芳基二環(huán)[4.4.0]-3,8-雙磷酸的制備方法，包括如下步 驟:將光學(xué)純酒石酸酯與格氏試劑進行反應(yīng)，制得手性1，1，4,4_四芳基丁四醇，在有機堿存 在條件下，將手性1，1，4,4_四芳基丁四醇與三氯氧磷在0°C_36°C條件下發(fā)生高度區(qū)域選擇 性1，3_環(huán)磷酸化反應(yīng)，制得手性5,5，10，10-四芳基二環(huán)[4.4.0]-3,8-雙磷酸，所述的格氏 試劑中的R為苯基、甲苯基、氯苯基、溴苯基、硝基苯基或萘基。
[0010]所述的酒石酸酯為酒石酸二乙酯或酒石酸二甲酯。
[0011] 酒石酸酯與格氏試劑的摩爾比為1:6-8。
[0012] 所述的有機堿為三乙胺或吡啶。
[0013] 有機堿與手性1，1，4,4_四芳基丁四醇的摩爾比為6-30:1。
[0014]手性1，1，4,4_四芳基丁四醇與三氯氧磷的摩爾比為1:2-3。
[0015] 所述的高度區(qū)域選擇性1，3_環(huán)磷酸化反應(yīng)的具體操作步驟如下:將手性1，1，4,4_ 四苯基丁四醇加入到反應(yīng)容器中，然后向反應(yīng)容器中加入有機堿，將反應(yīng)容器置于〇-l〇°C 環(huán)境中，攪拌15分鐘后，在攪拌的條件下向反應(yīng)容器中滴加三氯氧磷，滴加完畢后繼續(xù)攪拌 30分鐘，加熱至25-36°C，再繼續(xù)攪拌120分鐘后，用2mol/L的鹽酸調(diào)節(jié)體系的pH值至1-2，結(jié) 晶后得到手性5,5，10，10_四芳基二環(huán)[4.4.0]-3,8_雙磷酸。
[0016] 一種手性5，5，10，10-四芳基二環(huán)[4.4.0]-3，8_雙磷酸在催化不對稱合成反應(yīng)中 的應(yīng)用。
[0017] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果和優(yōu)點在于：
[0018] 1)該方法原料易得，工藝流程簡單，工藝條件易控制，操作簡便，可操作性強，且生 產(chǎn)成本低。
[0019] 2)該方法從TADDOL的母體化合物一手性I，1，4，4-四芳基丁四醇出發(fā)，通過其與三 氯氧磷的高度區(qū)域選擇性衍生化反應(yīng)制得手性5，5，10，10-四芳基二環(huán)[4.4.0]-3，8-雙磷 酸，避開了亞磷酸酯的氧化和TADDOL仲羥基的去保護程序，從而大大簡化了其合成步驟。
[0020] 3)該方法反應(yīng)區(qū)域選擇性好，產(chǎn)物收率高，測試表明，產(chǎn)物收率高達87%。
[0021] 4)該手性5,5，10，10-四芳基二環(huán)[4.4.0]-3,8-雙磷酸具有優(yōu)異的手性誘導(dǎo)能力， 能用于催化不對稱合成，如Biginel Ii反應(yīng)。
【附圖說明】
[0022] 圖1為實施例1制備的（11?，61〇-5,5，10，10-四苯基二環(huán)[4.4.0]-3,8-雙磷酸的單 晶結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0023]下面將結(jié)合具體實施例對本發(fā)明加以詳細說明。
[0024] 實施例1
[0025] -種（11?，61〇-5,5，10，10-四苯基二環(huán)[4.4.0]-3,8-雙磷酸的制備方法，其步驟 是：
[0026] 1)將苯基溴化鎂溶解于四氫呋喃中，然后將光學(xué)純(2R，3R)_酒石酸二乙酯滴加到 苯基溴化鎂的四氫呋喃溶液中，其中苯基溴化鎂與(2R，3R)_酒石酸二乙酯的摩爾比為6:1， 反應(yīng)完成后，用飽和氯化銨水溶液淬滅，乙醚萃取，濃縮，由硅膠柱層析后得到（2R，3R)-1， 1，4,4-四苯基丁四醇，收率：50%，m.p· :149-150°C;[a]D25 = + 154.0(c 1.2，CHC13) ;IR (KBr): 3436，3058，2916，1598，1492，1447，1063,698; 1H-NMR(O)Cl3，300MHz): δ7 · 37-7 · 13 (m,20H,Ar-H)；4.65(d ,J = 7.2Hz,2H,0H)4.41(d ,J = 4.7Hz,2H,CH)；3.77(d ,J = 5.3Hz,2H, 0H).13C-Mffi(CDC13,75MHz)Sl43.8;142.7 ;134.6;131.5;129.3;128.3 ;128.2;127.9; 127.5；126.7；125.5；81.3,69.7〇
[0027] 2)將(2匕31〇-1，1，4,4-四苯基丁四醇加入到圓底燒瓶中，然后向圓底燒瓶中加入 三乙胺，其中（21?，31〇-1，1，4,4-四苯基丁四醇與三乙胺的摩爾比為1:30，將圓底燒瓶置于0 °C環(huán)境中，攪拌15分鐘后，在攪拌的條件下向圓底燒瓶中滴加三氯氧磷，其中三氯氧磷與 (2R，3R)-1，1，4,4-四苯基丁四醇的摩爾比為2:1，滴加完畢后繼續(xù)攪拌30分鐘，加熱至25 °C，再繼續(xù)攪拌120分鐘后，用2mol/L的鹽酸調(diào)節(jié)體系的pH值至1-2,結(jié)晶后得到（1R，6R)_5， 5，10，10-四苯基二環(huán)[4.4.0]-3,8-雙磷酸。收率 ：87%;1114.195-197°(3;[(^28 = -108(。 0 · 7，CH3CH2OH); 1H NMR(CDCl3，300MHz): δ7 · 44-7 · 20 (m，20H，Ar-H)，5 · 52 (s，2H，C-H); 4 · 57 (s,2H,-OH,mixed with the water peak of DMSO and disappeared after adding D2O); 13C NMR(CDCl3,75MHz)：5l42.3,140.7,129.5,129.1,128.9,128.0,126.1,125.5, 89.0,72.20
[0028]單晶數(shù)據(jù)：empirical formula ,C28H26〇9P2; formula weight, 568 · 43; calculated density,1.378g/cm3；volume(V),2739.3(3)A3;crystal sy