含有手性聯(lián)萘單元的芳炔化合物及其合成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以手性聯(lián)萘為模板的芳炔類化合物及其合成方法，其制備方法包括：將起始原料與手性聯(lián)萘的芳炔類化合物混合溶解，添加催化劑后通過Sonogashira偶聯(lián)反應并經(jīng)萃取等處理后得到所需的芳炔類化合物。本發(fā)明所選擇的模板2,2′-二取代-1,1′-聯(lián)萘在構(gòu)型上具有高度的穩(wěn)定性和炔鍵剛性，能保證在各步反應中不發(fā)生立體構(gòu)型的變化，可以用于構(gòu)筑堅固的分子骨架。
【專利說明】
含有手性聯(lián)萘單元的芳炔化合物及其合成方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于手性化合物的環(huán)芳化合物研究領(lǐng)域，尤其涉及一種手性聯(lián)萘衍生物及 其合成方法和在不對稱合成或不對稱催化反應領(lǐng)域的應用。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年，以手征性高度穩(wěn)定的前體為模板構(gòu)筑具有光學活性分子的研究引起了化學 工作者的關(guān)注。這個新概念的優(yōu)點在于：由于保持構(gòu)型的模板能夠在所涉及的反應中將不 對稱性百分之百的傳遞到產(chǎn)物中去，而不用通過立體反應控制來實現(xiàn)手性化合物的合成， 從而成為一種理想的手性化合物的合成方法。手性聯(lián)萘的衍生物最早作為手性配體，在不 對稱催化領(lǐng)域被廣泛應用。如諾貝爾獎獲得者Noyori發(fā)明的以手性雙膦BINAP為代表的 配體分子，通過與合適的金屬配位形成了一系列新穎高效的手性催化劑。BINAP在學術(shù)和工 業(yè)上的成功應用使人們對聯(lián)萘類手性磷配體的研究興趣經(jīng)久不衰。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 對于以手性聯(lián)萘為模板的芳炔化合物的研究已有很多，但這些報道一般都是對不 同空間結(jié)構(gòu)的以手性聯(lián)萘為模板的芳炔化合物的合成及光譜等性質(zhì)的研究。對于含不同取 代基團對這類化合物的研究尚未見報道。為了研究取代基團對這類化合物光譜等性質(zhì)的影 響，本發(fā)明合成了一系列含有不同取代基團的含手性聯(lián)萘單元的芳炔化合物，并對這些化 合物的紫外-可見（UV-Vis)吸收和比旋光度[a ]D等方面的性質(zhì)進行了研究。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種以手性聯(lián)萘為模板的芳炔類 化合物，所述芳炔類化合物的結(jié)構(gòu)通式如下式（1)所示：
[0005]
[0006] 其中，R為取代基團。
[0007] 上述的芳炔類化合物中，所述的取代基團R為氫原子、甲氧基、N，N-二甲基、三氟 甲基或叔丁基。
[0008] 上述芳炔類化合物中，所述芳炔類化合物的分子結(jié)構(gòu)式優(yōu)選如下式（2)所示：
[0009]
[0010] 其中，t-Bu代表叔丁基。
[0011] 作為一個總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明提供一種用于制備上述目標化合物式（1)的方 法：
[0012] 在氮氣保護下，將化合物a和b按1 : (2~3)的摩爾比混合后溶于體積比為2 :1 的甲苯/二異丙胺混合溶液中，同時按1 :1的摩爾比添加四（三苯基膦）鈀（Pd(PPh3)4)和 CuI，25°C~80°C下充分反應lh~3h，加入飽和氯化銨溶液，用二氯甲烷萃取，飽和氯化鈉 溶液洗滌，用無水硫酸鎂干燥，過濾，除去溶劑，柱層析得到目標化合物，其中，Cul占化合物 a摩爾量的10% ;所述化合物a和化合物b的化學式分別如下：
[0013]
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：
[0015] (1)本發(fā)明所選擇的模板2,2'-二取代_1，1'-聯(lián)萘在構(gòu)型上具有高度的穩(wěn)定 性和炔鍵剛性，能保證在各步反應中不發(fā)生立體構(gòu)型的變化，可以用于構(gòu)筑堅固的分子骨 架，所以選擇光學純的2, 2'-二取代_1，1'-聯(lián)萘為模板來合成具有光學活性的芳炔化 合物。
[0016] (2)本發(fā)明主要通過Sonogashira偶聯(lián)反應來獲得目標產(chǎn)物，操作簡單，產(chǎn)率較 尚。
【附圖說明】
[0017] 圖1為目標化合物G1-G5的紫外-可見吸收光譜圖。
【具體實施方式】
[0018] 本實施例的芳炔類化合物的具體合成路線如下：
[0020] 實施例1 :
[0021] 本發(fā)明的芳炔類化合物，其分子結(jié)構(gòu)式如下式所示：
[0022]
[0023] 本實施例的芳炔類化合物的制備方法包括以下步驟：
[0024] 在氮氣保護下，將219mg的化合物bl 和91mg的化合 ( ) 物a混合后溶于10ml甲苯和5ml二異丙胺的混合溶液中，同時添加35mg(Pd(PPh3)4)和6mg Cul，在70°C條件下充分反應3h，加入飽和氯化銨溶液，用二氯甲烷萃取，飽和氯化鈉溶液 洗滌，用無水硫酸鎂干燥，過濾，除去溶劑，柱層析得到柱層析得到本實施例的芳炔類化合 物G1，產(chǎn)率75%。
[0025] 本實例的芳炔類化合物的具體合成路線如下：
[0027] 本實例的芳炔類化合物的表征數(shù)據(jù)NMR(300MHz，CDC13) : S = 6. 70(d，J = 8. 4Hz，4H)，7. 26 (d，J = 8. 4Hz，4H)，7. 30-7. 40 (m，10H)，7. 45-7. 54 (m，6H)，7. 78 (d，J = 8.7Hz，2H)，7.99(d，J = 8.4Hz，4H) ;13C NMR(125MHz，CDC13): S = 89.12,91.04,91.30， 93. 36,121. 40,122. 59,122. 88,122. 94,126. 56,126. 63,126. 84,128. 00,128. 04,128. 30， 128. 34,131. 08,131. 12,131. 50,132. 55,132. 98,140. 40.
[0028] (S) : [ a ]D27= +660. 3。（c 0? 07, in CHC1 3)。
[0029] 實施例2 :
[0030] 本發(fā)明的芳炔類化合物，其分子結(jié)構(gòu)式如下式所示：
[0031]
[0032] 本實施例的芳炔類化合物的制備方法包括以下步驟：
[0033] 在氮氣保護下，將160mg的化合物b2 和60mg的 C ) 化合物a混合后溶于10ml甲苯和5ml二異丙胺的混合溶液中，同時添加23mg(Pd(PPh3)4) 和4mg Cul，在70°C條件下充分反應3h，加入飽和氯化銨溶液，用二氯甲烷萃取，飽和氯化 鈉溶液洗滌，用無水硫酸鎂干燥，過濾，除去溶劑，柱層析得到本實施例的芳炔類化合物G2， 產(chǎn)率85%。
[0034] 本實例的芳炔類化合物的具體合成路線如下：
[0036] 本實例的芳炔類化合物的表征數(shù)據(jù)NMR(500MHz，CDC13) : S = 3. 78(s，6H)， 6. 69(d，J = 8. 5Hz，4H)，6. 84(d，J = 9. 0Hz，4H)，7. 22(d，J = 8. 5Hz，4H)，7. 33(t，J = 7. 5Hz，2H)，7. 37-7. 41(m，6H)，7. 49(d，J = 7. 5Hz，2H)，7. 77(d，J = 8. 5Hz，2H)，7. 95(d，J =8. 5Hz，2H)，7. 98(d，J = 8. 5Hz，2H) ;13C NMR(125MHz，CDC13) : S = 55. 25,87. 90,91. 12， 91. 15,93. 33,113. 98,115. 11，121. 51，122. 56,123. 00,126. 60,126. 82,128. 01，128. 02， 128. 09,130. 94,131. 08,132. 61，133. 01，140. 40,159. 68.
[0037] (S) : [ a ]D2S= +714. 1。（c 0? 03, in CHC13)。
[0038] 實施例3 :
[0039] 本發(fā)明的芳炔類化合物，其分子結(jié)構(gòu)式如下式所示：
[0040]
[0041] 本實施例的芳炔類化合物的制備方法包括以下步驟：
[0042] 在氮氣保護下，將164mg的化合物b3 和60mg ) 的化合物a混合后溶于10ml甲苯和5ml二異丙胺的混合溶液中，同時添加23mg (Pd (PPh3) 4) 和4mg Cul，在90°C條件下充分反應3h，加入飽和氯化銨溶液，用二氯甲烷萃取，飽和氯化 鈉溶液洗滌，用無水硫酸鎂干燥，過濾，除去溶劑，柱層析得到本實施例的芳炔類化合物G3， 產(chǎn)率63%。
[0043] 本實例的芳炔類化合物的具體合成路線如下：
[0045] 本實例的芳炔類化合物的表征數(shù)據(jù)NMR(500MHz，CDC13) : S = 2. 93(s，12H)， 6. 60 (d，J = 8. 5Hz，4H)，6. 67 (d，J = 8. 0Hz，4H)，7. 20 (d，J = 7. 5Hz，4H)，7. 30-7. 39 (m， 8H)，7. 48(t，J = 7. 0Hz，2H)，7. 77(d，J = 8. 5Hz，2H)，7. 94-7. 98(m，4H) ;13C NMR(125MHz， CDC13) : S = 40. 10,87. 28,90. 93,92. 53,93. 59,109. 59, 111. 69,121. 54,121. 92,123. 57， 126. 54,126. 57,126. 78,127. 98,128. 08,130. 71，131. 02,132. 57,132. 67,132. 94,140. 30， 150. 05.
[0046] (S) : [ a ]D17= +407. 5。（c 0? 22, in CHC13)。
[0047] 實施例4 :
[0048] 本發(fā)明的芳炔類化合物，其分子結(jié)構(gòu)式如下式所示：
[0049]
[0050] 本實施例的芳炔類化合物的制備方法包括以下步驟：
[0051] 在氮氣保護下，將179mg的化合物b4
和60mg的 化合物a混合后溶于10ml甲苯和5ml二異丙胺的混合溶液中，同時添加23mg(Pd(PPh3)4) 和4mg Cul，在70°C條件下充分反應3h，加入飽和氯化銨溶液，用二氯甲烷萃取，飽和氯化 鈉溶液洗滌，用無水硫酸鎂干燥，過濾，除去溶劑，柱層析得到本實施例的芳炔類化合物G4， 產(chǎn)率92%。
[0052] 本實例的芳炔類化合物的具體合成路線如下：
[0054] 本實例的芳炔類化合物的表征數(shù)據(jù)NMR(500MHz，CDC13) : S = 6. 72(d，J = 8.0Hz，4H)，7.26(d，J = 8.0Hz，4H)，7.31-7.40(m，4H)，7.49-7.58(m，10H)，7.78(d，J = 8.5Hz，2H)，7.96-8.01(m，4H) ;13C NMR(125MHz，CDC13): S = 89.52,91.40,91.62,93.19， 121. 33,121. 82,123. 55,123. 87 (q/jCF= 271. 8Hz), 125. 25 (q, 3JCF= 3. 8Hz), 126. 61, 126. 73,126. 81，126. 91，128. 03,128. 04,128. 10,131. 17,131. 29,131. 73,132. 57,133. 06， 140. 50.
[0055] (S) : [ a ]D17= +197. 9。（c 0? 015, in CHC1 3)。
[0056] 實施例5 :
[0057] 本發(fā)明的芳炔類化合物，其分子結(jié)構(gòu)式如下式所示：
[0058]
[0059] 本實施例的芳炔類化合物的制備方法包括以下步驟：
[0060] 在氮氣保護下，將173mg的化合物b5 和60mg的 > 化合物a混合后溶于10ml甲苯和5ml二異丙胺的混合溶液中，同時添加23mg(Pd(PPh3)4) 和4mg Cul，在70°C條件下充分反應3h，加入飽和氯化銨溶液，用二氯甲烷萃取，飽和氯化 鈉溶液洗滌，用無水硫酸鎂干燥，過濾，除去溶劑，柱層析得到本實施例的芳炔類化合物G5， 產(chǎn)率95%。
[0061] 本實例的芳炔類化合物的具體合成路線如下：
[0063] 本實例的芳炔類化合物的表征數(shù)據(jù)NMR(500MHz，CDC13) : S = 1. 30 (s， 18H)，6.69(d，J = 8.5Hz，4H)，7.24 (d，J = 8.5Hz，4H)，7. 31-7. 41 (m，12H)，7.49 (t，J = 7.5Hz，2H)，7.77(d，J = 8.5Hz，2H)，7.95(d，J = 8.5Hz，2H)，7.98(d，J = 8.5Hz，2H); 13C NMR(125MHz，CDC13):S = 3L 13,34.77,88.52,91.20,91.22,93.43，119.98，12L48， 122. 72,122. 88,125. 33,126. 61，126. 83,128. 01，128. 03,128. 08,131.08,131.09,131.28， 132. 60,133. 02,140. 42,151. 65.
[0064] (S) : [ a ]D2S= +630. 0。（c 0? 023, in CHC1 3)。
[0065] 本發(fā)明具有以下應用：
[0066] -種如圖1所示測得目標化合物G1-G5的紫外-可見吸收光譜對比。無取代基的 化合物G1的紫外最大吸收波長為337nm，含取代基的化合物G2-G5對應的紫外最大吸收波 長分別為：342,372,339和339。這里我們可以發(fā)現(xiàn)，對于MeO, CFjP t-Bu取代的化合物 G2, G4和G5,取代基的引入對紫外最大吸收波長幾乎沒有影響。但對于化合物G3這個含有 NMe2的化合物的紫外最大吸收波長相對于無取代基的化合物G1增加了 35nm。和化合物G2 和G5相比，同樣是含有供電子基團的G3卻表現(xiàn)出了紫外吸收上的差異，說明引起此種差異 的原因并不在于取代基是否是供電子基團。
[0067] 為了繼續(xù)考察取代基的引入對這類分子光學活性方面的影響，我們對這些化合物 的比旋光度進行了測定，如表1所示。
[0068] 表 1
[0069]
[0070] 與化合物G1進行對比后我們可以發(fā)現(xiàn)，吸電子基團0匕的存在會使比旋光度的 絕對值顯著的減小，而一般的供電子基團的存在并不會使分子的比旋光度值發(fā)生明顯的變 化。但含有匪6 2基團的化合物卻表現(xiàn)出了特殊的性質(zhì)：化合物G3的兩個N，N-二甲基的存 在使整個分子的比旋光度的絕對值增變小，這個化合物的特殊表現(xiàn)顯然是由于NMe 2基團的 特殊性質(zhì)所引起的。
[0071] 綜合來看，G3化合物由于匪e2基團的存在，其紫外-可見吸收和比旋光度值等方 面均顯示出了與其它類似物的不同。那么就可能可以利用匪e2基團的引入來調(diào)控光學活 性的芳炔化合物的紫外光譜吸收和比旋光度值的變化。從而為設(shè)計合成具有特定要求的光 譜性質(zhì)的光學活性化合物帶來了一種有著廣闊前景的方法。
【主權(quán)項】
1. 一種芳炔類化合物，其特征在于，所述化合物的結(jié)構(gòu)通式如下：其中，取代基團R為氫原子、甲氧基、N, N-二甲基、三氟甲基或叔丁基。2. -種芳炔類化合物，其特征在于，所述化合物的結(jié)構(gòu)式如下：其中，t-Bu代表叔丁基。3. -種合成如權(quán)利要求1或2所述化合物的方法，其特征在于，在氮氣保護下，將化合 物a和b按1 :(2~3)的摩爾比混合后溶于有機溶劑中，同時添加四（三苯基膦）鈀和Cul， 25°C~80°C下充分反應，加入飽和氯化銨溶液，用二氯甲燒萃取，飽和氯化鈉溶液洗滌，用 無水硫酸鎂干燥，過濾，除去溶劑，柱層析得到目標化合物，所述化合物a和化合物b的化學 式分別如下：其中，取代基團R為氫原子、甲氧基、N, N-二甲基、三氟甲基或叔丁基。4. 如權(quán)利要求3所述的合成方法，其特征在于，有機溶劑為體積比=2 :1的甲苯/二 異丙胺混合溶液。5. 如權(quán)利要求3所述的合成方法，其特征在于，四（三苯基膦）鈀和Cul的摩爾比為 1 :1，Cul占化合物a摩爾量的10%。6. 如權(quán)利要求3所述的合成方法，其特征在于，反應時間為lh~3h。
【文檔編號】C07C209/68GK105820029SQ201510698844
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2015年10月23日
【發(fā)明人】方敬坤, 孫騰逍, 許志敏, 方宇, 殷正茜
【申請人】南京理工大學