CN101073782A - 含中心手性功能基的4－二甲胺基吡啶有机小分子催化剂及其制备方法 - Google Patents

含中心手性功能基的4－二甲胺基吡啶有机小分子催化剂及其制备方法 Download PDF

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马军安
张光武
岳超凯
王琏
聂晶
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Tianjin University
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Abstract

本发明涉及一类含中心手性功能基的4－二甲胺基吡啶有机小分子催化剂及其制备方法。本发明制备方法，包括步骤如下：将原料4－二甲胺基吡啶－3－甲酸酰氯，在碱催化下，于0－40℃下，在二氯甲烷中，与N－(α－苯乙基)的手性胺作用，得到目标含中心手性功能基的4－二甲胺基吡啶有机分子催化剂；4－二甲胺基吡啶－3－甲酰氯与中心手性的胺及碱的摩尔比是1∶1.0～1.5∶2。本发明所述的中心手性功能基的4－二甲胺基吡啶有机分子催化剂，在用于催化苯甲酸酐或异丙酸酐与消旋的α－甲基苄醇的不对称反应，可高收率80－91％得到手性酸酯，对映选择性ee值达58－90％。

Description

含中心手性功能基的4-二甲胺基吡啶有机小分子催化剂及其制备方法
                                技术领域
本发明涉及一类含中心手性功能基的4-二甲胺基吡啶有机分子催化剂，具体地讲是公开了一类含中心手性功能基的4-二甲胺基吡啶有机小分子催化剂及其制备方法。
                                背景技术
手性4-二甲胺基吡啶类化合物是一类重要的有机小分子催化剂，在很多有机催化不对称反应中表现出很好的手性诱导能力(E.F.Scriven，Chem.Soc.Rev..1983，129；D.J.Guerin，S.J.Miller，T.Lectka，Chem.Rev.2003，103，2985；and G.C.Fu，Acc.Chem.Res.2004，37，542.)。最近，许多新的手性4-二甲胺基吡啶类化合物被合成出来，并且在许多不对称反应中具有非常高的催化活性和对映选择性(C.O Dálaigh，S.J.Hynes，D.J.Maher，S.J.Connon，Org.Biomol.Chem.2005，3，981；Scott A.Shaw，Pedro Aleman，Justin Christy，Jeff W.Kampf，Porino Va，andEdwin Vedejs，J.Am.Chem.Soc.2006，128，925；Shinji Yamada，*Tomoko Misono，Yuko Iwai，Ayako Masumizu，and Yukiko Akiyama，J.Org.Chem.2006，71，6872；and Huy V.Nguyen，MajidMotevalli，Christopher J.Richards，Synlett 2007，725.)。
手性4-二甲胺基吡啶类化合物作为催化剂，可用于动力学拆分消旋的醇、胺、氨基酸等反应，尽管人们已经做了大量研究工作，但是使用已有的手性4-二甲胺基吡啶类化合物作为催化剂只能对特定底物呈现高的活性和对映选择性，并不能对所有的底物获得理想的结果。因此，研究开发新型、高效的手性4-二甲胺基吡啶有机小分子催化剂是必须的。
                                发明内容
本发明的目的旨在开发一种新型的含中心手性功能基的4-二甲胺基吡啶有机分子催化剂，本发明的另一个目的是提供上述新型的含中心手性功能基的4-二甲胺基吡啶有机分子催化剂的制备方法。
本发明的一种含中心手性功能基的4-二甲胺基吡啶有机分子催化剂，是具有以下化学结构通式的化合物：
Figure A20071005771800031
式中R为H，(R)-2-苯乙基，环戊基，环乙基，环庚基，环辛基。
所述的化合物的中心手性结构为(R)或(S)构型。
本发明的含中心手性功能基的4-二甲胺基吡啶有机分子催化剂的制备方法，包括步骤如下：将原料4-二甲胺基吡啶-3-甲酸酰氯，在碱催化下，于0-40℃下，在二氯甲烷中，与N-(α-苯乙基)的手性胺作用，得到目标含中心手性功能基的4-二甲胺基吡啶有机分子催化剂；4-二甲胺基吡啶-3-甲酰氯与中心手性的胺及碱的摩尔比是1∶1.0～1.5∶2。
所述的碱包括三乙胺，吡啶，碳酸钠，碳酸氢钠，碳酸钾或碳酸氢钾。
本发明所述的中心手性功能基的4-二甲胺基吡啶有机分子催化剂，在用于催化苯甲酸酐或异丙酸酐与消旋的α-甲基苄醇的不对称反应，可高收率(80-91％)得到手性酸酯，对映选择性ee值达58-90％。
                                具体实施方式
通过下述实例有助于进一步理解本发明，但并不限制本发明。
实例1：催化剂的制备：(S)-N-(α-苯乙基胺)-4-二甲胺基吡啶-3-甲酸酰胺
Figure A20071005771800042
在-5-0℃下，向溶解有1.21g(0.01mol)(S)-α-苯乙胺和3.03g(0.03mol)三乙胺的二氯甲烷(20mL)溶液中，加入溶解有1.85g(0.01mol)的4-二甲胺基吡啶-3-甲酸酰氯的二氯甲烷溶液(10mL)。20分钟加毕，继续在室温搅拌3小时。结束反应，常规处理，得到纯的(S)-N-(α-苯乙基胺)-4-二甲胺基吡啶-3-甲酸酰胺，1.91g，收率71.0％。1H NMR(CDCl3)，δppm：1.54(d，J＝6.8Hz，3H)，2.43(S，3H)，2.46(S，3H)，5.00-5.03(m，1H)，7.02(d，J＝2.1Hz，1H)，7.06-7.24(m，5H)，8.70(d，J＝2.1Hz，1H)，9.01(s，1H)。
该催化剂用于催化苯甲酸酐与消旋的α-甲基苄醇的不对称反应，得到手性酸酯，收率82％，对映选择性ee值达60％。
实例2：(R)-N-(α-苯乙基胺)-4-二甲胺基吡啶-3-甲酸酰胺
Figure A20071005771800043
与实例1类似的方法，在25℃，用(R)-α-苯乙胺为原料，与4-二甲胺基吡啶-3-甲酸酰氯的摩尔比为1∶1.2，合成(R)-N-(α-苯乙基胺)-4-二甲胺基吡啶-3-甲酸酰胺，收率68.1％。1HNMR(CDCL3)，δppm：1.53(d，J＝6.8Hz，3H)，2.434(S，3H)，2.46(S，3H)，5.03-5.09(m，1H)，7.00(d，J＝2.1Hz，1H)，7.04-7.27(m，5H)，8.68(d，J＝2.1Hz，1H)，9.00(s，1H)。
实例3：催化剂的制备：(S，S)-N，N-双(α-苯乙基胺)-4-二甲胺基吡啶-3-甲酸酰胺
Figure A20071005771800051
与实例1类似的方法，在40℃，以0.02摩尔吡啶为碱催化剂，用手性(S，S)-双α-苯乙基胺为原料，其与4-二甲胺基吡啶-3-甲酸酰氯的摩尔配比为1∶1.5，合成(S，S)-N，N-双(α-苯乙基胺)-4-二甲胺基吡啶-3-甲酸酰胺，收率42.0％。1H NMR(CDCl3)，δppm：1.50(d，J＝6.8Hz，3H)，1.54(d，J＝6.8Hz，3H)，2.40(S，3H)，2.44(S，3H)，5.04-5.08(m，2H)，6.94(d，J＝2.1Hz，1H)，7.0-7.30(m，10H)，8.68(d，J＝2.1Hz，1H)，8.98(s，1H)。
该催化剂用于催化苯甲酸酐与消旋的α-甲基苄醇的不对称反应，得到手性酸酯，收率89％，对映选择性ee值达90％。
实例4：催化剂的制备：(S)-(N-α-苯乙基胺-N-环戊基胺基)-4-二甲胺基吡啶-3-甲酸酰胺
Figure A20071005771800052
与实例1类似的方法，在30℃，以0.02摩尔碳酸钾为碱催化剂，用(S)-N-环戊基-N-α-苯乙基胺为原料，其与4-二甲胺基吡啶-3-甲酸酰氯的摩尔配比为1∶1，合成(S)-(N-α-苯乙基胺-N-环戊基胺基)-4-二甲胺基吡啶-3-甲酸酰胺，收率39.7％。
该催化剂用于催化异丙酸酐与消旋的α-甲基苄醇的不对称反应，得到手性酸酯，收率58％，对映选择性ee值达72％。
实例5：催化剂的制备：(S)-(N-α-苯乙基胺-N-环己基胺基)-4-二甲胺基吡啶-3-甲酸酰胺
Figure A20071005771800053
与实例1类似的方法，在-5-0℃，以0.02摩尔碳酸氢钾为碱催化剂，用(S)-N-环己基-N-α-苯乙基胺，合成(S)-(N-α-苯乙基-N-环己基胺基)-4-二甲胺基吡啶-3-甲酰胺，收率41.2％。
该催化剂用于催化苯甲酸酐与消旋的α-甲基苄醇的不对称反应，得到手性酸酯，收率85％，对映选择性ee值达85％。
实例6：催化剂的制备：(S)-(N-α-苯乙基胺-N-环庚基胺基)-4-二甲胺基吡啶-3-甲酸酰胺
Figure A20071005771800061
与实例1类似的方法，40℃，用(S)-N-环庚基-N-α-苯乙基胺为原料，合成(S)-(N-α-苯乙基-N-环庚基胺基)-4-二甲胺基吡啶-3-甲酰胺，收率55.1％。
该催化剂用于催化苯甲酸酐与消旋的α-甲基苄醇的不对称反应，得到手性酸酯，收率68％，对映选择性ee值达73％。
实例7：(S)-(N-α-苯乙基胺-N-环辛基胺基)-4-二甲胺基吡啶-3-甲酸酰胺
Figure A20071005771800062
与实例1类似的方法，25℃，用(S)-N-环辛基-N-α-苯乙基胺为原料，其与4-二甲胺基吡啶-3-甲酸酰氯的摩尔配比为1∶1.1，合成(S)-(N-α-苯乙基-N-环辛基胺基)-4-二甲胺基吡啶-3-甲酰胺，收率48.8％。
该催化剂用于催化异丙酸酐与消旋的α-甲基苄醇的不对称反应，得到手性酸酯，收率60％，对映选择性ee值达77％。
本发明并不局限于实施例中所描述的技术，它的描述是说明性的，并非限制性的，本发明的权限由权利要求所限定，基于本技术领域人员依据本发明所能够变化、重组等方法得到的与本发明相关的技术，都在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种含中心手性功能基的4-二甲胺基吡啶有机小分子催化剂，其特征在于它是具有以下化学结构通式的化合物
Figure A2007100577180002C1
式中R为H，(R)-2-苯乙基，环戊基，环己基，环庚基或环辛基。
2.如权利要求1所述的含中心手性功能基的4-二甲胺基吡啶有机小分子催化剂，其特征在于所述的化合物的中心手性结构为(R)或(S)构型。
3.如权利要求1或2所述的含中心手性功能基的4-二甲胺基吡啶有机小分子催化剂的制备方法，其特征是包括步骤如下：将原料4-二甲胺基吡啶-3-甲酸酰氯，在碱催化下，于0-40℃下，在二氯甲烷中，与N-(α-苯乙基)的手性胺作用，得到目标含中心手性功能基的4-二甲胺基吡啶有机分子催化剂；4-二甲胺基吡啶-3-甲酰氯与中心手性的胺及碱的摩尔比是1∶1.0～1.5∶2。
4.如权利要求3所述的含中心手性功能基的4-二甲胺基吡啶有机小分子催化剂的制备方法，其特征是所述的碱包括三乙胺，吡啶，碳酸钠，碳酸氢钠，碳酸钾或碳酸氢钾。
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