CN101346373A - 2,2',6,6'-四噁唑啉联苯配体及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种化工技术领域的2,2′,6,6′-四噁唑啉联苯配体的制备方法。本发明使化合物(III)和选自烷基卤硫鎓化合物、芳基卤硫鎓化合物、磷酰氯、五氯化磷、亚硫酰氯以及三苯基磷的可以活化羟基的活化剂,在碱存在的条件下进行反应,以得到目标产物(IV)2,2′,6,6′-四噁唑啉联苯配体。本发明的配体可应用于各种金属催化的不对称反应中,且具有很高的反应活性和立体选择性,具有较广泛的应用前景。2,2′,6,6′-四噁唑啉联苯配体的结构式为右式,其中,R1=氢、烷基、取代芳基、取代苄基;R2=氢、烷基、取代芳基、取代苄基;R3=氢、烷基、取代芳基、取代苄基;R4=氢、烷基、取代芳基、取代苄基。
Description
2,2',6,6'-四噁唑啉联苯配体及其制备方法 技术领域
本发明涉及一种化工技术领域的化合物及其方法, 具体的说, 涉 及一种 2,2',6,6'-四噁唑啉联苯配体及其制备方法。 背景技术
噁唑啉是含有 N和 0原子的五元杂环化合物, 其中的 N原子可 作为供电子原子能与金属离子很好的配位,而且噁唑啉曾作为底物用 来合成各种手性化合物, 并取得了一定的成功, 这使化学家们相信它 作为配体在不对称催化方面具有广阔的前景。 经过 30年来的发展, 已有大量的手性噁唑啉配体涌现出来, 特别是含有各种手性侧链的 手性噁唑啉配体相继被开发出来。 其中轴手性侧链因其特有的刚性 结构,在配体中得到了广泛的应用。为了得到单一构型的轴手性配体, 目前主要通过拆分等方法得到, 这在很大程度上造成了资源的浪费。
经对现有技术的文献检索发现, Imai教授等在 . Org. ChemK有 机化学)(65, 3326-3333)上发表的 "Novel Chiral Bisoxazoline Ligands with a Biphenyl Backbone: Preparation, Complexation, and Application in Asymmetric Catalytic Reactions" (含有联苯骨架的新型手性双噁唑 啉配体和配位化合物的制备及在不对称催化反应中应用), 该文中提 出了轴不稳定配体 1, 即在溶液中 (S,aS,S)-l和 (S,aR,S)-l相互转换, 但通过和金属盐离子的螯合发现: 只有 (S,aS,S)-l 和金属盐离子的螯 合形成一种轴手性配位化合物 (S,aS,S)-2。该轴手性配位化合物合成简 单方便, 且不必进行拆分的复杂分离手段, 而且在催化烯烃的不对称 环丙烷化反应中 (S,aS,S 2 获得了一定的对映选择性。 但其不足之处 在于: 该配体仍然是一个轴手性配体, 只是它的轴手性不稳定, 没有 突破轴手性配体的设计概念。
R,S)-2 {S,aS, S)-2 发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足, 提供一种 2,2',6,6'-四噁唑 啉联苯配体及其制备方法,使其避免了目前在制备单一轴手性配体可 能造成的资源浪费等问题, 而且合成方法简单, 制备出来的配体可用 于制备不对称催化反应的催化剂。
本发明是通过以下技术方案实现的。 本发明提供的 2,2',6,6'-四噁 唑啉联苯配体, 其结构式如下:
氢、 烷基、 取代芳基、 取代苄基;
R2=氢、 垸基、 取代芳基、 取代苄基;
R3=氢、 烷基、 取代芳基、 取代苄基;
氢、 烷基、 取代芳基、 取代苄基。
式中的 〜 的烷基优选碳原子数 1〜8的直链或支链的烷基, 作为芳基优选苯基、 对甲苯磺酰基、 二甲苯基、 萘甲酰基。 另外, 上
述芳基、 苄基也可以具有垸基、 羟基、 烷氧基、 卤素原子的取代基。 本发明上述的 2,2',6,6'-四噁唑啉联苯配体, 其制备方法为: 使以 结构式(III)表示的化合物, 和选自烷基卤硫鑰化合物、 芳基卤硫鑰 化合物 磷 氯、 五氯化磷、 亚硫酰氯以及三苯基磷的可以活化羟基 的活化剂, 在碱存在的条件下进行反应 (在下面在工序 (4) 说明中 进行详细说明)。 另外, 以结构式 (III) 表示的化合物优选使用通过 实施下述的 (1 ) 〜 (
III
(式中, 、 R4的意义与上相同。)
另外, 本发明方法中的化合物 (I) 〜 (IV) 的结构式如下所示 (
II
IV
III
在上述结构式中, 、
、 R4的意义与上相同,
工序 (1 ): 以芘为原料合成化合物 (I)
以芘为原料, 在高碘酸钠和三氯化钌的氧化体系中, 在溶剂中进 行氧化开环, 以合成 2,2',6,6'-四羧酸基联苯 (1)。
反应条件为, 芘和高碘酸钠的摩尔比为 1 : 5〜15, 芘和三氯化 钌的摩尔比为 1 : 0.01-0.1 , 反应温度为 10〜50°C, 反应时间为 12〜 25小时。
作为溶剂可举出甲酸甲酯、 甲酸乙酯、 乙酸甲酯、 乙酸乙酯、 乙 酸丁酯、 丙酸乙酯等的酯类, 二氯甲烷、 三氯甲烷、 四氯化碳、 二氯 乙垸、 二溴乙烷、 氯苯等的卤化烃, 二乙醚、 二丁醚、 1,4-二氧六环、 四氢呋喃等的醚类, 乙腈、 丁腈等的腈类, 戊烷、 己烷、 环己垸等的 烃类等。 这些溶剂可以单独使用 1种, 也可以并用 2种以上。
工序 (2): 以化合物 (I) 为原料合成化合物 (Π )
在有机溶剂中, 使化合物 (I) 与二氯亚砜进行反应, 以合成酰 氯 (11 )。
反应条件为, 化合物 (I) 与化合物 ( II ) 的摩尔比为 1 : 3〜6, 反应温度为 10〜100°C, 反应时间为 1〜20小时。
作为有机溶剂可举出三氯甲烷、 二氯甲垸、 二氯乙烷、 四氯化碳 等的低级卤化烃, 苯、 氯苯等的芳香族烃, 二乙醚、 二甲醚等的二低 级垸基醚, 四氢呋喃、 1,4-二氧六环等的环醚, 1,2-二甲氧基乙烷、 1,2- 二乙氧基乙烷、 1,2-二丁氧基乙烷、 1,2-二己氧基乙垸等的低级二烷氧 基乙烷, 二甲基甲酰胺等的脂肪族酰胺。这些有机溶剂可以单独使用 1种, 也可以并用 2种以上。
工序 (3): 以化合物 (Π ) 为原料合成化合物 (ΠΙ)
在有机溶剂中, 使酰氯(Π )与氨基醇在碱存在的条件下进行反 应, 以合成化合物 (111)。
反应条件为, 酰氯 (Π ) 与氨基醇的摩尔比为 1 : 4〜6, 反应温 度为 0〜80°C, 反应时间为 4〜25小时。
所述的氨基醇是
H2N °H
¾ ¾ , 其中, R R2、 R3、 R4同上所述。
作为碱可举出氢化钠等的金属氢化物, 三甲胺、 三乙胺、 二异丙 基乙胺等的胺类, 氢氧化钾、 氢氧化钠等的氢氧化碱, 碳酸钠、 碳酸 钾等的碳酸碱, 甲氧基钠、 甲氧基钾、 乙氧基钠、 乙氧基钾等的醇盐, 哌啶、 吡啶、 甲酚钾、 烷基锂、 1,8-二氮杂二环 [5,4,0]十一碳 -7-烯、 六甲基二硅基胺基锂等。这些可以单独使用 1种, 也可以并用 2种以 上。
作为有机溶剂可举出甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、 乙酸丁酯、 丙酸乙酯等的酯类, 二氯甲垸、 三氯甲烷、 四氯化碳、 二 氯乙垸、 二溴乙垸、 氯苯等的卤化烃, 二乙醚、 二丁醚、 1,4-二氧六 环、 四氢呋喃等的醚类, 乙腈、 丁腈等的腈类, 戊烷、 己烷、 环己烷 等的烃类等。 这些溶剂可以单独使用 1种, 也可以并用 2种以上。
工序 (4): 以化合物 (III) 为原料合成化合物 ( IV )
在有机溶剂中, 使化合物(III)和选自烷基卤硫鎿化合物、 芳基 卤硫鏺化合物、磷酰氯、 五氯化磷、 亚硫酰氯以及三苯基磷的可以活 化羟基的活化剂, 在碱存在的条件下进行反应, 以合成 2,2',6,6'-四噁 唑啉联苯配体(IV)。 反应条件为, 化合物(111)、 碱与活化剂的摩尔 比为 1 : 5〜12: 4〜10, 反应温度为 0〜80°C, 反应时间为 1〜25小 时。
作为碱没有特别限制, 例如可举出氢化钠等的金属氢化物, 三甲 胺、 三乙胺、 二异丙基乙胺等的胺类, 氢氧化钾、 氢氧化钠等的氢氧 化碱, 碳酸钠、碳酸钾等的碳酸碱, 甲氧基钠、 甲氧基钾、 乙氧基钠、 乙氧基钾等的醇盐, 哌啶、 吡啶、 甲酚钾、 烷基锂、 1,8-二氮杂二环 [5,4,0]十一碳 -7-烯、六甲基二硅基胺基锂等。这些可以单独使用 1种, 也可以并用 2种以上。
另外, 活化剂可以使用甲磺酰氯等的烷基卤硫鑰化合物, 苯磺酰 氯、 对甲苯磺酰氯等的芳基卤硫鑰化合物, 磷酰氯, 五氯化磷, 亚硫
酰氯后者三苯基磷。
作为有机溶剂可举出甲酸甲酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、 乙酸丁酯、 丙酸乙酯等的酯类, 二氯甲浣、 三氯甲垸、 四氯化碳、 二 氯乙垸、 二溴乙垸、 氯苯等的卤化烃, 二乙醚、 二丁醚、 1,4-二氧六 环、 四氢呋喃等的醚类, 乙腈、 丁腈等的腈类, 戊垸、 己烷、 环己烷 等的烃类等。 这些溶剂可以单独使用 1种, 也可以并用 2种以上。 本发明避免了目前在制备单一轴手性配体可能造成的资源浪费等 问题, 而且合成方法简单。 本发明 2,2',6,6'-四噁唑啉联苯配体既含有 噁唑啉的中心手性, 同时也含有联苯类的轴手性。该类配体可应用于 各种金属催化的不对称反应中, 如不对称环丙垸化反应, 分子内 Wacker-Type环化反应, 烯烃的不对称氧化反应和分子内 [2+1]环加成 反应等, 具有很高的反应活性和立体选择性, 具有较好的应用前景。 具体实施方式
以下实施例有助于理解本发明, 但不限于本发明的内容。
另外, 实施例中的合成路线具体如下-
III
实施例 1
( 1 ) 化合物 (I)的合成
将芘(3.00 g, 14.90 mmol)溶于二氯甲烷(60 mL)、乙腈(60 mL)
和水 (100 mL) 的溶液中, 向上述溶液中加入高碘酸钠 (29.94 g, 140 mmol)和三氯化钌 (120.31 g, 0.58 mmol)。 将反应液加热至 40 °C, 搅 拌 16h, 有黄色沉淀生成。 过滤得到的固体用丙酮 (200mL) 溶解, 过滤除去不溶物。 滤液旋蒸浓缩后得到白色粉末 (I) (2.30 g, 76%)。
!H NMR(400MHz, CD3COCD3) 6.99 (d, J = 7.6 Hz, 4 H, Ar-H),
6.77(t,J = 7.6Hz,2H,Ar-H)。
(2) 化合物 (II)的合成
取四酸(I ) (1.00 g, 3.03 mmol) 溶解在二氯甲垸 (20mL) 中, 置于冰浴后, 向溶液中加入二氯亚砜(1.0 mL, 13.34 mmol)和 16 DMF。 反应液的温度升到室温, 经过 1 h的室温搅拌, 将反应液加热 回流直到反应液呈均相(〜5h)。再经过 lh加热回流,浓缩桔色溶液, 得到固体 (Π) (收率 90%)。
¾ NMR(400MHz, CDC13) 8.539 (d, J = 8.0 Hz, 2 H, Ar-H), 7.803 (t: J = 8.0 Hz, 1H, Ar-H) 。
(3) 化合物 (III) (R!=i-Pr, R2=R3=R4=H) 的合成
在冰浴下, 将 (Π) (1.28 g , 3.16 mmol)溶于二氯甲垸(40mL) 并缓慢滴加入至 L-缬氨醇(1.96 g, 14.88 mmol)的二氯甲垸(20 mL) 溶液中。 全部滴加完后, 快速加入三乙胺 (2.4 mL, 17.28 mmol)。 室温搅拌 20个小时后, 水洗, 过滤得到酰氨化合物 (III)
R2=R3=R4=H) (1.70g, 2.53 mmol), 收率 80%。
!H MR(400MHz5 CD3OD) 7.48-7.52 (m, 6 H, Ar-H), 3.574-3.617 (m, 4 H, NCH), 3.46 (dd, J = 6.4, 11.6 Hz, 4 H, OCH), 3.39 (dd, J = 4.4, 11.6 Hz, 4 H, OCH), 1.65-1.77 (m, 4 H, Me2CH), 0.72 (d, J = 2.4 Hz, 12 H, CH3), 0.71 (d, J = 2.4 Hz, 12 H, CH3)。
(4) 化合物 (W) (R!=i-Pr, R2=R3=R4=H) 的合成
将甲基磺酰氯 (0.7 mL, 8.96 mmol) 滴加入至酰氨化合物 (III) (R -Pr, R2=R3=R4=H) (l.Og, 1.49 mmol), 三乙胺(1.3 mL, 9.32 mmol)和二氯甲烷(10mL)。溶液室温搅拌 12h后, 用二氯甲烷(10 mL)稀释, 用水洗涤有机相, 用无水硫酸镁干燥后旋蒸得到粗产物。
用乙酸乙酯:石油醚 = 1 : 3作洗脱剂,柱层分离得到化合物 (IV) (0.53 g, 0.88 mmol), 收率 59°/。。
!H NMR ( 400MHz, CDC13) 7.89 (d, J = 8.0 Hz, 4 H, Ar-H), 7.34 (d, J = 7.6 Hz, 2 H, Ar-H), 3.98 (dd3 J = 7.6, 9.2 Hz, 4 H, NCH) , 3.67-3.77 (m, 8 H, OCH2), 1.52-1.60 (m, 4 H, Me2CH), 0.76 (d, J = 6.8 Hz, 12 H, CH3), 0.73 (d, J = 6.8 Hz, 12 H, CH3)0
该实施例合成方法简单, 收率较高, 制得的轴手性配体与铜、 钯 等金属离子配位后可形成轴手性配位化合物。该轴手性配位化合物的 制备不必进行拆分的复杂分离手段。
实施例 2
( 1 ) 化合物 (I)的合成
该合成方法参考实施例 1中 (1 )。
(2) 化合物 (Π )的合成
该合成方法参考实施例 1中 (2)。
(3) 化合物 (III) (R -Pr, R2=R3=R4=H) 的合成
在冰浴下, 将(II) ( 1.01 g , 2.49 mmol)溶于二氯甲烷(30 mL) 并缓慢滴加入至 L-缬氨醇(1.97 g, 14.88 mmol)的二氯甲垸(20 mL) 溶液中。 全部滴加完后, 快速加入三乙胺 (2.4 mL, 17.28 mmol)。 室温搅拌 20个小时后, 水洗, 过滤得到酰氨化合物 (III) (R!=i-Pr, R2=R3=R4=H) ( 1.44 g, 2.14 mmol), 收率 86%。
(4) 化合物 (IV) (Ri=i-Pr, R2=R3=R4=H) 的合成
将甲基磺酰氯 (1.2 mL, 14.86 mmol) 滴加入至酰氨化合物 III
( 1.0 g, 1.49 mmol)、三乙胺(2.5 mL, 17.67 mmol)和二氯甲垸(10 mL)。 溶液室温搅拌 5 h后, 用二氯甲烷(10 mL)稀释, 用水洗涤有机相, 用无水硫酸镁干燥后旋蒸得到粗产物。 用乙酸乙酯:石油醚 = 1 : 3作洗脱剂,柱层分离得到化合物 (IV) (0.56 g, 0.93 mmol), 收率 62%。
实施例 3
( 1 ) 化合物 (I)的合成
该合成方法参考实施例 1中 (1)。
(2) 化合物 ( II )的合成
该合成方法参考实施例 1中 (2)。
(3) 化合物 (III) (R!=t-Bu, R2=R3=R4=H) 的合成
在冰浴下, 将(Π) (l.OOg , 2.46 mmol)溶于二氯甲烷(40 mL) 并缓慢滴加入至 L-叔丁基亮氨醇 (1.44 g, 12.30 mmol) 的二氯甲烷 (20 mL) 溶液中。 全部滴加完后, 快速加入三乙胺 (1.8 mL, 12.96 mmol)。 室温搅拌 20 个小时后, 水洗, 过滤得到酰氨化合物 (III)
(1.51 g, 2.08 mmol), 收率 84%。
]H NMR ( 400MHz, CD3OD) 7.46-7.52 (m, 6 H, Ar-H), 3.69-3.74
(m, 8 H, NCH, OCH), 3.37 (dd, J = 10.8, 12.8 Hz, 4 H, OCH), 0.734 (s,
(4) 化合物 (IV) (R!=t-Bu, 2=R3=R4=H) 的合成
将甲基磺酰氯 (0.5 mL, 6.90 mmol) 滴加入至酰氨化合物 III (R!=t-Bu, R2=R3=R4=H) (1.0 g, 1.38 mmol).三乙胺(1.2mL, 8.60 mmol)和二氯甲烷(10mL)。溶液室温搅拌 12h后, 用二氯甲烷(10 mL)稀释, 用水洗涤有机相, 用无水硫酸镁干燥后旋蒸得到粗产物。 用乙酸乙酯:石油醚 =1: 3作洗脱剂,柱层分离得到化合物 (IV) (0.48 g, 0.73 mmol), 收率 53%。
l NMR ( 400MHz, CDC13) 7.92 (d, J = 7.6 Hz, 4 H, Ar-H), 7.34 (d,
J = 8.0 Hz, 2 H, Ar-H), 3.91 (dd, J = 12.0, 13.2 Hz, 4 H, NCH), 3.68-3.73 (m, 8H,OCH), 0.664 (s,36H,CH3)0
Claims (1)
- 权 利 要 求 书1、 一种 2,2',6,6'-四噁唑啉联苯配体, 其特征在于,该 2,2',6,6'-四噁唑啉联苯配体的结构式为:( IV )其中, Ri =氢、 烷基、 取代芳基、 取代苄基;R2~ > 焼基、 取代芳基、 取代苄基;Ra =氧、 焼基、 取代芳基、 取代苄基;氧、 焼基、 取代芳基、 取代苄基。2、 一种 2,2',6,6'-四噁唑啉联苯配体的制备方法, 其特征在于, 是由所述结构式(IV )表示的 2,2',6,6'-四噁唑啉联苯配体的制备方 使由下述结构式表示的化合物 (III) 和选自烷基卤硫鎗化合物、 芳基卤硫鎗化合物、 磷酰氯、 五氯化磷、 亚硫酰氯以及三苯基磷的可 以活化羟基的活化剂, 在碱存在的条件下进行反应, 得到目标生成物 ( IV ) 2,2',6,6'-四噁唑啉联苯配体,式中, 、 R2、 R3、 R4同上所述。3、 一种 2,2',6,6'-四噁唑啉联苯配体的制备方法, 其特征在于, 是由所述结构式(W )表示的 2,2',6,6'-四噁唑啉联苯配体的制备方 法,以芘为原料, 在高碘酸钠和三氯化钌的氧化体系中氧化开环, 得 到 2,2',6,6'-四羧酸基联苯 (1), 接着,在有机溶剂中,使该 2,2',6,6'-四羧酸基联苯 (I)和二氯亚砜进行反应 得到酰氯 (11 ), 接着,在有机溶剂中, 在碱存在的条件下, 使酰氯 (Π ) 和氨基醇进行 反应得到产物 (III), 接着,在碱存在的条件下, 使该产物 (III) 和选自烷基卤硫鎗化合物、 芳基卤硫鎿化合物、 磷酰氯、 五氯化磷、 亚硫酰氯以及三苯基磷的可 以活化羟基的活化剂进行反应。4、根据权利要求 3所述的 2,2',6,6'-四噁唑啉联苯配体的制备方法, 其特征在于,从化合物 (Π ) 制备化合物 (III) 的反应中, 化合物 (Π ) 与氨 基醇的摩尔比为 1:4〜6,反应温度为 0〜80°C,反应时间为 4〜25小时。5、根据权利要求 3所述的 2,2',6,6'-四噁唑啉联苯配体的制备方法, 其特征在于,从化合物 (ΙΠ) 制备化合物 (IV) 的反应中, 化合物 (111)、 碱与 活化剂的摩尔比为 1: 5〜12: 4〜10, 反应温度为 0〜80°C, 反应时间 为 1〜25小时。6、根据权利要求 3所述的 2,2',6,6'-四噁唑啉联苯配体的制备方法, 其特征在于,所述的氨基醇是 其中, 氢、 垸基、 取代芳基、 取代苄基;R2 =氢、 垸基、 取代芳基、 取代苄基;R3=氢、 烷基、 取代芳基、 取代苄基; =氢、 垸基、 取代芳基、 取代苄基。说 明 书 摘 一种化工技术领域的 2,2',6,6'-四噁唑啉联苯配体的制备方法。本发 明使化合物 (III) 和选自垸基卤硫鎿化合物、 芳基卤硫鑰化合物、 磷 酰氯、 五氯化磷、 亚硫酰氯以及三苯基磷的可以活化羟基的活化剂, 在碱存在的条件下进行反应, 以得到目标产物 (W ) 2,2',6,6'-四噁唑啉 联苯配体。 本发明的配体可应用于各种金属催化的不对称反应中, 且 具有很高的反应活性和立体选择性, 具有较广泛的应用前景。 2,2',6,6'- 四噁唑啉联苯配体的结构式为:(IV)其中, 氢、 烷基、 取代芳基、 取代苄基; R2=氢、 垸基、 取 代芳基、 取代苄基; R3=氢、 烷基、 取代芳基、 取代苄基、 、 ; 氢、 烷基、 取代芳基、 取代苄基。 3 2
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