CN103396429B - 一种硅手性中心的硅烷衍生物 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硅手性中心的硅烷衍生物，结构通式如式（II）所示，并公开了其制备方法。本发明提供的硅手性中心的硅烷衍生物具有非常高的光学纯度（>99%），可作为手性配体应用于合成手性分子，特别可作手性配体或关键中间体基功能分子应用于资源化学及精细化工领域。
Description
一、技术领域
本发明涉及一种新型硅手性中心的硅烷衍生物及其合成方法，属于精细化学品和有机硅材料领域。
二、背景技术
硅是地球上存在的仅次于氧的第二丰富的元素，但是都以无机硅化合物的形式存在，自然界中并没有真正意义上的有机硅化合物（含Si-C键）的存在。在元素有机化学领域中，有机硅化学是发展最快的一支，特别是有机硅材料获得了广泛的应用，大大促进了有机硅化学各个方向的研究。
实际上，硅手性中心的光学活性有机硅化合物是一类独特的手性元素有机化合物，目前已经作为手性模板试剂，有机硅催化剂，手性拆分试剂，以及药物前体中表现出一些特殊的性质并被期望有可能在相关高分子领域包括立体规整性高分子合成中得到应用。然而，硅手性中心的光学活性硅烷（以下简称硅中心手性硅烷）无论是在有机硅化学还是有机合成化学方面都是一个挑战性难题。遗憾的是在此后的近30年里，手性硅烷的合成进展缓慢，虽然有一些新的报道不断零星地出现，大部分还是利用Sommer教授等发展的手性模板试剂法如手性薄荷醇、氨基醇等制备类似的手性硅烷，立体选择性低，难以获得高ee值的手性硅烷。迄今为止，手性光学活性的手性硅烷的种类极少，具有高光学活性的手性硅烷不超过10种，含功能性基团的手性硅烷更是难以得到。与同一主族的碳相比，硅原子较大并具有一定的配位能力等特点使手性有机硅化合物在保留碳的部分性质外还表现出独特的性能，但是目前手性硅烷化合物尤其是功能化的手性硅烷在合成上非常困难而极大地限制了化学家对其进行更深层次的深度研究，因而发展手性硅烷的新型合成方法具有重要的应用前景。
三、发明内容
本发明的目的是通过酶法合成一种具有硅手性中心的功能性手性硅烷，并进一步利用所获得的新型功能化手性硅烷应用于硅至碳的手性转移能力的反应评价研究，开发出具有手性传递能力的硅－碳手性转移能力的新型功能化手性硅烷。
本发明采用的技术方案是：
一种硅手性中心的硅烷衍生物，结构通式如式（II）所示：
式（II）中，R1、R2各自独立为氢、C1～C6的烷基、C1～C6的氟取代烷基、C2～C6的烯基、苯基、苄基、或苯环上有取代基的取代苯基，所述苯环上的取代基为C1～C4的烷基、C1～C4的烷氧基、苯基或卤素；R1、R2为互不相同的取代基；
R3为H、卤素或C1～C6的烷基；
所述卤素为F、Cl或Br。
进一步，优选R1、R2各自独立为氢、甲基、苯基、3,3,3-三氟丙基或乙烯基，R1、R2为不同的取代基。
优选R3为H或F。
本发明还提供所述的硅手性中心的硅烷衍生物的合成方法，所述方法为：式（I）所示的化合物与酰化试剂在有机溶剂中，在脂肪酶的催化作用下，室温下搅拌反应14h～16h，反应结束反应液后处理制得式（II）所示的硅手性中心的硅烷衍生物；所述酰化试剂为乙酸酐、乙酰氯或者乙酸乙烯酯；所述式（I）所示的化合物与酰化试剂的物质的量之量比为1：1～2，优选1：1.2～1.5；所述有机溶剂为醚类或者含氯有机溶剂，优选为氯仿；
式（I）中，R1、R2各自独立为氢、C1～C6的烷基、C1～C6的氟取代烷基、C2～C6的烯基、苯基、苄基、或苯环上有取代基的取代苯基，所述苯环上的取代基为C1～C4的烷基、C1～C4的烷氧基、苯基或卤素；R1、R2为互不相同的取代基；优选R1、R2各自独立为氢、甲基、苯基、3,3,3-三氟丙基或乙烯基，R1、R2为不同的取代基。
R3为H、卤素或C1～C6的烷基，优选为H或F；
所述卤素为F、Cl或Br。
本发明所述脂肪酶的质量用量通常以式（I）所示的化合物的物质的量计为30～50mg/mmol。
所述脂肪酶可以为各种市售的脂肪酶，优选为南极假丝酵母脂肪酶B（CAL－B）。
所述有机溶剂的体积用量通常以式（I）所示的化合物的物质的量计为4～10mL/mmol。
本发明所述反应液后处理方法为：反应结束后，加入饱和氯化铵水溶液终止反应，反应混合物用乙醚萃取，取有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤后滤液真空浓缩后通过硅胶柱层析分离纯化，以乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂为洗脱剂，收集含有产品的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂，再用异丙醇重结晶，制得式（II）所示的硅手性中心的硅烷衍生物。
本发明式（I）所示的化合物可按以下方法合成得到：
（1）式a所示的溴取代苯甲醛类化合物、乙二醇在甲苯溶剂中，在对甲苯磺酸催化剂的作用下，加热回流反应10～20小时，所得反应液a后处理制得式b所示的化合物；式a所示的溴取代苯甲醛类化合物、乙二醇、对甲苯磺酸的物质的量之比为1：3～5：0.1～0.2；
（2）式b所示的化合物在四氢呋喃溶剂中，冷却至零下78℃，加入正丁基锂，保温零下78℃反应1～2小时后加入式c所示的二氯硅烷类化合物，室温下搅拌反应10～20小时，所得反应液b经后处理制得式d所示的化合物；所述式c所示的二氯硅烷类化合物、式b所示的化合物、正丁基锂的物质的量之比为1：2～2.2：8～10；
（3）式d所示的化合物溶于丙酮、水体积比为4：1的混合溶剂中，在对甲苯磺酸催化剂的作用下，加热回流反应3～5小时，所得反应液c后处理制得式e所示的化合物；所述式d所示的化合物、对甲苯磺酸的物质的量之比为1：0.3～0.5；
（4）式e所示的化合物溶于四氢呋喃、甲醇体积比为4：1的混合溶剂中，加入硼氢化钠，室温下搅拌反应0.5～1小时，所得反应液d后处理制得式（I）所示的化合物；所述式e所示的化合物、硼氢化钠的物质的量之比为1：2～3。
式c、式d或式e中，R1、R2各自独立为氢、C1～C6的烷基、C1～C6的氟取代烷基、C2～C6的烯基、苯基、苄基、或苯环上有取代基的取代苯基，所述苯环上的取代基为C1～C4的烷基、C1～C4的烷氧基、苯基或卤素；R1、R2为互不相同的取代基；优选R1、R2各自独立为氢、甲基、苯基、3,3,3-三氟丙基或乙烯基，R1、R2为不同的取代基。
式a、式b、式c、式d或式e中，R3为H、卤素或C1～C6的烷基，优选为H或F；
所述卤素为F、Cl或Br。
所述反应的反应式如下：
所述反应液a后处理的方法通常为：反应结束后，反应液a加饱和氯化铵水溶液终止反应，用乙酸乙酯萃取，取有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤后滤液浓缩除去溶剂制得式b所示的化合物。
所述反应液b后处理方法通常为：反应结束后，反应液b加入饱和氯化铵水溶液终止反应，用乙酸乙酯萃取，取有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤后滤液真空浓缩后通过硅胶柱层析分离纯化，以乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂为洗脱剂，收集含有产品的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂，制得式d所示的化合物。
所述反应液c后处理方法通常为：反应结束后，反应液c加入饱和氯化铵水溶液终止反应，用乙醚萃取，取有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤后滤液真空浓缩后通过硅胶柱层析分离纯化，以乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂为洗脱剂，收集含有产品的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂，制得式e所示的化合物。
所述反应液d后处理方法通常为：反应结束后，反应液d加入饱和氯化铵水溶液终止反应，用乙酸乙酯萃取，取有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤后滤液真空浓缩后通过硅胶柱层析分离纯化，以乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂为洗脱剂，收集含有产品的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂，制得式（I）所示的化合物。
原料式（I）所示的化合物由商品化的溴取代的醛通过四步反应完成，第一步利用对甲苯磺酸作为催化剂，甲苯为溶剂，在回流条件下用乙二醇保护醛基；第二步在零下78度下用丁基锂取代溴后与二氯硅烷反应合成中间体；第三步用对甲苯磺酸做催化剂，在回流条件下把丙二醇保护醛基转化为未保护的醛基；第四步用硼氢化钠作为还原剂把醛基还原为醇基团，从而顺利合成了原料（I）。
本发明提供的式（II）所示的硅手性中心的硅烷衍生物具有非常高的光学纯度（>99%ee），因此可作为手性配体应用于任何有机合成反应制备相应的手性产物。
例如，本发明提供的硅手性中心的手性硅烷化合物含有醇等多种活性基团，该类含硅手性醇可以作为手性配体应用于四异丙基钛催化的芳香醛的乙基锌加成反应中，乙基锌对醛的加成反应是合成手性仲醇的有效方法。
具体的，所述应用的方法为：式（II）所示的硅手性中心的硅烷衍生物溶于乙醚中，加入四异丙基钛，氮气氛围下搅拌30～60分钟，0～5℃下加入二乙基锌，搅拌30～60分钟后加入式（III）所示的苯甲醛，室温下搅拌反应12～15小时，加1mol/L的稀盐酸终止反应，反应混合物用乙醚萃取，取有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤后滤液真空浓缩后通过硅胶柱层析分离纯化，以乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂为洗脱剂，收集含有产品的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂，再用异丙醇重结晶，制得式（IV）所示的化合物；所述式（III）所示的苯甲醛、四异丙基钛、二乙基锌、式（II）所示的硅手性中心的硅烷衍生物的物质的量之比为1：1～2：1～2：0.1～0.2，优选1：2：1：0.2；
。
本发明提供的了一种新的硅手性中心的手性硅烷化合物，合成方法可用生物催化剂并在室温下进行，反应条件温和，简便、实用，底物范围宽，产物的产率和光学选择性高，是一种符合现代化学发展的环境友好的绿色合成方法，具有重要的工业化应用价值。
本发明提供的硅手性中心的硅烷衍生物具有非常高的光学纯度（>99%ee），可作为手性配体应用于任何有机合成反应制备相应的手性产物，特别可作手性配体或关键中间体基功能分子应用于资源化学及精细化工领域。
四、具体实施方式
通过下述实施例对本发明的技术方案作进一步说明，但本发明的保护范围不限于此。
实施例1：
合成（I-a）：（1）向化合物3－溴苯甲醛（70.3g）和乙二醇（87mL）的甲苯溶液（250mL）溶液中于室温下加入对甲苯磺酸（7.2g）；在135°C下回流下搅拌反应15个小时后完成反应过程；加入50mL饱和氯化铵水溶液终止反应，反应混合物用乙酸乙酯（150mL）萃取3次；合并有机相，并用饱和氯化钠水溶液(50mL)洗涤3次，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤后滤液真空浓缩；粗产物直接用于下一步。（2）取4.6g粗产品溶于无水四氢呋喃（35mL）中，溶液冷却至零下78℃后加入正丁基锂（8.4mL）,保持零下78℃下反应一个小时后加入甲基苯基二氯硅烷（1.62mL），在室温下继续搅拌12个小时完成反应过程；加入10mL饱和氯化铵水溶液终止反应，反应混合物用乙酸乙酯（10mL）萃取3次；合并有机相，并用饱和氯化钠水溶液(5mL)洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤后滤液真空浓缩；粗产物通过硅胶柱层析分离纯化，以乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂为洗脱剂，收集含有产品的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂得到产品。该产品直接用于下步反应。（3）将上步得到的产品溶于含水的丙酮（丙酮、水体积比4:1,5mL）,加入对甲苯磺酸（0.5g）后回流3个小时，反应完成后加入3mL饱和氯化铵水溶液终止反应，反应混合物用乙醚（5mL）萃取3次；合并有机相，并用饱和氯化钠水溶液(5mL)洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤后滤液真空浓缩；粗产物通过硅胶柱层析分离纯化，以乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂为洗脱剂，收集含有产品的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂后得到固体产品，（4）该固体产品溶于四氢呋喃与甲醇的混合溶剂（THF/MeOH=4:1，5mL），加入硼氢化钠（1g）,在室温下搅拌反应0.5小时后完成反应过程；加入3mL饱和氯化铵水溶液终止反应，反应混合物用乙酸乙酯（5mL）萃取3次；合并有机相，并用饱和氯化钠水溶液(5mL)洗涤3次，无水硫酸钠干燥，过滤后滤液真空浓缩；粗产物通过硅胶柱层析分离纯化，以乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂为洗脱剂，收集含有产品的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂后得到目标产物（I-a），总产率为77％。
该化合物的物化鉴定数据为：无色油状物.Rf=0.29-0.34(Hexane/EtOAc=2/1-5/1).1HNMR(400MHz,CDCl3)δ=7.59-7.27(m,13H),4.50(s,4H),3.14(s,2H),0.85(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ=140.20,136.35,135.91,135.29,134.59,133.84,129.55,128.42,128.12,127.98,65.10,-3.27.29SiNMR(80MHz,CDCl3)δ=-10.97.IR(neat):3304.04,3047.01,3010.30,2873.35,1475.91,1427.60,1408.47,1252.65,1216.35,1173.71,1111.67,1082.28,1011.86,921.00,867.48,775.29,753.40,724.85,698.96,664.94,619.15cm-1.HRMS(ESI-TOF)calcdforC21H22NaO2Si(M+Na+)for357.1281,found357.1282.
向化合物（I-a）（0.25mmol）的有氯仿（1mL）溶液中于室温下加入乙酸酐30.6mg（0.3mmol）、CAL－B酶（8mg）；在室温下搅拌反应14小时后完成反应过程；加入3mL饱和氯化铵水溶液终止反应，反应混合物用乙醚（5mL）萃取3次；合并有机相，并用饱和氯化钠水溶液(5mL)洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤后滤液真空浓缩；粗产物通过硅胶柱层析分离纯化，以乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂为洗脱剂，收集含有产品的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂，再用异丙醇重结晶后得到目标产物（II-a），产率为79％，ee%>98%。
该产物的理化指标：1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.53–7.34(m,13H),5.08(s,2H),4.66(s,2H),2.07(s,3H),0.86(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ171.07,140.33,136.60,136.24,135.69,135.19,134.68,133.77,129.49,128.41,128.05,66.48,65.44,21.03,-3.33.IR(neat):3418.81,3047.11,3021.25,2956.11,1736.78,1477.10,1427.87,1410.65,1375.97,1359.50,1225.89,1175.40,1112.04,1082.36,1025.37,968.08,923.22,869.31,775.72,725.74,699.73,664.72,618.32cm-1.HRMS(ESI-TOF)calcdforC23H24NaO3Si(M+Na+)for399.1387,found399.1399.
实施例2：
合成（I-b）：具体合成步骤跟（I－a）一致，所不同的是，步骤（2）中将甲基苯基二氯硅烷（1.62mL）改为(3,3,3-三氟丙基)二氯甲基硅烷（2.11g），其他条件同实施例1，制得原料I-b，收率65%,Colorlessoil.Rf=0.29-0.34(Hexane/EtOAc=2/1-5/1).1HNMR(400MHz,CDCl3)δ=7.47–7.42(m,4H),7.32(td,J=7.9,2.9Hz,4H),4.52(s,4H),3.31(s,2H),2.09–2.05(m,2H),1.33–1.26(m,2H),0.59(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ=140.52,135.61,133.49,132.92,128.54,128.28,64.86,29.22,28.63,6.17,-4.81.29SiNMR(80MHz,CDCl3)δ=-6.77.IR(neat):3316.73,2941.77,2875.58,1444.79,1409.33,1364.74,1314.86,1260.70,1201.76,1117.02,1063.96,1024.51,895.77,869.38,834.93,774.61,754.93,703.94,627.90cm-1.HRMS(ESI-TOF)calcdforC18H21F3NaO2Si(M+Na+)for377.1155,found377.1144.
反应物为化合物（I-b）（0.25mmol），其余条件同实施例1，重结晶后得到产物（II-b），产率93％，ee%=99%。
该产物的理化指标：1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.60–7.32(m,8H),5.10(s,2H),4.67(s,2H),2.94(s,1H),2.08(s,5H),1.37–1.31(m,2H),0.63(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ171.25,140.72,135.92,135.58,135.36,134.35,133.59,132.89,129.78,128.62,128.43,128.37,66.44,65.10,28.64,20.98,6.18,-4.74.29SiNMR(80MHz,CDCl3)δ-6.60.IR(neat):3423.78,2941.26,1733.78,1445.06,1412.77,1364.56,1315.45,1258.31,1208.33,1119.23,1065.91,1026.87,906.77,835.43,776.50,728.38,648.28,627.76cm- 1.HRMS(ESI-TOF)calcdforC20H23F3NaO3Si(M+Na+)for419.1261,found419.1260.
实施例3：
合成（I-c）：具体合成步骤跟（I－a）一致，所不同的是，步骤（2）中将甲基苯基二氯硅烷（1.62mL）改为苯基二氯甲基硅烷（1.77g），其他条件同实施例1，制得原料I-c，收率78%,Colorlessoil.Rf=0.29-0.34(Hexane/EtOAc=2/1-5/1).1HNMR(400MHz,CDCl3)δ=7.63–7.50(m,6H),7.43–7.29(m,7H),5.51(s,1H),4.46(s,4H),3.33(s,2H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ=140.47,135.86,135.10,134.34,133.52,133.15,130.02,128.83,128.34,128.22,64.85.29SiNMR(80MHz,CDCl3)δ=-18.05.IR(neat):3309.76,3046.94,2924.24,2871.51,2123.04,1475.36,1428.09,1409.97,1261.79,1214.93,1114.81,1081.74,1013.27,905.85,868.51,776.05,733.63,698.73,618.41cm-1.HRMS(ESI-TOF)calcdforC20H20NaO2Si(M+Na+)for343.1125,found343.1130.
反应物为（I-c）（0.25mmol），其余条件同实施例1，重结晶后得到产物（II-c），产率68％，ee%=99%。
该产物的理化指标：1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.70–7.54(m,6H),7.50–7.36(m,7H),5.56(s,1H),5.12(s,2H),4.65(s,2H),2.87(s,1H),2.09(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ171.20,140.78,135.75,135.09,134.33,133.91,133.36,133.01,130.00,129.92,128.85,128.43,128.40,128.25,66.43,65.08,21.04.29SiNMR(80MHz,CDCl3)δ-18.00(s).IR(neat):3049.14,2954.87,2126.18,1736.51,1428.89,1414.09,1375.27,1359.63,1222.68,1118.16,1083.04,1025.96,967.07,909.52,873.19,800.68,776.23,731.50,699.06,647.95cm-1.HRMS(ESI-TOF)calcdforC22H22NaO3Si(M+Na+)for385.1230,found385.1238.
实施例4：
合成（I-d）：具体合成步骤跟（I－a）一致，所不同的是，步骤（2）中将甲基苯基二氯硅烷（1.62mL）改为乙烯基苯基二氯甲基硅烷（2.03g），其他条件同实施例1，制得原料I-d，产率53%,Colorlessoil.Rf=0.29-0.34(Hexane/EtOAc=2/1-5/1).1HNMR(400MHz,CDCl3),δ=7.52(dd,J=6.6,1.2Hz,2H),7.49(s,2H),7.44(s,2H),7.35–7.26(m,5H),6.69(ddd,J=20.2,14.6,1.3Hz,1H),6.28(ddd,J=14.6,3.5,1.4Hz,1H),5.79(ddd,J=20.3,3.5,1.4Hz,1H),4.40(s,4H),3.60(s,2H).13CNMR(100MHz,CDCl3),δ=140.38,137.20,136.03,135.22,134.51,134.40,134.06,133.79,129.77,128.65,128.16,128.05,64.88.29SiNMR(80MHz,CDCl3),δ=-17.15.IR(neat):3338.42,3050.60,3010.38,2928.17,1428.12,1404.30,1215.92,1173.88,1113.16,1082.25,1007.64,963.04,907.72,865.97,752.73,732.89,699.73,666.72,656.68,619.21cm-1.HRMS(ESI-TOF)calcdforC22H22NaO2Si(M+Na+)for369.1281,found369.1281.
反应物为（I-d）（0.25mmol），其余条件同实施例1，重结晶后得到产物（II-d），产率79％，ee%=99%。
该产物的理化指标：1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.46(dddd,J=15.5,9.8,7.9,4.3Hz,13H),6.74(dd,J=20.2,14.6Hz,1H),6.44–6.30(m,1H),5.85(dd,J=20.2,3.5Hz,1H),5.11(s,2H),4.65(s,2H),2.55(s,1H),2.08(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ171.17,137.26,135.99,135.77,135.30,134.43,133.59,129.70,128.63,128.11,66.51,65.27,21.04.29SiNMR(80MHz,CDCl3)δ-17.16(s).(s).IR(neat):3049.95,2944.69,1736.86,1590.61,1428.42,1413.20,1374.83,1359.61,1221.60,1176.23,1111.19,1083.27,1025.42,963.16,910.48,870.68,835.76,789.68,699.46,657.79cm-1.HRMS(ESI-TOF)calcdforC24H24NaO3Si(M+Na+)for411.1387,found411.1378.
实施例5：
合成（I-e）：具体合成步骤跟（I－a）一致，所不同的是，步骤（1）中将3－溴苯甲醛（70.3g）改为5-溴-2-氟苯甲醛（77.1g），其他条件同实施例1，制得原料I-e，产率72%,Colorlessoil.Rf=0.29-0.34(Hexane/EtOAc=2/1-5/1).1HNMR(400MHz,CDCl3),δ=7.53(d,J=7.8Hz,2H),7.47(dd,J=6.5,1.1Hz,2H),7.41–7.35(m,5H),7.07–7.01(m,2H),4.69(s,4H),4.11(d,J=7.1Hz,2H),0.82(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3),δ=163.20,160.72,136.70,136.63,136.38,136.33,131.77,131.73,129.72,128.05,127.53,127.39,115.20,115.00,59.40,59.36,-3.13.IR(neat):3311.83,3068.93,2957.31,2926.51,2360.68,2341.44,1721.35,1662.94,1601.95,1579.23,1490.18,1427.92,1391.63,1232.86,1188.91,1164.73,1107.47,1090.97,1012.25,907.38,889.64,820.52,785.98,727.03,699.44,647.16,626.00cm-1.HRMS(ESI-TOF)calcdforC21H20F2NaO2Si(M+Na+)for393.1093,found393.1093.
反应物为（I-e）（0.25mmol），其余条件同实施例1，重结晶后得到产物（II-e），产率78％，ee%>98%。
该产物的理化指标：1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.66–7.32(m,9H),7.08(td,J=10.6,8.2Hz,2H),5.16(s,2H),4.73(s,2H),2.86(s,1H),2.06(s,3H),0.86(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ171.23,163.64,163.21,161.13,160.73,138.16,137.62,136.60,136.37,135.24,131.91,131.48,129.80,128.11,127.91,122.78,115.20,60.65,59.21,20.88,-3.12.29SiNMR(80MHz,CDCl3)δ-10.99.IR(neat):3448.28,2946.37,2252.52,1735.93,1603.34,1580.15,1492.19,1428.78,1376.23,1235.22,1126.08,1108.73,1092.70,1026.93,1008.41,965.11,905.49,824.33,726.58,700.67,649.01,622.72cm- 1.HRMS(ESI-TOF)calcdforC23H22F2NaO3Si(M+Na+)for435.1198,found435.1198.
实施例6：
合成（I-f）：具体合成步骤跟（I－e）一致，，所不同的是，步骤（2）中将甲基苯基二氯硅烷（1.62mL）改为乙烯基苯基二氯甲基硅烷（2.03g），其他条件同实施例5，制得原料I-f，产率58%,Colorlessoil.Rf=0.29-0.34(Hexane/EtOAc=2/1-5/1).1HNMR(400MHz,CDCl3),δ=7.56(d,J=7.9Hz,2H),7.50(d,J=7.7Hz,2H),7.45–7.39(m,3H),7.37(d,J=7.4Hz,2H),7.03(dd,J=10.2,8.2Hz,2H),6.67(dd,J=20.2,14.6Hz,1H),6.32(dd,J=14.6,3.4Hz,1H),5.78(dd,J=20.2,3.4Hz,1H),4.62(s,4H),3.08(s,2H).13CNMR(100MHz,CDCl3),δ=163.26,160.77,137.42,137.31,137.23,137.04,137.00,135.82,133.37,129.89,128.08,127.65,127.51,115.21,115.01,59.05,59.00.29SiNMR(80MHz,CDCl3),δ=-17.37.IR(neat):3320.17,3012.46,2944.16,1602.09,1578.99,1490.02,1428.27,1395.92,1233.50,1108.51,1090.83,1008.27,963.35,907.71,888.81,821.96,755.07,699.56,656.82,625.72cm-1.HRMS(ESI-TOF)calcdforC22H20F2NaO2Si(M+Na+)for405.1093,found405.1092.
反应物为（I-f）（0.25mmol），其余条件同实施例1，得到产物（II-f），产率76％，ee%>98%。
该产物的理化指标：1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.70–7.37(m,9H),7.17–7.05(m,2H),6.72(ddd,J=20.2,14.6,0.8Hz,1H),6.38(dd,J=14.6,3.5Hz,1H),5.91–5.78(m,1H),5.18(s,2H),4.74(s,2H),3.07(s,1H),2.06(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ171.22,163.75,161.24,138.76,138.29,137.53,137.27,137.05,135.83,133.39,129.98,129.60,128.14,127.90,122.90,115.53,115.30,115.06,60.63,59.14,20.84.29SiNMR(80MHz,CDCl3)δ-17.38.cm-1.IR(neat):3448.28,2946.37,2252.52,1735.93,1603.34,1580.15,1492.19,1428.78,1376.23,1235.22,1126.08,1108.73,1092.70,1026.93,1008.41,965.11,905.49,824.33,726.58,700.67,649.01,622.72cm-1.HRMS(ESI-TOF)calcdforC24H22F2NaO3Si(M+Na+)for447.1198,found447.1198.
实施例7：
本发明提供的硅手性中心的手性硅烷化合物含有醇等多种活性基团，该类含硅手性醇可以作为配体应用于四异丙基钛催化的芳香醛的乙基锌加成反应中，乙基锌对醛的加成反应是合成手性仲醇的有效方法。代表性的反应如下：
反应物为苯甲醛（III），产物为手性醇(IV)，向实施例6制得的手性硅烷化合物（II-f）（0.2mmol）的乙醚溶液（5mL）中加入四异丙基钛（2mmol），在氮气氛围下搅拌半个小时，在0°C下加入二乙基锌（1mmol）并搅拌半小时，然后加入苯甲醛（III）（1mmol），在室温下搅拌12小时后完成反应过程；加入5mL盐酸（1mol/L）终止反应，反应混合物用乙醚（5mL）萃取3次；合并有机相，并用饱和氯化钠水溶液洗(5mL)，无水硫酸钠干燥，过滤后滤液真空浓缩；粗产物通过硅胶柱层析分离纯化，以乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂为洗脱剂，收集含有产品的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂，再用异丙醇重结晶后得到目标产物（IV），收率80%，ee%=85%。
将（II-f）改为（II-a）、（II-b）、（II-c）、（II-d）、（II-e），用量均为0.2mmol，其他条件不变，分别制得目标产物（IV），数据如下表1：
表1
| 手性配体 | 收率（%） | ee% |
| II-a | 80 | 81 |
| II-b | 79 | 79 |
| II-c | 85 | 8010 --> |
| II-d | 87 | 89 |
| II-e | 89 | 83 |
Claims (8)
1.一种硅手性中心的硅烷衍生物，结构通式如式(II)所示：
式(II)中，R1、R2各自独立为氢、甲基、苯基、3,3,3-三氟丙基或乙烯基，R1、R2为互不相同的取代基；
R3为H或F。
2.如权利要求1所述的硅手性中心的硅烷衍生物的合成方法，其特征在于所述方法为：式(I)所示的化合物与酰化试剂在有机溶剂中，在脂肪酶的催化作用下，室温下搅拌反应14h～16h，反应结束反应液后处理制得式(II)所示的硅手性中心的硅烷衍生物；所述酰化试剂为乙酸酐、乙酰氯或者乙酸乙烯酯；所述式(I)所示的化合物与酰化试剂的物质的量之量比为1：1～2；所述有机溶剂为氯仿；
式(I)中，R1、R2各自独立为氢、甲基、苯基、3,3,3-三氟丙基或乙烯基，R1、R2为互不相同的取代基；
R3为H或F。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述脂肪酶的质量用量以式(I)所示的化合物的物质的量计为30～50mg/mmol。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述脂肪酶为南极假丝酵母脂肪酶B。
5.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述反应液后处理方法为：反应结束后，加入饱和氯化铵水溶液终止反应，反应混合物用乙醚萃取，取有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤后滤液真空浓缩后通过硅胶柱层析分离纯化，以乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂为洗脱剂，收集含有产品的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂，再用异丙醇重结晶，制得式(II)所示的硅手性中心的硅烷衍生物。
6.如权利要求1所述的硅手性中心的硅烷衍生物作为手性配体用于手性分子的合成。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于所述的硅手性中心的硅烷衍生物作为手性配体应用于四异丙基钛催化的芳香醛的乙基锌加成反应中。
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于所述应用的方法为：式(II)所示的硅手性中心的硅烷衍生物溶于乙醚中，加入四异丙基钛，氮气氛围下搅拌30～60分钟，0～5℃下加入二乙基锌，搅拌30～60分钟后加入式(III)所示的苯甲醛，室温下搅拌反应12～15小时，加1mol/L的稀盐酸终止反应，反应混合物用乙醚萃取，取有机相用饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤后滤液真空浓缩后通过硅胶柱层析分离纯化，以乙酸乙酯与石油醚的混合溶剂为洗脱剂，收集含有产品的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂，再用异丙醇重结晶，制得式(IV)所示的化合物；所述式(III)所示的苯甲醛、四异丙基钛、二乙基锌、式(II)所示的硅手性中心的硅烷衍生物的物质的量之比为1：1～2：1～2：0.1～0.2；
。
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| US6346194B1 (en) * | 1997-11-25 | 2002-02-12 | Uop Llc | Chromatographic process using a chiral stationary phase based on yohimbine |
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