CN103665036A - 手性亚砜-膦化合物、制备及应用 - Google Patents
手性亚砜-膦化合物、制备及应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及手性亚砜-膦化合物I、制备及其应用:
Description
技术领域
本发明涉及一种手性亚砜-膦化合物、制备,以及它在钯催化的不对称烯丙基取代反应中的应用。
背景技术
不对称催化是当现代有机化学的热点领域之一。其中,新型手性配体的设计与合成是实现高效、高选择性催化的关键。在过去的三十多年里,不对称催化取得了重要进展,化学家们发展了成百上千种手性配体。尽管这些手性配体在许多金属催化的不对称反应中表现出了优秀的对映选择性,但是仍然还有大量的不对称反应缺少合适有效的手性配体和催化体系。因此,发展新型的手性配体,特别是具有新颖骨架的手性配体,仍然是一个具有挑战性的任务。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于设计并合成出一种新的手性亚砜-膦化合物,该类化合物可应用于烯丙基氯化钯催化的不对称烯丙基取代反应中,制备各种烯丙基类化合物。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案如下:
本发明提出了一类手性亚砜-膦化合物I:
式中:R表示苯基、4-甲基苯基、4-溴苯基、3,5-二甲基苯基、2-甲基苯基、1-萘基或2,4,6-三甲基苯基。
该类化合物的绝对构型由对R为2-甲基苯基的化合物I进行X-射线单晶衍射确证,其他化合物的构型与化合物I-5一致。
上述以通式I所表示的手性亚砜-膦化合物的制备,其步骤为:(1)使(1R,2S)-2-氨基-1,2-二苯基乙醇与三苯基膦(PPh3)和偶氮二羧酸二异丙酯(DIAD)反应,得到氮杂环丙烷类中间体III;(2)再将中间体III表示的氮杂环丙烷类化合物与通式IV表示的硫酚化合物RSH进行反应,得到中间体V;(3)然后,中间体V在双氧水存在下氧化,柱层析、重结晶获得中间体VI所示的亚砜化合物,(4)最后,中间体VI与VII(2-二苯基膦苯甲酸)在1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)与4-二甲氨基吡啶(DMAP)存在下反应即得到通式I所表示的手性亚砜-膦化合物。
式Ⅰ中:R表示苯基、4-甲基苯基、4-溴苯基、3,5-二甲基苯基、2-甲基苯基、1-萘基或2,4,6-三甲基苯基,式IV、V、VI中R与式I中的定义相同。
上述方案中,所述步骤(1)为将摩尔比为1:1.2-1.5:1.1-1.5的(1R,2S)-2-氨基-1,2-二苯基乙醇与三苯基膦和偶氮二羧酸二异丙酯在三乙胺存在下,室温(10-30℃)反应12-24小时,反应以无水四氢呋喃为溶剂,反应完成后脱去溶剂,上硅胶柱,柱层析分离,减压脱去层析液得到氮杂环丙烷类中间体III;
上述方案中,所述步骤(1)中三乙胺的用量按摩尔比计为(1R,2S)-2-氨基-1,2-二苯基乙醇3倍的柱层析试剂为体积比为5:1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶液。
上述方案中,所述步骤(2)为将按摩尔比为1:1.1-1.5的中间体III所示氮杂环丙烷类化合物和通式IV表示的硫酚化合物在甲醇中回流反应8-12个小时,反应完成后,减压脱去溶剂后,上硅胶柱,柱层析分离,减压脱去层析液后得到中间体V。
上述方案中,所述步骤(2)中的柱层析试剂为体积比为2:1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶液。
上述方案中,所述步骤(3)为将按摩尔比为1:1中间体V所示的化合物和30wt%的双氧水在钨酸钠存在下,10-30℃反应2-3分钟,其中双氧水以其中的有效含量计,反应以醋酸为溶剂,钨酸钠的用量按摩尔比计为中间体V的0.01-0.05倍,反应完成后,加入水和二氯甲烷,分液,水相用二氯甲烷萃取,合并有机相,用饱和碳酸氢钠洗涤后,用无水硫酸钠干燥,抽滤,减压脱去溶剂后上硅胶柱,以体积比为1:2的石油醚和乙酸乙酯的混合溶液进行柱层析分离,减压脱去层析液,再用体积比为50:1的石油醚和乙醇的混合溶液重结晶即可得单一构型的中间体VI。
上述方案中,所述步骤(4)为将按摩尔比计为1:1.1-1.5:1.2-1.5的中间体VI、中间体VII(2-二苯基膦苯甲酸)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)在4-二甲氨基吡啶(DMAP)存在下在室温(10-30℃)下反应8-12个小时,反应以无水二氯甲烷为溶剂,反应完后加入乙醚,反应液用盐酸溶液洗涤分液,有机相再用饱和碳酸氢钠洗涤后,用无水硫酸钠干燥,抽滤,在减压下脱去溶剂后上硅胶柱,柱层析分离即得到通式I所表示的手性亚砜-膦化合物。
按上述方案,所述步骤(4)中的柱层析试剂为体积比为4:1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶液。
本发明提供的上述式I的化合物在烯丙基氯化钯催化下的不对称烯丙基取代反应中的应用。
本发明的有益效果:本发明的式I所表示的化合物与钯形成的络合物对催化不对称烯丙基取代反应具有良好的催化活性,可直接用来制备各种具有手性的烯丙基烷基化产物。
具体实施方式
下面通过实例来具体说明本发明的发明内容。这些实例仅对本发明进行说明,而不对本发明进行限制。
下述实施例中提到的中间体V-1,V-2,V-3,V-4,V-5,V-6,V-7所示的化合物分别为中R为4-甲基苯基、苯基、4-溴苯基、3,5-二甲基苯基、2-甲基苯基、1-萘基、2,4,6-三甲基苯基相对应的各化合物;
中间体VI-1,VI-2,VI-3,VI-4,VI-5,VI-6,VI-7所示的化合物分别为中R为4-甲基苯基、苯基、4-溴苯基、3,5-二甲基苯基、2-甲基苯基、1-萘基、2,4,6-三甲基苯基相对应的各化合物。
实施例1
I-1
在室温(10-30℃)下,将三苯基膦6.30g(24mmol)与偶氮二羧酸二异丙酯4.45g(22mmol)、三乙胺(8.4mL)溶解于60mL无水四氢呋喃溶液中,搅拌十分钟后,将(1R,2S)-2-氨基-1,2-二苯基乙醇4.26g(20mmol)加入到反应体系中,继续反应20小时,反应完后,脱去溶剂,上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为5:1)进行柱层析分离,减压脱去层析液即得到氮杂环丙烷类中间体III(C14H13N),该化合物为白色固体,收率为89%。
将氮杂环丙烷类中间体III(C14H13N)(1.95g,10mmol)溶解在20mL甲醇中,然后加入4-甲基苯硫酚(1.37g,11mmol),升温至回流,反应8个小时后,反应液在减压下脱去溶剂后,上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为2:1)进行柱层析分离,减压脱去层析液后得到3.03g中间体V-1(C21H21NS),收率为95%。
将中间体V-1(C21H21NS)(3.03g,9.5mmol)和钨酸钠(36mg)溶解在9.5mL醋酸中,再将30wt%双氧水(0.95mL,9.5mmol)逐滴加入到反应体系中,滴加完毕后再反应1-2分钟,加入20mL蒸馏水淬灭反应,用二氯甲烷萃取三次(3*50mL),有机相用饱和碳酸氢钠洗涤至无气泡产生。合并有机相,无水硫酸钠干燥,抽滤,在减压下脱去溶剂后上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为1:2)进行柱层析分离,减压脱去层析液,再用石油醚/乙醇(体积比为50:1)重结晶即可得1.49g单一构型的中间体VI-1(C21H21NOS),该化合物为白色晶体,收率为47%。
将2-二苯基膦苯甲酸(337mg,1.1mmol)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)(230mg,1.2mmol)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)(6mg,0.05mmol)溶解在10mL二氯甲烷中,再将中间体VI-1(C21H21NOS)(335mg,1.0mmol)加入到反应体系中,继续在室温下反应8个小时,反应完后加入10mL乙醚,用10wt%的盐酸溶液洗涤三次(3*15mL),分液,有机相再用饱和碳酸氢钠洗涤一次,无水硫酸钠干燥,抽滤,在减压下脱去溶剂后上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为4:1)进行柱层析分离即得到式I-1(C40H34NO2PS)所表示目标化合物523mg,白色固体,收率为84%。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ(ppm)8.89(d,J=8.8Hz,1H),7.73–7.71(m,1H),7.43–7.39(m,3H),7.37–7.31(m,9H),7.26–7.24(m,5H),7.19(t,J=7.4Hz,1H),7.08–6.99(m,7H),6.50(d,J=7.6Hz,2H),5.70(dd,J=8.8,3.4Hz,1H),4.21(d,J=3.3Hz,1H),2.30(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ(ppm)167.19,141.81,140.98,140.74,138.15,138.10,138.03,137.41,137.29,137.09,136.91,136.87,134.24,133.95,133.73,133.52,131.02,129.97,129.23,129.19,128.68,128.46,128.31,128.25,127.99,127.33,127.28,125.15,75.49,57.66,21.27.
31P NMR(CDCl3)δ(ppm)-11.992(s)
MS(m/z):624.3([M+1]+)
高分辨:计算值:[M+H]+:624.2121,实测值:624.2101
实施例2
I-2
在室温(10-30℃)下,将三苯基膦6.30g(24mmol)与偶氮二羧酸二异丙酯4.45g(22mmol)、三乙胺(8.4mL)溶解于60mL无水四氢呋喃溶液中,搅拌十分钟后,将(1R,2S)-2-氨基-1,2-二苯基乙醇4.26g(20mmol)加入到反应体系中,继续反应20小时,反应完后,脱去溶剂,上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为5:1)进行柱层析分离,减压脱去层析液即得到氮杂环丙烷类中间体III(C14H13N),该化合物为白色固体,收率为89%。
将氮杂环丙烷类中间体III(C14H13N)(1.95g,10mmol)溶解在20mL甲醇中,然后加入苯硫酚(1.21g,11mmol),升温至回流,反应8个小时后,反应液在减压下脱去溶剂后,上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为2:1)进行柱层析分离,减压脱去层析液后得到2.87g中间体V-2(C20H19NS),收率为94%。
将中间体V-2(C20H19NS)(2.87g,9.4mmol)和钨酸钠(35mg)溶解在9.4mL醋酸中,再将30wt%双氧水(0.94mL,9.4mmol)逐滴加入到反应体系中,滴加完毕后再反应1-2分钟,加入20mL蒸馏水淬灭反应,用二氯甲烷萃取三次(3*50mL),有机相用饱和碳酸氢钠洗涤至无气泡产生。合并有机相,无水硫酸钠干燥,抽滤,在减压下脱去溶剂后上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为1:2)进行柱层析分离,减压脱去层析液,再用石油醚/乙醇(体积比为50:1)重结晶即可得1.48g单一构型的中间体VI-2(C20H19NOS),该化合物为白色晶体,收率为47%。
将2-二苯基膦苯甲酸(337mg,1.1mmol)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)(230mg,1.2mmol)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)(6mg,0.05mmol)溶解在10mL二氯甲烷中,再将中间体VI-2(C20H19NOS)(321mg,1.0mmol)加入到反应体系中,继续在室温下反应8个小时,反应完后加入10mL乙醚,用10wt%的盐酸溶液洗涤三次(3*15mL),分液,有机相再用饱和碳酸氢钠洗涤一次,无水硫酸钠干燥,抽滤,在减压下脱去溶剂后上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为4:1)进行柱层析分离即得到式I-2(C39H32NO2PS)所表示目标化合物488mg,白色固体,收率为80%。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ(ppm)8.82(d,J=8.9Hz,1H),7.72–7.71(m,1H),7.43–7.31(m,13H),7.26–7.18(m,8H),7.14(d,J=7.4Hz,2H),7.07(t,J=7.5Hz,2H),7.02–7.00(m,1H),6.50(d,J=7.3Hz,2H),5.72(dd,J=9.1,2.0Hz,1H),4.22(s,1H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ(ppm)167.12,141.44,140.87,140.64,138.01,137.89,137.29,137.17,136.99,136.85,136.78,134.18,133.85,133.65,133.44,131.22,130.80,129.98,129.87,129.13,128.61,128.50,128.38,128.23,127.98,127.20,124.98,75.64,57.50.
31P NMR(CDCl3)δ(ppm)-11.257(s)
MS(m/z):610.3([M+1]+)
高分辨:计算值:[M+H]+:610.1964,实测值:610.1954
实施例3
I-3
在室温(10-30℃)下,将三苯基膦6.30g(24mmol)与偶氮二羧酸二异丙酯4.45g(22mmol)、三乙胺(8.4mL)溶解于60mL无水四氢呋喃溶液中,搅拌十分钟后,将(1R,2S)-2-氨基-1,2-二苯基乙醇4.26g(20mmol)加入到反应体系中,继续反应20小时,反应完后,脱去溶剂,上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为5:1)进行柱层析分离,减压脱去层析液即得到氮杂环丙烷类中间体III(C14H13N),该化合物为白色固体,收率为89%。
将氮杂环丙烷类中间体III(C14H13N)(1.95g,10mmol)溶解在20mL甲醇中,然后加入4-溴苯硫酚(2.08g,11mmol),升温至回流,反应8个小时后,反应液在减压下脱去溶剂后,上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为2:1)进行柱层析分离,减压脱去层析液后得到3.53g中间体V-3(C20H18BrNS),收率为92%。
将中间体V-3(C20H18BrNS)(3.53g,9.2mmol)和钨酸钠(35mg)溶解在9.2mL醋酸中,再将30wt%双氧水(0.92mL,9.2mmol)逐滴加入到反应体系中,滴加完毕后再反应1-2分钟,加入20mL蒸馏水淬灭反应,用二氯甲烷萃取三次(3*50mL),有机相用饱和碳酸氢钠洗涤至无气泡产生。合并有机相,无水硫酸钠干燥,抽滤,在减压下脱去溶剂后上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为1:2)进行柱层析分离,减压脱去层析液,再用石油醚/乙醇(体积比为50:1)重结晶即可得1.91g单一构型的中间体VI-3(C20H18BrNOS),该化合物为白色晶体,收率为52%。
将2-二苯基膦苯甲酸(337mg,1.1mmol)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)(230mg,1.2mmol)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)(6mg,0.05mmol)溶解在10mL二氯甲烷中,再将中间体VI-3(C20H18BrNOS)(400mg,1.0mmol)加入到反应体系中,继续在室温下反应8个小时,反应完后加入10mL乙醚,用10wt%的盐酸溶液洗涤三次(3*15mL),分液,有机相再用饱和碳酸氢钠洗涤一次,无水硫酸钠干燥,抽滤,在减压下脱去溶剂后上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为4:1)进行柱层析分离即得到式I-3(C39H31BrNO2PS)所表示目标化合物563mg,白色固体,收率为82%。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ(ppm)8.66(d,J=8.8Hz,1H),7.69–7.67(m,1H),7.42–7.30(m,14H),7.26–7.22(m,6H),7.11(t,J=7.7Hz,2H),7.03–7.01(m,1H),6.97(d,J=8.5Hz,2H),6.52(d,J=7.5Hz,2H),5.73(dd,J=8.9,3.5Hz,1H),4.20(d,J=3.5Hz,1H)。
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ(ppm)167.12,141.44,140.87,140.64,138.01,137.89,137.29,137.17,136.99,136.85,136.78,134.18,133.85,133.65,133.44,131.22,130.80,129.98,129.87,129.13,128.61,128.50,128.38,128.23,127.98,127.20,124.98,75.64,57.50.。
31P NMR(CDCl3)δ(ppm)-11.530(s)
MS(m/z):690.1([M+1]+)
高分辨:计算值:[M+H]+:690.1049,实测值:690.1044
实施例4
I-4
在室温(10-30℃)下,将三苯基膦6.30g(24mmol)与偶氮二羧酸二异丙酯4.45g(22mmol)、三乙胺(8.4mL)溶解于60mL无水四氢呋喃溶液中,搅拌十分钟后,将(1R,2S)-2-氨基-1,2-二苯基乙醇4.26g(20mmol)加入到反应体系中,继续反应20小时,反应完后,脱去溶剂,上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为5:1)进行柱层析分离,减压脱去层析液即得到氮杂环丙烷类中间体III(C14H13N),该化合物为白色固体,收率为89%。
将氮杂环丙烷类中间体III(C14H13N)(1.95g,10mmol)溶解在20mL甲醇中,然后加入3,5-二甲基苯硫酚(1.52g,11mmol),升温至回流,反应8个小时后,反应液在减压下脱去溶剂后,上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为2:1)进行柱层析分离,减压脱去层析液后得到3.23g中间体V-4(C22H23NS),收率为97%。
将中间体V-4(C22H23NS)(3.23g,9.7mmol)和钨酸钠(36mg)溶解在9.7mL醋酸中,再将30wt%双氧水(0.97mL,9.7mmol)逐滴加入到反应体系中,滴加完毕后再反应1-2分钟,加入20mL蒸馏水淬灭反应,用二氯甲烷萃取三次(3*50mL),有机相用饱和碳酸氢钠洗涤至无气泡产生。合并有机相,无水硫酸钠干燥,抽滤,在减压下脱去溶剂后上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为1:2)进行柱层析分离,减压脱去层析液,再用石油醚/乙醇(体积比为50:1)重结晶即可得1.39g单一构型的中间体VI-4(C22H23NOS),该化合物为白色晶体,收率为41%。
将2-二苯基膦苯甲酸(337mg,1.1mmol)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)(230mg,1.2mmol)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)(6mg,0.05mmol)溶解在10mL二氯甲烷中,再将中间体VI-4(C22H23NOS)(349mg,1.0mmol)加入到反应体系中,继续在室温下反应8个小时,反应完后加入10mL乙醚,用10wt%的盐酸溶液洗涤三次(3*15mL),分液,有机相再用饱和碳酸氢钠洗涤一次,无水硫酸钠干燥,抽滤,在减压下脱去溶剂后上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为4:1)进行柱层析分离即得到式I-4(C41H36NO2PS)所表示目标化合物542mg,白色固体,收率为85%。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ(ppm)8.87(d,J=8.6Hz,1H),7.73–7.71(m,1H),7.43–7.37(m,6H),7.33–7.24(m,11H),7.19(t,J=7.2Hz,1H),7.07(t,J=7.5Hz,2H),7.00–6.90(m,1H),6.95(s,1H),6.73(s,2H),6.49(d,J=7.6Hz,2H),5.70(dd,J=8.1,2.7Hz,1H),4.21(d,J=3.0Hz,1H),2.14(s,6H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ(ppm)167.05,141.00,140.81,138.17,138.10,137.98,137.23,137.11,137.03,136.89,134.15,133.94,133.74,133.65,133.45,132.91,131.06,130.05,129.96,129.20,128.58,128.34,128.24,127.95,127.82,127.32,122.55,75.35,57.47,20.81.
31P NMR(CDCl3)δ(ppm)-11.144(s)
MS(m/z):638.6([M+1]+)
高分辨:计算值:[M+H]+:638.2277,实测值:638.2264
实施例5
I-5
在室温(10-30℃)下,将三苯基膦6.30g(24mmol)与偶氮二羧酸二异丙酯4.45g(22mmol)、三乙胺(8.4mL)溶解于60mL无水四氢呋喃溶液中,搅拌十分钟后,将(1R,2S)-2-氨基-1,2-二苯基乙醇4.26g(20mmol)加入到反应体系中,继续反应20小时,反应完后,脱去溶剂,上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为5:1)进行柱层析分离,减压脱去层析液即得到氮杂环丙烷类中间体III(C14H13N),该化合物为白色固体,收率为89%。
将氮杂环丙烷类中间体III(C14H13N)(1.95g,10mmol)溶解在20mL甲醇中,然后加入2-甲基苯硫酚(1.37g,11mmol),升温至回流,反应8个小时后,反应液在减压下脱去溶剂后,上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为2:1)进行柱层析分离,减压脱去层析液后得到3.0g中间体V-5(C21H21NS),收率为94%。
将中间体V-5(C21H21NS)(3.0g,9.4mmol)和钨酸钠(35mg)溶解在9.4mL醋酸中,再将30wt%双氧水(0.94mL,9.4mmol)逐滴加入到反应体系中,滴加完毕后再反应1-2分钟,加入20mL蒸馏水淬灭反应,用二氯甲烷萃取三次(3*50mL),有机相用饱和碳酸氢钠洗涤至无气泡产生。合并有机相,无水硫酸钠干燥,抽滤,在减压下脱去溶剂后上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为1:2)进行柱层析分离,减压脱去层析液,再用石油醚/乙醇(体积比为50:1)重结晶即可得1.42g单一构型的中间体VI-5(C21H21NOS),该化合物为白色晶体,收率为45%。
将2-二苯基膦苯甲酸(337mg,1.1mmol)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)(230mg,1.2mmol)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)(6mg,0.05mmol)溶解在10mL二氯甲烷中,再将中间体VI-5(C21H21NOS)(349mg,1.0mmol)加入到反应体系中,继续在室温下反应8个小时,反应完后加入10mL乙醚,用10wt%的盐酸溶液洗涤三次(3*15mL),分液,有机相再用饱和碳酸氢钠洗涤一次,无水硫酸钠干燥,抽滤,在减压下脱去溶剂后上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为4:1)进行柱层析分离即得到式I-5(C40H34NO2PS)所表示目标化合物442mg,白色固体,收率为71%。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ(ppm)9.01(d,J=8.8Hz,1H),8.06(d,J=7.9Hz,1H),7.75–7.73(m,1H),7.49–7.48(m,2H),7.43–7.38(m,4H),7.36–7.32(m,7H),7.27–7.25(m,6H),7.15(t,J=7.4Hz,1H),7.03–6.99(m,3H),6.85(d,J=7.6Hz,1H),6.47(d,J=7.5Hz,2H),5.72(dd,J=8.9,3.0Hz,1H),4.43(d,J=3.1Hz,1H),1.62(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ(ppm)167.00,141.21,140.95,140.71,138.12,138.00,137.34,137.24,137.19,137.07,136.85,134.19,133.85,133.65,133.42,131.22,130.37,130.07,129.95,129.84,129.40,128.63,128.49,128.28,128.19,128.12,127.85,127.10,125.22,75.71,57.92,18.33.
31P NMR(CDCl3)δ(ppm)-11.172(s)
MS(m/z):624.5([M+1]+)
高分辨:计算值:[M+H]+:624.2121,实测值:624.2107
实施例6
I-6
在室温(10-30℃)下,将三苯基膦6.30g(24mmol)与偶氮二羧酸二异丙酯4.45g(22mmol)、三乙胺(8.4mL)溶解于60mL无水四氢呋喃溶液中,搅拌十分钟后,将(1R,2S)-2-氨基-1,2-二苯基乙醇4.26g(20mmol)加入到反应体系中,继续反应20小时,反应完后,脱去溶剂,上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为5:1)进行柱层析分离,减压脱去层析液即得到氮杂环丙烷类中间体III(C14H13N),该化合物为白色固体,收率为89%。
将氮杂环丙烷类中间体III(C14H13N)(1.95g,10mmol)溶解在20mL甲醇中,然后加入1-萘硫酚(1.76g,11mmo),升温至回流,反应8个小时后,反应液在减压下脱去溶剂后,上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为2:1)进行柱层析分离,减压脱去层析液后得到3.41g中间体V-6(C24H21NS),收率为96%。
将中间体V-6(C24H21NS)(3.41g,9.6mmol)和钨酸钠(36mg)溶解在9.6mL醋酸中,再将30wt%双氧水(0.96mL,9.6mmol)逐滴加入到反应体系中,滴加完毕后再反应1-2分钟,加入20mL蒸馏水淬灭反应,用二氯甲烷萃取三次(3*50mL),有机相用饱和碳酸氢钠洗涤至无气泡产生。合并有机相,无水硫酸钠干燥,抽滤,在减压下脱去溶剂后上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为1:2)进行柱层析分离,减压脱去层析液,再用石油醚/乙醇(体积比为50:1)重结晶即可得1.42g单一构型的中间体VI-6(C24H21NOS),该化合物为白色晶体,收率为48%。
将2-二苯基膦苯甲酸(337mg,1.1mmol)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)(230mg,1.2mmol)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)(6mg,0.05mmol)溶解在10mL二氯甲烷中,再将中间体VI-6(C24H21NOS)(371mg,1.0mmol)加入到反应体系中,继续在室温下反应8个小时,反应完后加入10mL乙醚,用10wt%的盐酸溶液洗涤三次(3*15mL),分液,有机相再用饱和碳酸氢钠洗涤一次,无水硫酸钠干燥,抽滤,在减压下脱去溶剂后上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为4:1)进行柱层析分离即得到式I-6(C43H34NO2PS)所表示目标化合物481mg,白色固体,收率为73%。
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ(ppm)8.88(d,J=8.7Hz,1H),7.78(d,J=8.1Hz,1H),7.75–7.74(m,2H),7.68–7.63(m,2H),7.52(t,J=7.4Hz,1H),7.48–7.44(m,4H),7.39–7.33(m,8H),7.28–7.26(m,6H),7.18(t,J=7.4Hz,1H),7.10(d,J=8.6Hz,1H),7.05–7.01(m,3H),6.51(d,J=7.5Hz,2H),5.75(dd,J=8.8,3.3Hz,1H),4.33(d,J=3.2Hz,1H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ(ppm)167.23,141.04,140.80,138.70,138.13,138.01,137.29,137.17,137.11,136.98,136.89,134.34,134.25,133.99,133.76,133.55,132.23,131.00,130.01,129.27,128.69,128.58,128.47,128.42,128.31,128.07,127.74,127.39,127.35,126.90,126.04,120.74,75.56,57.68.
31P NMR(CDCl3)δ(ppm)-11.266(s)
MS(m/z):660.2([M+1]+)
高分辨:计算值:[M+H]+:660.2121,实测值:660.2108
实施例7
I-7
在室温(10-30℃)下,将三苯基膦6.30g(24mmol)与偶氮二羧酸二异丙酯4.45g(22mmol)、三乙胺(8.4mL)溶解于60mL无水四氢呋喃溶液中,搅拌十分钟后,将(1R,2S)-2-氨基-1,2-二苯基乙醇4.26g(20mmol)加入到反应体系中,继续反应20小时,反应完后,脱去溶剂,上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为5:1)进行柱层析分离,减压脱去层析液即得到氮杂环丙烷类中间体III(C14H13N),该化合物为白色固体,收率为89%。
将氮杂环丙烷类中间体III(C14H13N)(1.95g,10mmol)溶解在20mL甲醇中,然后加入2,4,6-三甲基苯硫酚(2.28g,15mmol),升温至回流,反应12个小时后,反应液在减压下脱去溶剂后,上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为2:1)进行柱层析分离,减压脱去层析液后得到3.12g中间体V-7(C23H25NS),收率为90%。
将中间体V-7(C23H25NS)(3.17g,9.0mmol)和钨酸钠(34mg)溶解在9.0mL醋酸中,再将30wt%双氧水(0.90mL,9.0mmol)逐滴加入到反应体系中,滴加完毕后再反应1-2分钟,加入20mL蒸馏水淬灭反应,用二氯甲烷萃取三次(3*50mL),有机相用饱和碳酸氢钠洗涤至无气泡产生。合并有机相,无水硫酸钠干燥,抽滤,在减压下脱去溶剂后上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为1:2)进行柱层析分离,减压脱去层析液,再用石油醚/乙醇(体积比为50:1)重结晶即可得1.37g单一构型的中间体VI-7(C23H25NOS),该化合物为白色晶体,收率为42%。
将2-二苯基膦苯甲酸(337mg,1.1mmol)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)(230mg,1.2mmol)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)(6mg,0.05mmol)溶解在10mL二氯甲烷中,再将中间体VI-7(C23H25NOS)(363mg,1.0mmol)加入到反应体系中,继续在室温下反应8个小时,反应完后加入10mL乙醚,用10wt%的盐酸溶液洗涤三次(3*15mL),分液,有机相再用饱和碳酸氢钠洗涤一次,无水硫酸钠干燥,抽滤,在减压下脱去溶剂后上硅胶柱,以石油醚/乙酸乙酯(体积比为4:1)进行柱层析分离即得到式I-6(C43H34NO2PS)所表示目标化合物475mg,白色固体,收率为73%。
1H NMR(600MHz,DMSO)δ(ppm)8.92(d,J=9.3Hz,1H),7.50(d,J=7.4Hz,2H),7.36–7.34(m,7H),7.30–7.27(m,4H),7.19(t,J=7.3Hz,1H),7.14(t,J=7.6Hz,2H),7.11–7.04(m,5H),6.99(d,J=7.2Hz,2H),6.88–6.86(m,2H),6.57(s,1H),5.97(t,J=8.5Hz,1H),5.17(d,J=7.7Hz,1H),2.59(s,3H),2.14(s,3H),1.68(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ(ppm)166.74,141.37,140.53,140.30,139.44,138.76,138.34,138.21,137.64,137.54,137.32,136.92,134.47,133.73,133.52,133.29,132.71,132.23,130.93,130.26,130.08,129.62,128.60,128.43,128.30,128.15,127.93,127.66,127.04,68.74,58.31,20.79,19.87,19.02.
31P NMR(CDCl3)δ(ppm)-10.767(s)
MS(m/z):652.5([M+1]+)
高分辨:计算值:[M+H]+:652.2434,实测值:652.2423
上述化合物的绝对构型由对化合物I-5进行X-射线单晶衍射确证,其他化合物的构型与化合物I-5均是一致的。
实施例8
不对称烯丙基取代反应
在氮气保护下,0.04mmol的烯丙基氯化钯和0.04mmol的I表示的化合物溶于2mL二氯甲烷中并在室温下强烈搅拌一个小时,再向体系中加入0.3mmol相应的反式-1,3-二苯基烯丙基乙酸酯、0.9mmol相应的亲核试剂(1,3-二羰基化合物、苄胺或苄醇)、碱(碳酸铯、碳酸钾),然后升温到40℃反应,直至反应完全。用10mL饱和氯化铵溶液终止反应后,用乙醚萃取、干燥脱溶,上硅胶柱,并以石油醚/乙酸乙酯(体积比为30:1-15:1)进行柱层析分离,减压脱去层析液即得烯丙基烷基化反应产物。产物的绝对构型通过与已知文献报道的旋光度数据比较确定。
表1为化合物I与烯丙基氯化钯络合催化不对称烯丙基取代反应的结果。
表1
化合物I | R | 产物收率(wt%) | 产物对映体过量*(%) |
I-1 | 4-MePh | 97 | 98.8 |
I-2 | Ph | 95 | 98.8 |
I-3 | 4-BrPh | 96 | 99.0 |
I-4 | 3,5-(Me)2Ph | 94 | 98.4 |
I-5 | 2-MePh | 95 | 98.6 |
I-6 | 1-Naphthyl | 92 | 98.7 |
I-7 | 2,4,6-(Me)3Ph | 91 | 87 |
表2,表3为部分底物在化合物I-3和烯丙基氯化钯催化下的结果。
表2
产物编号 | R1 | R2 | R3 | 收率(wt%) | 对映体过量*(%) |
1 | OMe | H | H | 96 | 99.0 |
2 | OEt | H | H | 95 | 99.0 |
3 | OiPr | H | H | 94 | 98.8 |
4 | Me | H | H | 97 | 97 |
5 | OEt | Me | H | 95 | 99.1 |
6 | OEt | Ph | H | 93 | 98.7 |
7 | OEt | C3H5 | H | 93 | 99.3 |
8 | OMe | H | F | 93 | 98.5 |
9 | OMe | H | Cl | 92 | 98 |
10 | OMe | H | Br | 95 | 98 |
11 | OMe | H | Me | 86 | 98.2 |
产物编号 | Nu | 收率(wt%) | 对映体过量*(%) |
12 | BnNH | 89 | 97 |
13 | BnO | 85 | 95 |
*产物对映体过量由高效液相色谱测定。
从上面的实验可以看出,本发明的式I所表示的化合物与钯形成的络合物对催化不对称烯丙基取代反应具有良好的催化活性,可直接用来制备各种具有手性的烯丙基烷基化产物。
Claims (10)
2.权利要求1所述的手性亚砜-膦化合物I的制备方法,其特征在于:它步骤为:(1)使(1R,2S)-2-氨基-1,2-二苯基乙醇与三苯基膦(PPh3)和偶氮二羧酸二异丙酯(DIAD)反应,得到氮杂环丙烷类中间体III;(2)再将中间体III表示的氮杂环丙烷类化合物与通式IV表示的硫酚化合物RSH进行反应,得到中间体V;(3)然后,中间体V在双氧水存在下氧化,柱层析、重结晶获得中间体VI所示的亚砜化合物,(4)最后,中间体VI与VII(2-二苯基膦苯甲酸)在1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)与4-二甲氨基吡啶(DMAP)存在下反应即得到通式I所表示的手性亚砜-膦化合物;
式Ⅰ中:R表示苯基、4-甲基苯基、4-溴苯基、3,5-二甲基苯基、2-甲基苯基、1-萘基或2,4,6-三甲基苯基,式IV、V、VI中R与式I中的定义相同。
3.根据权利要求2所述的手性亚砜-膦化合物I的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)为将摩尔比为1:1.2-1.5:1.1-1.5的(1R,2S)-2-氨基-1,2-二苯基乙醇与三苯基膦和偶氮二羧酸二异丙酯在三乙胺存在下,室温(10-30℃)反应12-24小时,反应以无水四氢呋喃为溶剂,反应完成后脱去溶剂,上硅胶柱,柱层析分离,减压脱去层析液得到氮杂环丙烷类中间体III。
4.根据权利要求3所述的手性亚砜-膦化合物I的制备方法,其特征在于:所述步骤(1)中三乙胺的用量按摩尔比计为(1R,2S)-2-氨基-1,2-二苯基乙醇3倍,柱层析试剂为体积比为5:1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶液。
5.根据权利要求2所述的手性亚砜-膦化合物I的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)为将按摩尔比为1:1.1-1.5的中间体III所示氮杂环丙烷类化合物和通式IV表示的硫酚化合物在甲醇中回流反应8-12个小时,反应完成后,减压脱去溶剂后,上硅胶柱,柱层析分离,减压脱去层析液后得到中间体V。
6.根据权利要求5所述的手性亚砜-膦化合物I的制备方法,其特征在于:所述步骤(2)中的柱层析试剂为体积比为2:1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶液。
7.根据权利要求2所述的手性亚砜-膦化合物I的制备方法,其特征在于:所述步骤(3)为将按摩尔比为1:1中间体V所示的化合物和30wt%的双氧水在钨酸钠存在下,其中双氧水以其中的有效含量计,10-30℃反应2-3分钟,反应以醋酸为溶剂,钨酸钠的用量按摩尔比计为中间体V的0.01-0.05倍,反应完成后,加入水和二氯甲烷,分液,水相用二氯甲烷萃取,合并有机相,用饱和碳酸氢钠洗涤后,用无水硫酸钠干燥,抽滤,减压脱去溶剂后上硅胶柱,以体积比为1:2的石油醚和乙酸乙酯的混合溶液进行柱层析分离,减压脱去层析液,再用体积比为50:1的石油醚和乙醇的混合溶液重结晶即可得单一构型的中间体VI。
8.根据权利要求2所述的手性亚砜-膦化合物I的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)为将按摩尔比计为1:1.1-1.5:1.2-1.5的中间体VI、中间体VII(2-二苯基膦苯甲酸)和1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDCI)在4-二甲氨基吡啶(DMAP)存在下在室温(10-30℃)下反应8-12个小时,反应以无水二氯甲烷为溶剂,反应完后加入乙醚,反应液 用盐酸溶液洗涤分液,有机相再用饱和碳酸氢钠洗涤后,用无水硫酸钠干燥,抽滤,在减压下脱去溶剂后上硅胶柱,柱层析分离即得到通式I所表示的手性亚砜-膦化合物。
9.根据权利要求8所述的手性亚砜-膦化合物I的制备方法,其特征在于:所述步骤(4)中的柱层析试剂为体积比为4:1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶液。
10.权利要求1所述的手性亚砜-膦化合物I在烯丙基氯化钯催化下的不对称烯丙基取代反应中的应用。
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