CN109721622B - 一种手性二环[4.4.0]双硼酸及其制备方法和应用 - Google Patents
一种手性二环[4.4.0]双硼酸及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于手性化合物制备化学领域，具体涉及一种手性二环[4.4.0]双硼酸及其制备方法和应用。本发明从手性1,1,4,4‑四芳基丁四醇出发，通过其与硼试剂的高度区域选择性衍生化反应制得在空气中稳定的手性二环[4.4.0]双硼酸，避开了常规复杂的衍生化程序，大大简化了其合成步骤。初步考察了制得的手性二环[4.4.0]双硼酸不对称催化aldol反应，显示出优异的手性诱导能力。
Description
技术领域
本发明属于手性化合物制备化学领域，具体涉及一种手性二环[4.4.0]双硼酸及其制备方法和应用。
背景技术
手性硼酸及手性硼酸酯在不对称合成领域有着广泛的应用；在亚胺的不对称加成[Yim,H.K.；Wong,H.N.C.J.Org.Chem.2004,69,2892-2895.]，a-酮酸酯的非对映和对映选择性衍生化反应[Chan,Y.；Eltepu,L.；Wentworth,P.,Jr.Tetrahedron Lett.2004,45,8285–8288.]，醛的不对称烯丙基化反应[Roush,W.R.；Hoong,L.K.；Palmer,M.A.J.；Park,J.C.J.Org.Chem.1990,55,4109-17.]，烯烃的不对称环丙烷化反应[(a)Llewellyn,D.B.；Arndtsen,B.A.Tetrahedron:Asymmetry 2005,16,1789-1799.(b)Luithle,J.E.A.；Pietruszka,J.J.Org.Chem.2000,65,9194-9200.(c)Luithle,J.E.A.；Pietruszka,J.Eur.J.Org.Chem.2000,65,2557-2562.(d)Luithle,J.E.A.；Pietruszka,J.J.Org.Chem.1999,64,8287-8297.]，炔烃的不对称硼氢化反应[Luithle,J.E.A.；Pietruszka,J.；Witt,A.Chem.Commun.,1998,2651-2652.]，腈氧化物的不对称环加成[Wallace,R.H.,Zong,K.K.,J.Organometal.Chem.1999,581,87–91.]，不对称aldol反应[Furuta,K.；Maruyama,T.；Yamamoto,H.J.Am.Chem.Soc.1991,113,1041-1042.]，不对称Diels-Alder反应[Ishihara,K.；Gao,Q.；Yamamoto,H..J.Am.Chem.Soc.1993,115(22),10412-13.]中都取得了优异的结果。在这些反应中用到的手性硼化合物都是三配位的，大部分在空气中不稳定，甚至对湿气高度敏感。这些手性硼化合物的制备、储存及应用都很不方便。
本发明从TADDOL的母体化合物—手性1,1,4,4-四芳基丁四醇出发，通过其与硼试剂的高度区域选择性衍生化反应制得在空气中稳定的手性二环[4.4.0]双硼酸，避开了常规复杂的衍生化程序，大大简化了其合成步骤。初步考察了制得的手性二环[4.4.0]双硼酸不对称催化aldol反应，显示出优异的手性诱导能力。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种利用酒石酸衍生制备手性二环[4.4.0]双硼酸的方法。该方法原料廉价易得，工艺简单，反应选择性优异，产物收率高；制得的手性二环[4.4.0]双硼酸具有优异的手性诱导能力。
本发明的原理是：天然的或非天然的酒石酸酯与芳基格氏试剂反应制得手性1,1,4,4-四芳基丁四醇，在一定的反应条件下，手性1,1,4,4-四芳基丁四醇与硼试剂发生高度区域选择性1,3-环硼化反应生成手性二环[4.4.0]双硼酸。
本发明提供的技术要点是：通过手性1,1,4,4-四芳基丁四醇的高度区域选择性1,3-环硼化反应制备手性二环[4.4.0]双硼酸，其结构式为：
所述Ar为苯基、对甲苯基、对叔丁基苯基或对氟苯基；
上述手性二环[4.4.0]双硼酸的制备方法的步骤如下：
(1)光学纯酒石酸酯与格氏试剂反应制得手性1,1,4,4-四芳基丁四醇；
(2)在80℃-150℃下，在非质子性弱极性溶剂中，手性1,1,4,4-四芳基丁四醇与硼试剂发生高度区域选择性1,3-环硼化反应，制得手性二环[4.4.0]双硼酸。
进一步的，所述步骤(1)中光学纯酒石酸酯与格氏试剂的摩尔比为1：(6-8)。
进一步的，所述步骤(1)中光学纯酒石酸酯为光学纯(2R,3R)-酒石酸二乙酯或光学纯(2S,3S)-酒石酸二乙酯。
进一步的，所述步骤(1)中格氏试剂的通式为RMgBr，式中的R为苯基、对甲苯基、对叔丁基苯基或对氟苯基，优选地，所述格氏试剂为苯基溴化镁。
进一步的，所述步骤(2)的具体操作为：在装配有回流分水器和冷凝管的反应容器中加入1,1,4,4-四芳基丁四醇、硼试剂和非质子性弱极性溶剂，在80℃-150℃(优选为120℃)下回流分水3-5小时，旋蒸浓缩除去非质子性弱极性溶剂，在所得油状物中加乙醇，加热溶解后，冷却，析出白色固体，即为手性二环[4.4.0]双硼酸。
进一步的，所述步骤(2)中手性1,1,4,4-四芳基丁四醇与硼试剂的摩尔比为1：(0.5-10)，优选为1：(0.5-3)。
进一步的，所述步骤(2)中1,1,4,4-四芳基丁四醇与与非质子性弱极性溶剂用量比1mmol:(10-30)mL，优选为1mmol:30mL。
进一步的，所述硼试剂为三氧化二硼、硼酸三甲酯、硼酸三乙酯或硼酸三正丁酯。
更优选的，所述硼试剂为三氧化二硼或硼酸三正丁酯。
进一步的，所述非质子性弱极性溶剂为苯、甲苯和二甲苯中的任意一种，优选为甲苯。
本发明还提供了上述手性二环[4.4.0]双硼酸在不对称催化aldol反应中的应用，特别是在催化对氯苯甲醛与丙酮的不对称aldol反应制备β-羟基酮中的应用。
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果在于：
本发明的制备方法具有原料廉价易得，操作简便，反应区域选择性好，易于处理，产率较高等显著特点。
本发明制得的手性二环[4.4.0]双硼酸在空气中稳定，室温条件下，在空气中放置两个月后，核磁检测显示没有发生变质，且显示出高的手性诱导能力，可用于催化不对称合成反应，比如不对称催化aldol反应。
附图说明
图1为实施例1所得(1R,6R)–5,5,10,10-四苯基二环[4.4.0]-3,8-双硼酸的结构图。
具体实施方式
以下结合具体的实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1：(1R,6R)–5,5,10,10-四苯基二环[4.4.0]-3,8-双硼酸的制备方法，步骤如下：
(1)将(2R,3R)-酒石酸二乙酯滴加到6当量的苯基溴化镁试剂(即(2R,3R)-酒石酸二乙酯与格氏试剂苯基溴化镁的摩尔比为1:6)的四氢呋喃溶液中，反应完成后，用饱和氯化铵水溶液淬灭，水蒸气蒸馏后，抽滤，得到的粗产品用80v/v％乙醇重结晶得到(2R,3R)-1,1,4,4-四苯基丁四醇，收率：52％，m.p.:149-150℃；[α]D 25＝+154.0(c 1.2,CHCl3)；1H-NMR(CDCl3,300MHz):δ7.37–7.13(m,20H,Ar-H)；4.65(d,J＝7.2Hz,2H,OH)4.41(d,J＝4.7Hz,2H,CH)；3.77(d,J＝5.3Hz,2H,OH).13C-NMR(CDCl3,75MHz)δ143.8；142.7；134.6；131.5；129.3；128.3；128.2；127.9；127.5；126.7；125.5；81.3,69.7。
(2)在圆底烧瓶中加入(2R,3R)-1,1,4,4-四苯基丁四醇和0.5当量的三氧化二硼(即(2R,3R)-1,1,4,4-四苯基丁四醇与三氧化二硼的摩尔比为1:0.5)，再向其中加入甲苯，(2R,3R)-1,1,4,4-四芳基丁四醇与甲苯用量比1mmol:30mL，然后装配回流分水器和冷凝管，在120℃下回流分水3小时，旋蒸浓缩除去甲苯后，在所得油状物中加无水乙醇，加热溶解后，冷却至室温，析出白色固体：(1R,6R)–5,5,10,10-四苯基二环[4.4.0]-3,8-双硼酸，所得产物装瓶后室温放置备用。收率：62％；m.p.>200℃；[α]D 28＝-6.8(c 0.5,CHCl3)；1HNMR(DMSO,300MHz):δ8.18(s,2H,-OH,disappeared after adding D2O),7.44-7.18(m,20H,Ar-H),4.84(s,2H,C-H)；13C NMR(DMSO,75MHz):δ149.0,147.9,134,4,133.2,132.1,130.6,129.3,85.7,74.4。
单晶数据:empirical formula,C16H19B O4.5S；formula weight,326.18；calculateddensity,1.299g/cm3；volume(V),1668.1(3)
crystal system,Monoclinic；space group,P2(1)；Z＝4；unit cell dimensions,a＝9.6035(11),b＝17.378(2),c＝10.0531(11),α＝90°β＝96.156(2)°,γ＝90°；absorption coefficient(μ),0.211mm-1；index ranges-13≤h≤13,-24≤k≤25,-14≤l≤13；F(000),688；GOF,1.040。其结构见图1。
所得(1R,6R)–5,5,10,10-四苯基二环[4.4.0]-3,8-双硼酸在室温条件下、空气中放置两个月后，核磁检测显示结果与刚开始制备得到时的检测结果保持一致，并没有发生变质。
实施例2：(1S,6S)–5,5,10,10-四苯基二环[4.4.0]-3,8-双硼酸的制备方法，步骤如下：
(1)将(2S,3S)-酒石酸二乙酯滴加到6当量的苯基溴化镁试剂(即(2S,3S)-酒石酸二乙酯与格氏试剂苯基溴化镁的摩尔比为1:6)的四氢呋喃溶液中，反应完成后，用饱和氯化铵水溶液淬灭，水蒸气蒸馏后，抽滤，得到的粗产品用80v/v％乙醇重结晶得到(2S,3S)-1,1,4,4-四苯基丁四醇，收率：53％，m.p.:149-150℃；[α]D 25＝-154.0(c 1.0,CHCl3)；1H-NMR(CDCl3,300MHz):δ7.37–7.13(m,20H,Ar-H)；4.65(d,J＝7.2Hz,2H,OH)4.41(d,J＝4.7Hz,2H,CH)；3.77(d,J＝5.3Hz,2H,OH).13C-NMR(CDCl3,75MHz)δ143.8；142.7；134.6；131.5；129.3；128.3；128.2；127.9；127.5；126.7；125.5；81.3,69.7。
(2)在圆底烧瓶中加入(2S,3S)-1,1,4,4-四苯基丁四醇与3当量的硼酸三正丁酯，再向其中加入甲苯，(2S,3S)-1,1,4,4-四苯基丁四醇与甲苯用量比1mmol:30mL，然后装配回流分水器和冷凝管，在120℃下回流5小时后，旋蒸浓缩除去甲苯，所得油状物用无水乙醇加热溶解，冷至室温后析出白色固体：(1S,6S)–5,5,10,10-四苯基二环[4.4.0]-3,8-双硼酸。收率：57％；m.p.>200℃；[α]D 25＝+6.8(c 0.5,CHCl3)；1H NMR(CDCl3,300MHz):δ7.45-7.16(m,20H,Ar-H),4.87(s,2H,C-H),3.84(s,2H,-OH,disappeared after adding D2O)；13C NMR(DMSO,75MHz):δ149.0,147.9,134,4,133.2,132.1,130.6,129.3,85.7,74.4。
所得(1S,6S)–5,5,10,10-四苯基二环[4.4.0]-3,8-双硼酸在室温条件下、空气中放置两个月后，核磁检测显示结果与刚开始制备得到时的检测结果保持一致，并没有发生变质。
实施例3：手性二环[4.4.0]双硼酸不对称催化能力考察：不对称催化aldol反应
将实施例1的(1R,6R)–5,5,10,10-四苯基二环[4.4.0]-3,8-双硼酸以10％的催化剂用量催化对氯苯甲醛与丙酮的不对称aldol反应，(1R,6R)–5,5,10,10-四苯基二环[4.4.0]-3,8-双硼酸酸、对氯苯甲醛与丙酮的物质的量比为1：10：50，将反应物加入圆底烧瓶中，密封，在室温下搅拌48小时后，柱层析纯化得到aldol反应产物β-羟基酮，收率：42％；ee＝90％.[α]D 25＝+46.4(c 0.5,in CHCl3)；1H NMR(CDCl3,300MHz)δ(ppm):7.33-7.26(m,4H,Ph-H),5.11(q,J＝4.7Hz,1H,CH),3.44(s,1H,OH),2.83-2.79(m,2H,CH2),2.19(s,3H,CH3)；13C NMR(CDCl3,300MHz)δ(ppm):209.0,141.4,133.5,128.9,127.2,69.5,52.1,31.1；Enantiomeric excess:90％,determined by HPLC(Daicel chiralpak AS-H,i-PrOH/hexane 10:90),UV 254nm,flow rate:1mL/min.(R)-isomer,tR＝10.9min and(S)-isomer,tR＝12.6min。
实施例4：手性二环[4.4.0]双硼酸不对称催化能力考察：不对称催化aldol反应
将实施例2的(1S,6S)–5,5,10,10-四苯基二环[4.4.0]-3,8-双硼酸以10％的催化剂用量催化对氯苯甲醛与丙酮的不对称aldol反应，(1S,6S)–5,5,10,10-四苯基二环[4.4.0]-3,8-双硼酸酸、对氯苯甲醛与丙酮的物质的量比为1：10：50，将反应物加入圆底烧瓶，密封，在室温下搅拌48小时后，柱层析纯化得到aldol反应产物β-羟基酮，收率：47％；ee＝92％.[α]D 25＝-47.4(c 0.5,in CHCl3)；1H NMR(CDCl3,300MHz)δ(ppm):7.30-7.24(m,4H,Ar-H),5.10(s,1H,CH),3.45(s,1H,OH),2.82-2.80(m,2H,CH2),2.18(s,3H,CH3)；13C NMR(CDCl3,75MHz)δ(ppm):208.4,141.2,133.3,128.7,127.1,69.7,52.6,31.7；Enantiomericexcess:92％,determined by HPLC(Daicel chiralpak AS-H,i-PrOH/hexane 10:90),UV 254nm,flow rate:1mL/min.(R)-isomer,tR＝11.7min and(S)-isomer,tR＝14.4min。
Claims (9)
1.一种手性二环[4.4.0]双硼酸，其结构式为：
式中，所述Ar为苯基、对甲苯基、对叔丁基苯基或对氟苯基。
2.一种权利要求1所述手性二环[4.4.0]双硼酸的制备方法，步骤如下：
(1)光学纯酒石酸酯与格氏试剂反应制得手性1,1,4,4-四芳基丁四醇；
(2)在80℃-150℃下，在非质子性弱极性溶剂中，手性1,1,4,4-四芳基丁四醇与硼试剂发生区域选择性1,3-环硼化反应，制得手性二环[4.4.0]双硼酸；
所述硼试剂为三氧化二硼、硼酸三甲酯、硼酸三乙酯或硼酸三正丁酯。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的具体操作为：在装配有回流分水器和冷凝管的反应容器中加入步骤(1)的手性1,1,4,4-四芳基丁四醇、硼试剂和非质子性弱极性溶剂，在80℃-150℃下回流分水3-5小时，然后除去非质子性弱极性溶剂，得到油状物，在所得油状物中加乙醇，加热溶解后，冷却，制得手性二环[4.4.0]双硼酸。
4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中手性1,1,4,4-四芳基丁四醇与硼试剂的摩尔比为1:0.5-10。
5.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述非质子性弱极性溶剂为苯、甲苯和二甲苯中的任意一种。
6.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中光学纯酒石酸酯与格氏试剂的摩尔比为1:6-8。
7.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中光学纯酒石酸酯为(2R,3R)-酒石酸二乙酯或(2S,3S)-酒石酸二乙酯。
8.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中格氏试剂的通式为RMgBr，式中的R为苯基、对甲苯基、对叔丁基苯基或对氟苯基。
9.一种权利要求1-8中任一所述手性双环[4.4.0]双硼酸在不对称催化aldol反应中的应用。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| CN103402954A (zh) * | 2010-10-13 | 2013-11-20 | 依兰制药公司 | 鲨肌醇和相关化合物的合成方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Aldol-group-transfer polymerization of 2-phenyl-1,3,2-dioxaborole. Preparation of graft and comb-like polymers;Wulff, Guenter et al;《Makromolekulare Chemie》;19931231;第194卷;第1569-82页 * |
| Enantioselective Catalysts for the Synthesis of α-Substituted Allylboronates-An Accelerated Approach towards Isomerically Pure Homoallylic Alcohols;Brauns, Marcus et al;《Angewandte Chemie, International Edition》;20161231;第55卷;第1548-1552页 * |
| 手性1,1,1,4,4-四取代丁四醇的新化学;胡晓允等;《武汉大学博士学位论文》;20110501;第2,5章 * |
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