CN110092725B - 一种合成手性胺化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种合成手性胺化合物的方法,所述方法包括以下步骤:(1)将式I所示化合物与叔丁基磺酰胺在催化剂存在下反应得到具有式II结构的化合物;(2)将式II所示化合物在铱催化剂和配体存在的条件下,在氢气氛围中进行反应得到式III所示化合物;(3)将式III所示化合物脱去叔丁磺酰基反应得到手性胺化合物;本发明提供的方法,通过酮羰基构建磺酰胺的结构,然后通过磺酰胺结构的不对称催化氢化反应,高效合成了芳烷基胺结构的手性胺化合物,ee值一般在80%以上,最高的ee值达到了99%以上,每一步反应的收率均可达到90%以上,总收率较高。
Description
技术领域
本发明属于医药中间体合成领域,涉及一种合成手性胺化合物的方法。
背景技术
胺是最常用的化学中间体之一,广泛用于生产药物活性成分、精细化学品、农用化学品、聚合物、染料、颜料、乳化剂和增塑剂等。但是这些重要的胺化合物并不容易得到。它们的工业生产主要依赖于烯酰胺的金属催化氢化。
目前的手性胺合成有很大一部分是通过过渡金属催化氢化反应合成的。
CN105693653A公开了种钯催化不对称氢解消旋取代氧杂氮丙啶合成手性磺酰胺的方法,反应式如下:
其催化体系为钯的手性双膦配合物,在H2的条件下反应,温度:0 50℃;溶剂:有机溶剂;时间:15 24小时;钯为三氟醋酸钯;手性双膦配体:双膦配体(S,S',R,R')TangPhos,(R)SynPhos或(1R,1'R,2S,2'S)DuanPhos;添加剂:有机酸化合物;催化剂的制备方法为:把三氟醋酸钯和手性双膦配体在丙酮中室温搅拌1小时,然后真空浓缩除去丙酮;所述R为C1C10的烷基,苯基及含有取代基的苯环,苯环上的取代基为F、Cl、Me、MeO中的一种或二种以上取代基,取代基个数为1 3。这种方法合成的结构局限于磺酰胺,应用范围较小。
CN109422602A公开了一种不对称氢化亚胺制备手性胺的方法:以手性二茂铁膦二甲脒亚胺与金属铱前驱体反应原位制备配合物为催化剂,在碘盐或单质碘存在下、在酸共同作用下,亚胺不对称加氢制备手性胺。适宜的催化剂用量(以摩尔计)为:原料亚胺/催化剂(S/C)等于100000 1000000。这种方法的配体制备简单,催化剂用量低,操作简便,且可实现连续操作,适于大规模制备手性胺,产物的对映体过量值(ee值)达80%以上,可满足作为农药中间体的要求。但是这种方法的ee值还有有待进一步提高。
因此,如何开发一种适用范围更广的、收率更高、ee值更高的手性胺合成方法对于其在中间体合成领域的应用具有重要意义。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种合成手性胺化合物的方法,以解决现有方法存在的合成得到的手性化合物ee值较低,合成的选择性较差的,合成收率较低的问题。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
本发明提供了一种合成手性胺化合物的方法,所述方法包括以下步骤:
(1)将式I所示化合物与叔丁基磺酰胺在催化剂存在下反应得到具有式II结构的化合物;
(2)将式II所示化合物在铱催化剂和配体存在的条件下,在氢气氛围中进行反应得到式III所示化合物;
(3)将式III所示化合物脱去叔丁磺酰基反应得到手性胺化合物;
其中,R1选自氢、卤原子、C1~C20的烷基、C1~C20的烷氧基、芳基或杂芳基中的任意一种或至少两种的组合;R2选自C1~C20的烷基。
tBu表示叔丁基。
本发明所述C1~C20的烷基可以是甲基、乙基、异丙基、叔丁基、正戊基、十二烷基、十八烷基或二十烷基等等,可以是直链的也可以是带有支链的,可以是环状的、螺环的等等结构。
所述C1~C20的烷氧基可以是甲氧基、乙氧基、异丙氧基、二十烷氧基,其中烷基可以是直链的也可以是带有支链的。
所述芳基可以是苯基、萘基、菲基等等,杂芳基可以是含有氮、硫、氧等原子的芳基。
本发明卤原子可以是溴原子、氯原子、氟原子等等。
本发明所述叔丁基磺酰胺通过S-叔丁基亚磺酰胺的氧化合成得到,具体的方法为:将叔丁基亚磺酰胺溶于水中,加热升温至80℃左右,然后使用次氯酸钠进行氧化反应,得到叔丁基磺酰胺,收率可达到98%以上,纯度可达到99%以上。
本发明提供的方法,通过酮羰基构建磺酰胺的结构,然后通过磺酰胺结构的不对称催化氢化反应,高效合成了芳烷基胺结构的手性胺化合物,ee值一般在80%以上,最高的ee值达到了99%以上,每一步反应的收率均可达到90%以上,总收率较高。
在本发明中,R1在酮羰基的邻位取代时,相比于间位和对位取代,在绝大多数情况下,步骤(2)的反应收率更高,并且ee值更高。
在本发明中,R2的取代基对于产物的收率和ee值也会产生影响。当R2为环丙基时,收率和ee值均较高;但是R2为异丙基时,收率和ee值均较低。因此R2位置的取代具有一定的不可预测性。
在本发明中,苯环上的R1可以是单取代也可以是多取代。
优选地,步骤(1)中所述催化剂为氯化锌和/或三氟化硼。
在本发明中,由于芳基酮的反应活性较差,因此需要催化剂催化才能够使得反应更好的进行。
优选地,步骤(1)中式I所示化合物、叔丁基磺酰胺和催化剂的摩尔比为1:(1.1~1.4):(0.2~0.5),例如可以是1:1.1:0.2、1:1.2:0.3、1:1.3:0.4或1:1.4:0.5等。
优选地,步骤(1)中所述反应在酸性条件下进行。
本发明所述酸性反应条件,本领域技术人员可根据实际情况选择合适的酸性物质添加,提供酸性环境。
优选地,步骤(1)中所述反应的时间为30~50h,例如可以是30h、32h、35h、38h、40h、41h、43h、45h、48h、49h或50h等。
优选地,步骤(1)中所诉反应的温度为30~80℃,例如可以是30℃、32℃、33℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃等。
优选地,步骤(2)中所述铱催化剂为氧化醋酸铱三水合物。
优选地,步骤(2)中所述配体为(R,R)-(-)-2,3-双(叔丁基甲基磷)喹喔啉,CAS号为866081-62-1。
在本发明中,氧化醋酸铱三水合物和(R,R)-(-)-2,3-双(叔丁基甲基磷)喹喔啉的配合使用,能够大大提高步骤(2)中不对称氢化反应的收率和对映异构体的选择性。相比于其他过渡金属催化剂,铱元素参与反应作为催化剂的效果更为突出。
本发明中,配体与催化剂是的络合关系是一个平衡的过程。
优选地,步骤(2)中所述式II所示化合物、铱催化剂和配体的摩尔比为1:(0.004~0.01):(0.004~0.01),例如可以是1:0.004:0.004、1:0.005:0.007、1:0.008:0.006或1:0.01:0.01等。
优选地,步骤(2)中所述氢气氛围的压力为0.1MPa~60MPa,例如可以是0.1MPa、1MPa、10MPa、15MPa、20MPa、25MPa、30MPa、35MPa、40MPa、45MPa、50MPa、55MPa或60MPa等。
本发明中,步骤(2)的反应压力可选范围较广。
优选地,步骤(2)中所述反应的溶剂为2,2,2-三氟乙醇。
优选地,步骤(2)中所述反应的温度为40~80℃,例如可以是40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃等。
优选地,步骤(2)中所述反应的时间为20~40h,例如可以是20h、22h、25h、28h、29h、30h、32h、35h、38h或40h等。
优选地,步骤(3)中所述反应在三氯化铝存在的条件下进行。
优选地,步骤(3)中所述反应在乙醚、苯甲醚或四氢呋喃中的任意一种或至少两种的组合存在下进行;优选为苯甲醚。
在本发明中,脱去叔丁磺酰基的反应简单,易于操作,非常方便,并且能够以高收率得到保持构型的产物。
优选地,所述式III所示化合物、三氯化铝和苯甲醚的摩尔比为1:(2~2.5):(1.2~1.5),例如可以是1:2:1.2、1:2.2:1.4、1:2.4:1.5或1:2.3:1.5等等。
优选地,步骤(3)中所述反应的溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷或1,2-二氯乙烷中的任意一种或至少两种的组合。
优选地,步骤(3)中所述反应的温度为20~40℃,例如可以是20℃、25℃、30℃、35℃或40℃等。
优选地,步骤(3)中所述反应的时间为1~5h,例如可以是1h、2h、3h、4h或5h等。
优选地,所述合成手性胺化合物的方法具体包括以下步骤:
(1)将摩尔比为1:(1.1~1.4):(0.2~0.5)的式I所示化合物与叔丁基磺酰胺、催化剂在酸性条件下,30~80℃反应30~50h得到具有式II结构的化合物;
(2)将摩尔比为1:(0.004~0.01):(0.004~0.01)的式II所示化合物、氧化醋酸铱三水合物和(R,R)-(-)-2,3-双(叔丁基甲基磷)喹喔啉,在压力为0.1MPa~60MPa氢气氛围、温度为40~80℃中进行反应20~40h得到式III所示化合物;
(3)将摩尔比为1:(2~2.5):(1.2~1.5)式III所示化合物、三氯化铝和苯甲醚在温度为20~40℃混合反应1~5h脱去叔丁基磺酰基得到手性胺化合物;
其中,R1选自氢、卤原子、C1~C20的烷基、C1~C20的烷氧基、芳基或杂芳基中的任意一种或至少两种的组合;R2选自C1~C20的烷基。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
本发明提供的方法,通过酮羰基构建磺酰胺的结构,然后通过磺酰胺结构的不对称催化氢化反应,高效合成了芳烷基胺结构的手性胺化合物,ee值一般在80%以上,最高的ee值达到了99%以上,每一步反应的收率均可达到90%以上,总收率较高。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种手性胺的制备方法
(1)将1.00g苯乙酮与1.37g叔丁基磺酰胺溶于50mL四氢呋喃,加入0.34g的ZnCl2,形成酸性条件,加热至60℃反应35h得到1.84g化合物a-2;
(2)将1.84g化合物a-2溶于30mL 2,2,2-三氟乙醇中,加入0.04g氧化醋酸铱三水合物和0.013g(R,R)-(-)-2,3-双(叔丁基甲基磷)喹喔啉,在压力为20MPa氢气氛围、温度为40℃中进行反应30h,得到1.84g化合物a-3,产率99.05%,ee值97%。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.32(d,J=5.3Hz,4H),7.24(ddd,1H),4.97(s,1H),4.34(q,1H),1.47(s,9H),1.20(d,3H)。
(3)将1.84g化合物a-3溶于50mL二氯甲烷中,加入2.18g三氯化铝和0.96g苯甲醚,在30℃混合搅拌反应2h脱去叔丁基磺酰基,水洗,二氯甲烷萃取,蒸干溶剂得到0.91g化合物a-4,产率98.40%;
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.39–7.29(m,4H),7.24(ddd,1H),4.04(q,1H),1.88(s,2H),1.32(d,3H)。
实施例2
本实施例提供一种手性胺的制备方法
(1)将1.00g对乙基苯乙酮与1.40g叔丁基磺酰胺溶于50mL四氢呋喃,加入0.46g的ZnCl2,形成酸性条件,加热至80℃反应50h得到1.70g化合物b-2;
(2)将1.70g化合物b-2溶于40mL 2,2,2-三氟乙醇中,加入0.067g氧化醋酸铱三水合物和0.021g(R,R)-(-)-2,3-双(叔丁基甲基磷)喹喔啉,在压力为0.1MPa氢气氛围、温度为80℃中进行反应20h,得到1.64g化合物b-3,产率95.80%,ee值97%。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.30–7.21(m,2H),7.16–7.08(m,2H),4.98(s,1H),4.34–4.24(m,1H),2.65–2.52(m,2H),1.48(s,9H),1.25–1.14(m,6H)。
(3)将1.64g化合物b-3溶于55mL二氯甲烷中,加入2.03g三氯化铝和0.99g苯甲醚,在40℃混合搅拌反应1h脱去叔丁基磺酰基,水洗,二氯甲烷萃取,蒸干溶剂得到0.88g化合物b-4,产率95.84%;
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.31–7.23(m,2H),7.11(dt,2H),4.08–3.98(m,1H),2.77–2.65(m,2H),1.88(s,2H),1.32(d,3H),1.19(t,3H)。
实施例3
本实施例提供一种手性胺的制备方法
(1)将1.00g化合物c-1与0.93g叔丁基磺酰胺溶于40mL四氢呋喃,加入0.21g的BF3,形成酸性条件,加热至30℃反应30h得到1.60g化合物c-2;
(2)将1.60g化合物c-2溶于35mL 2,2,2-三氟乙醇中,加入0.024g氧化醋酸铱三水合物和0.007g(R,R)-(-)-2,3-双(叔丁基甲基磷)喹喔啉,在压力为60MPa氢气氛围、温度为40℃中进行反应20h,得到1.49g化合物c-3,产率92.35%,ee值80%。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.37–7.27(m,4H),7.24(ddt,1H),4.95(s,1H),4.19(ddt,1H),2.08(td,1H),1.54–1.47(m,1H),1.45(s,9H),1.34(dp,1H),0.84(dd,6H)。
(3)将1.49g化合物c-3溶于50mL1,2-二氯乙烷中,加入1.40g三氯化铝和0.68g苯甲醚,在20℃混合搅拌反应5h脱去叔丁基磺酰基,水洗,二氯甲烷萃取,蒸干溶剂得到0.84g化合物c-4,产率97.26%;
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.39–7.28(m,4H),7.24(ddt,1H),3.92–3.84(m,1H),2.13(s,2H),1.80–1.69(m,1H),1.64–1.48(m,2H),0.95–0.80(m,6H)。
实施例4
本实施例提供一种手性胺的制备方法
(1)将1.00g化合物d-1与1.00g叔丁基磺酰胺溶于50mL四氢呋喃,加入0.34g的ZnCl2,形成酸性条件,加热至50℃反应32h得到1.59g化合物d-2;
(2)将1.59g化合物d-2溶于30mL 2,2,2-三氟乙醇中,加入0.05g氧化醋酸铱三水合物和0.014g(R,R)-(-)-2,3-双(叔丁基甲基磷)喹喔啉,在压力为10MPa氢气氛围、温度为45℃中进行反应32h,得到1.59g化合物d-3,产率99.12%,ee值95%;
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ6.98–6.83(m,3H),5.63(d,2H),4.97(s,1H),4.40(qt,1H),1.45(s,9H),1.19(d,3H)。
(3)将1.59g化合物d-3溶于40mL二氯甲烷中,加入2.05g三氯化铝和0.89g苯甲醚,在35℃混合搅拌反应3h脱去叔丁基磺酰基,水洗,二氯甲烷萃取,蒸干溶剂得到0.88g化合物d-4,产率95.75%;
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ6.97(dd,1H),6.95–6.84(m,2H),5.98(s,2H),4.08–3.98(m,1H),1.89(s,2H),1.29(d,3H)。
实施例5
本实施例提供一种手性胺的制备方法
(1)将1.00g化合物e-1与1.23g叔丁基磺酰胺溶于50mL四氢呋喃,加入0.34g的ZnCl2,形成酸性条件,加热至60℃反应35h得到1.77g化合物e-2;
(2)将1.77g化合物e-2溶于30mL 2,2,2-三氟乙醇中,加入0.06g氧化醋酸铱三水合物和0.015g(R,R)-(-)-2,3-双(叔丁基甲基磷)喹喔啉,在压力为30MPa氢气氛围、温度为45℃中进行反应35h,得到1.77g化合物e-3,产率99.1%,ee值99%。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.25–7.15(m,1H),7.16–7.03(m,3H),4.93(s,1H),4.21(qd,1H),2.28(s,3H),1.48(s,9H),1.27(d,3H)。
(3)将1.77g化合物e-3溶于50mL二氯甲烷中,加入2.15g三氯化铝和0.91g苯甲醚,在30℃混合搅拌反应2h脱去叔丁基磺酰基,水洗,二氯甲烷萃取,蒸干溶剂得到0.90g化合物e-4,产率96.15%;
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.20(td,1H),7.10(ddd,3H),4.28(qd,1H),2.19(s,3H),1.91(s,2H),1.32(d,3H)。
实施例6
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.33–7.21(m,2H),7.19(dq,1H),7.07–6.99(m,1H),4.10–4.00(m,1H),2.22(s,2H),2.22(d,1H),1.90(s,2H),1.31(d,3H)。
实施例7
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.30–7.22(m,2H),7.09(dd,2H),4.09–3.98(m,1H),2.21(d,3H),1.89(s,2H),1.31(d,3H)。
实施例8
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.22(t,1H),7.04–6.93(m,2H),6.77(dt,1H),4.04(qt,1H),3.72(s,3H),1.89(s,2H),1.29(d,3H)。
实施例9
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.03–7.71(m,4H),7.62–7.44(m,3H),4.11(q,1H),1.99(s,2H),1.39(d,3H)。
实施例10
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.54–7.03(m,5H),3.90(d,1H),1.89(s,2H),0.78(h,1H),0.53–0.17(m,4H)。
实施例11
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.49–7.08(m,5H),3.60(dd,1H),2.01(s,2H),1.84–1.11(m,11H)。
实施例12
本实施例与实施例1的区别在于,步骤(2)中将氧化醋酸铱三水合物替换为等量的醋酸钯,其余均与实施例1相同。其中,步骤(2)的产率为87.8%,ee值为85.9%。
通过以上实施例1-12的结果可知,R1基团处于酮羰基的邻位时,得到的产物ee值普遍更高一些,而对于R1具体的选择,则一般不具有规律,不同的取代基对于收率和ee值的影响不同。
R2位置的取代同样具有一定的不可预测性,不同的取代基对于产物的收率和ee值影响不同,R2选自环丙基时,效果最佳。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的合成手性胺化合物的方法,但本发明并不局限于上述详细方法,即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (19)
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中式I所示化合物、叔丁基磺酰胺和催化剂的摩尔比为1:(1.1~1.4):(0.2~0.5)。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中所述反应在酸性条件下进行。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中所述反应的时间为30~50h。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(1)中所述 反应的温度为30~80℃。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中所述铱催化剂为氧化醋酸铱三水合物。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中所述式II所示化合物、铱催化剂和配体的摩尔比为1:(0.004~0.01):(0.004~0.01)。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中所述氢气氛围的压力为0.1MPa~60MPa。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中所述反应的溶剂为2,2,2-三氟乙醇。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中所述反应的温度为40~80℃。
11.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(2)中所述反应的时间为20~40h。
12.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)中所述反应在三氯化铝存在的条件下进行。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,步骤(3)中所述反应在乙醚、苯甲醚或四氢呋喃中的任意一种或至少两种的组合存在下进行。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,步骤(3)中所述反应在苯甲醚存在下进行。
15.根据权利要求14所述的方法,其特征在于,所述式III所示化合物、三氯化铝和苯甲醚的摩尔比为1:(2~2.5):(1.2~1.5)。
16.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)中所述反应的溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷或1,2-二氯乙烷中的任意一种或至少两种的组合。
17.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)中所述反应的温度为20~40℃。
18.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤(3)中所述反应的时间为1~5h。
19.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)将摩尔比为1:(1.1~1.4):(0.2~0.5)的式I所示化合物与叔丁基磺酰胺、催化剂在酸性条件下,30~80℃反应30~50h得到具有式II结构的化合物;
(2)将摩尔比为1:(0.004~0.01):(0.004~0.01)的式II所示化合物、氧化醋酸铱三水合物和(R,R)-(-)-2,3-双(叔丁基甲基磷)喹喔啉,在压力为0.1MPa~60MPa氢气氛围、温度为40~80℃中进行反应20~40h得到式III所示化合物;
(3)将摩尔比为1:(2~2.5):(1.2~1.5)式III所示化合物、三氯化铝和苯甲醚在温度为20~40℃混合反应1~5h脱去叔丁基磺酰基得到手性胺化合物;
其中,R1选自氢、卤原子、C1~C20的烷基、C1~C20的烷氧基、芳基或杂芳基中的任意一种或至少两种的组合;R2选自C1~C20的烷基。
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