CN111807998B - 一种手性配体及其在催化制备光学活性二级醇中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种手性配体及其在催化制备光学活性二级醇中的应用，本发明设计合成了一类新的手性配体，配体的结构式为：
Figure DDA0002612788790000011
其中，R1、R2独立选自氢、C1‑C4烷基、CF3或甲氧基，R3选自C1‑C4烷基，可用于简单酮的不对称硼氢化反应。本发明利用三价稀土金属硅胺化合物和手性配体原位催化，其催化剂的用量为反应物酮的10mol％，产物收率可达95％，产物的ee值可达到63％。较少的催化剂用量也有利于稀土资源高效利用和节能环保，利于产物的提纯。本发明反应条件温和，无需添加剂，能高效催化酮的不对称硼氢化。

Description

一种手性配体及其在催化制备光学活性二级醇中的应用
技术领域
本发明涉及一种手性配体及其在催化制备光学活性二级醇中的应用，属于催化剂技术领域。
背景技术
光学活性的二级醇是一种极其重要的活性生物分子前体，广泛存在于各种天然产物和人工合成的药物的分子片段中；作为有机合成的中间体，光学活性的二级醇又是重要的手性源试剂。酮的不对称硼氢化还原是得到光学活性二级醇最直接且最为便捷的方法。
目前，关于金属配合物催化不对称硼氢化反应制备光学活性的二级醇的报道：
(1)2015年，陆展课题组报道了第一例频哪醇硼烷参与的、由金属Co配合物催化的不对称硼氢化反应。该反应使用吡啶噁唑啉配体稳定的金属Co配合物作为催化剂，以芳基酮为原料，频哪醇硼烷为还原剂，反应对底物具有很好的适应性，室温下，2h内大多数底物能实现90％以上转化率，ee值最高能达到99％(参见：Guo,J.；Chen,J.H.；Lu,Z.Chem.Commun.2015,51,5725-5727.)。
(2)2017年，Gade课题组报道了锰的螯合型配合物催化的频哪醇硼烷高效简单酮的不对称硼氢化反应，2.5mol％的催化剂用量2h内即可达到99％的产率。文章中提出了反应本质上是金属氢化物起到了催化作用(参见：Vasilenko,V.；Blasius,C.K.；Wadepohl,H.；Gade,L.H.Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,8393.)。
(3)2018年，赵蓓课题组制备了多种以二苯基脯氨醇为基本骨架的芳氧功能化手性配体，并合成了相应的稀土金属配合物。以频哪醇硼烷作为还原剂时，芳香酮及α,β-不饱和酮的不对称硼氢化还原都有不错的效果(参见：Song,P.；Lu,C.R.；Fei,Z.H.；Zhao,B.；Yao,Y.M.J.Org.Chem.2018,83,6093.)。
(4)2019年，Magnus课题组利用(R)-(+)-BINOL配体和MgBu2原位催化频哪醇硼烷高效酮的不对称硼氢化反应，-40℃下，3h内产率最高可达99％，ee值最高能达到98％。在之前的报道中，普遍认为酮的不对称硼氢化反应本质上是金属氢化物起到了催化作用，但这篇文章通过光谱表征及DFT计算提出了不同的反应机理(参见：Alban,F.；Marc,M.；Bholanath,M.；Luigi,C.；Magnus,R.Angew.Chem.,Int.Ed.2019,58,17567.)。
(5)2020年，Magnus课题组又利用(R)-(+)-BINOL配体和AlMe3原位催化杂环酮的不对称硼氢化反应，仅用1mol％的催化剂用量2h内对于大多数底物都有很好的产率和ee值(参见：Yury,L.；Iuliia,P.；Bholanath,M.；Miguel,D,V,G.；Luigi,C.；Magnus,R.J.Am.Chem.Soc.2019,141,19415.)。
综上，金属催化的不对称硼氢化反应相关的报道仅有寥寥几例。因此，选择合适的金属试剂，辅以恰当的手性配体，实现简单酮的不对称硼氢化反应仍然具有较为重要的研究价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一系列新的手性配体用于光学活性二级醇的制备，本发明的手性配体结构易于修饰、催化剂用量少、反应条件温和、分离纯化简便，可以高收率、较高选择性地合成光学活性二级醇。
本发明的第一个目的是提供一种手性配体，所述配体的结构式为：
Figure BDA0002612788780000031
其中，R1、R2独立选自氢、C1-C4烷基、CF3或甲氧基；R3选自C1-C4烷基。
本发明中，手性配体简称H2Ln，其中n＝1-5中任一整数，具体地：
当R1为4-叔丁基，R2为氢，R3为甲基，手性配体命名为H2L1；
当R1为4-三氟甲基，R2为氢，R3为甲基，手性配体命名为H2L2；
当R1、R2为2,6-二甲基，R3为甲基，手性配体命名为H2L3；
当R1、R2为2,4,6-三甲基，R3为甲基，手性配体命名为H2L4；
当R1、R2为2,4,6-三甲氧基，R3为甲基，手性配体命名为H2L5。
本发明的第二个目的是提供所述的手性配体的制备方法，包括如下步骤：
将(1R,2R)-N-(对甲基苯磺酰基)-1,2-二苯基乙二胺加入到无水乙醚溶剂中，加入三乙胺作为缚酸剂，在冰水浴中，滴加式(4)所示苯甲酰氯，滴加完缓慢升温至20-30℃，搅拌反应3-5h，得到所述的手性配体；
Figure BDA0002612788780000032
其中，R1、R2独立选自氢、C1-C4烷基、CF3或甲氧基。
本发明的第三个目的是提供所述的手性配体在催化制备光学活性二级醇中的应用。
进一步地，所述的应用包括如下步骤：
在无水、无氧且有保护气氛的条件下，将式(1)所示的酮和频哪醇硼烷(HBPin)在所述手性配体与三价稀土金属硅胺化合物的原位催化下，在有机溶剂中于-30℃-30℃下进行反应，反应完全后淬灭得到式(2)所示的光学活性二级醇，以上反应路线如下：
Figure BDA0002612788780000041
其中，R为烷基；
所述的三价稀土金属硅胺化合物为：RE[N(SiMe3)2]3；
RE为La元素、Nd元素、Eu元素、Sm元素、Yb元素或Y元素。
优选地，对映选择性最好的反应温度是-10℃。
进一步地，所述的酮、频哪醇硼烷、三价稀土金属硅胺化合物和手性配体的摩尔比为10:20:1:1-2。优选地，对映选择性最好的摩尔比为10:20:1:1。
进一步地，反应时间为8-24h。优选地，选用12h作为反应时间。
进一步地，所述有机溶剂为四氢呋喃、1,4-二氧六环、二甲醚、二氯甲烷、四氢呋喃和1,4-二氧六环中的一种或多种混合。优选地，对映选择性最好的是采用1mL四氢呋喃和1mL 1,4-二氧六环的混合溶液作为溶剂。
进一步地，所述的保护气氛为氩气或氮气。
进一步地，反应结束后采用硅胶(SiO2)淬灭反应。
进一步地，反应结束后还包括采用柱层析纯化产物的步骤。
本发明的有益效果：
1、本发明设计合成了一类新的手性配体，可用于简单酮的不对称硼氢化反应。
2、本发明利用三价稀土金属硅胺化合物和配体原位催化，其催化剂的用量为反应物酮的10mol％，产物收率可达95％，产物的ee值可达到63％。较少的催化剂用量也有利于稀土资源高效利用和节能环保，利于产物的提纯。
3、本发明反应条件温和，无需添加剂，能高效催化酮的不对称硼氢化。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1：配体前体H2L1的合成
称取(1R,2R)-N-(对甲基苯磺酰基)-1,2-二苯基乙二胺(1.83g,5.0mmol)倒入100mL圆底烧瓶中，加入约30mL无水乙醚作为溶剂，加入三乙胺(TEA)(0.5g,5.0mmol)，在冰水浴搅拌下，缓慢滴加对叔丁基苯甲酰氯(0.98g,5.0mmol)。烧瓶中立即生成白色固体。滴加完毕，缓慢升至室温，继续搅拌约4h。反应结束后，将无水乙醚浓缩至干，加入约20mL二氯甲烷溶解，用水洗涤三遍，在二氯甲烷中重结晶，得到白色固体1.70g(产率65％)，反应式如下：
Figure BDA0002612788780000051
化合物H2L1的核磁表征数据如下：1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.77(d,J＝8.4Hz,2H),7.50(dd,J＝17.8,7.8Hz,3H),7.37(d,J＝8.4Hz,2H),7.17(s,3H),7.13(s,3H),7.03(d,J＝7.2Hz,1H),6.94(m,6H),5.50(d,J＝17.4Hz,1H),4.68(t,J＝9.4Hz,1H),2.27(s,3H),1.33(s,9H)ppm.13C{H}NMR(100MHz,CDCl3):δ168.0,155.1,142.3,139.0,137.7,130.6,129.1,128.4,128,1,127.5,127.2,126.8,125.4,63.1,59.2,34.9,31.1,21.3ppm。
实施例2：配体前体H2L2的合成
参照化合物H2L1合成方法得到白色固体粉末H2L2，产率52％，反应式如下：
Figure BDA0002612788780000061
化合物H2L2的核磁表征数据如下：1H NMR(400MHz,d6-DMSO):δ8.97(d,J＝8.9Hz,1H),8.50(d,J＝9.2Hz,1H),7.97(d,J＝7.7Hz,2H),7.84(d,J＝7.8Hz,2H),7.27(d,J＝6.3Hz,4H),7.11(s,5H),7.05–6.93(m,5H),5.43(t,J＝8.1Hz,1H),4.88(t,J＝8.0Hz,1H),2.19(s,3H)ppm.13C{H}NMR(100MHz,d6-DMSO):δ165.4,142.2,140.0,139.5,138.9,138.4,129.3,128.6,128.3,128.0,127.7,127.4,127.3,126.4,125.7,108.1,62.2,58.6,21.2ppm。
实施例3：配体前体H2L3的合成
参照化合物H2L1合成方法得到白色固体粉末H2L3，产率67％，反应式如下：
Figure BDA0002612788780000062
化合物H2L3的核磁表征数据如下：1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.58(s,1H),7.50(s,1H),7.39(s,4H),7.14(d,J＝16.8Hz,5H),7.00(d,J＝13.1Hz,2H),6.87(d,J＝8.8Hz,6H),5.50(s,1H),4.69(s,1H),2.22(s,6H),2.21(s,3H)ppm.13C{H}NMR(100MHz,CDCl3):δ168.6,142.5,139.3,137.9,133.4,129.0,128.3,128.0,127.6,127.3,126.8,125.2,63.0,59.4,53.4,21.3,21.1ppm。
实施例4：配体前体H2L4的合成
参照化合物H2L1合成方法得到白色固体粉末H2L4，产率74％，反应式如下：
Figure BDA0002612788780000071
化合物H2L4的核磁表征数据如下：1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.32(d,J＝8.3Hz,2H),7.14(s,3H),6.93(dd,J＝20.5,12.7Hz,8H),6.80(s,4H),6.80(s,3H),6.79–6.76(m,1H),6.68(d,J＝8.1Hz,1H),6.33(d,J＝7.8Hz,1H),5.49–5.38(m,1H),4.74–4.60(m,1H),2.26(d,J＝3.9Hz,6H),2.21(s,6H)ppm.13C{H}NMR(100MHz,CDCl3):δ168.6,142.5,139.3,137.9,133.4,129.0,128.3,128.0,127.6,127.3,126.8,125.2,63.0,59.4,53.4,21.3,21.1,19.2ppm。
实施例5：配体前体H2L5的合成
参照化合物H2L1合成方法得到白色固体粉末H2L4，产率54％，反应式如下：
Figure BDA0002612788780000072
化合物H2L4的核磁表征数据如下：1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.99(d,J＝27.8Hz,2H),7.43(s,2H),7.20(s,3H),7.07(s,3H),6.95(d,J＝18.3Hz,4H),6.84(s,2H),5.45(s,1H),4.44(s,1H),3.91(s,3H),3.79(s,6H),2.25(s,3H)ppm.13C{H}NMR(100MHz,CDCl3):δ168.2,152.9,143.0,140.5,139.6,138.0,137.3,129.1,128.7,128.3,128.0,127.6,126.9,104.7,62.7,60.6,56.1,21.3ppm。
通过实施例1-5可以得到新的手性配体。
实施例6：三硅胺镧催化苯乙酮的不对称硼氢化反应消旋样的制备
无水无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入0.03mmol La[N(SiMe3)2]3，加入2mL四氢呋喃，然后加入0.6mmol频哪醇硼烷，在30℃搅拌15min，再加入0.3mmol的苯乙酮，封管在30℃下反应12小时，开瓶用硅胶(SiO2)淬灭反应，以石油醚和乙酸乙酯作为展开剂进行柱层析，分离收率为92％。
Figure BDA0002612788780000081
产物表征：1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.40-7.23(m,5H),4.88(q,J＝6.5Hz,1H),1.99(s,1H),1.49(d,J＝6.5Hz,3H)ppm.13C{H}NMR(100MHz,CDCl3):δ145.8,128.5,127.5,125.4,70.4,25.2ppm.HPLC OD-H柱,98％正己烷,2％iPrOH,1.0mL/min,10.3min,11.4min。
实施例7：三硅胺镧与手性配体前体H2L1联合催化苯乙酮的不对称硼氢化反应
无水无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入0.03mmol La[N(SiMe3)2]3，再在称量瓶中加入0.03mmol H2L1，再加入2mL四氢呋喃在氩气氛围下30℃搅拌30min，然后加入0.6mmol频哪醇硼烷，在30℃下搅拌15min，最后加入0.3mmol的苯乙酮，封管在30℃下反应12小时，开瓶用硅胶(SiO2)淬灭反应，以石油醚和乙酸乙酯作为展开剂进行柱层析，HPLC收率为95％，产物的ee值为35％。
实施例8：三硅胺钇与手性配体前体H2L1联合催化苯乙酮的不对称硼氢化反应
无水无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入0.03mmol Y[N(SiMe3)2]3，再在称量瓶中加入0.03mmol H2L1，再加入2mL四氢呋喃在氩气氛围下30℃搅拌30min，然后加入0.6mmol频哪醇硼烷，在30℃下搅拌15min，最后加入0.3mmol的苯乙酮，封管在30℃下反应12小时，开瓶用硅胶(SiO2)淬灭反应，以石油醚和乙酸乙酯作为展开剂进行柱层析，HPLC收率为97％，产物的ee值为27％。
实施例9：三硅胺铕与手性配体前体H2L1联合催化苯乙酮的不对称硼氢化反应
无水无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入0.03mmol Eu[N(SiMe3)2]3，再在称量瓶中加入0.03mmol H2L1，再加入2mL四氢呋喃在氩气氛围下30℃搅拌30min，然后加入0.6mmol频哪醇硼烷，在30℃下搅拌15min，最后加入0.3mmol的苯乙酮，封管在30℃下反应12小时，开瓶用硅胶(SiO2)淬灭反应，以石油醚和乙酸乙酯作为展开剂进行柱层析，HPLC收率为99％，产物的ee值为20％。
实施例10：三硅胺钐与手性配体前体H2L1联合催化苯乙酮的不对称硼氢化反应
无水无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入0.03mmol Sm[N(SiMe3)2]3，再在称量瓶中加入0.03mmol H2L1，再加入2mL四氢呋喃在氩气氛围下30℃搅拌30min，然后加入0.6mmol频哪醇硼烷，在30℃下搅拌15min，最后加入0.3mmol的苯乙酮，封管在30℃下反应12小时，开瓶用硅胶(SiO2)淬灭反应，以石油醚和乙酸乙酯作为展开剂进行柱层析，HPLC收率为98％，产物的ee值为22％。
实施例11：三硅胺镱与手性配体前体H2L1联合催化苯乙酮的不对称硼氢化反应
无水无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入0.03mmol Yb[N(SiMe3)2]3，再在称量瓶中加入0.03mmol H2L1，再加入2mL四氢呋喃在氩气氛围下30℃搅拌30min，然后加入0.6mmol频哪醇硼烷，在30℃下搅拌15min，最后加入0.3mmol的苯乙酮，封管在30℃下反应12小时，开瓶用硅胶(SiO2)淬灭反应，以石油醚和乙酸乙酯作为展开剂进行柱层析，HPLC收率为99％，产物的ee值为24％。
实施例12：三硅胺钕与手性配体前体H2L1联合催化苯乙酮的不对称硼氢化反应
无水无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入0.03mmol Nd[N(SiMe3)2]3，再在称量瓶中加入0.03mmol H2L1，再加入2mL四氢呋喃在氩气氛围下30℃搅拌30min，然后加入0.6mmol频哪醇硼烷，在30℃下搅拌15min，最后加入0.3mmol的苯乙酮，封管在30℃下反应12小时，开瓶用硅胶(SiO2)淬灭反应，以石油醚和乙酸乙酯作为展开剂进行柱层析，HPLC收率为95％，产物的ee值为43％。
通过对比实施例6-12可以得到，金属离子半径对于苯乙酮的不对称硼氢化反应有较大的影响，当金属为Nd时可以获得不错的手性控制，因此以下实施例选择Nd[N(SiMe3)2]3为预催化剂进行实验。
实施例13：三硅胺钕与手性配体前体H2L1联合催化苯乙酮的不对称硼氢化反应
无水无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入0.03mmol Nd[N(SiMe3)2]3，再在称量瓶中加入0.045mmol H2L1，再加入2mL四氢呋喃在氩气氛围下30℃搅拌30min，然后加入0.6mmol频哪醇硼烷，在30℃下搅拌15min，最后加入0.3mmol的苯乙酮，封管在30℃下反应12小时，开瓶用硅胶(SiO2)淬灭反应，以石油醚和乙酸乙酯作为展开剂进行柱层析，HPLC收率为99％，产物的ee值为40％。
实施例14：三硅胺钕与手性配体前体H2L1联合催化苯乙酮的不对称硼氢化反应
无水无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入0.03mmol Nd[N(SiMe3)2]3，再在称量瓶中加入0.06mmol H2L1，再加入2mL四氢呋喃在氩气氛围下30℃搅拌30min，然后加入0.6mmol频哪醇硼烷，在30℃下搅拌15min，最后加入0.3mmol的苯乙酮，封管在30℃下反应12小时，开瓶用硅胶(SiO2)淬灭反应，以石油醚和乙酸乙酯作为展开剂进行柱层析，HPLC收率为99％，产物的ee值为36％。
通过比较实施例12-14可以看出，三硅胺钕与配体前体的比例为1：1时苯乙酮的不对称硼氢化反应的ee值最好，因此以下实施例选择Nd[N(SiMe3)2]3与H2L1比例为1：1进行实验。
实施例15：1,4-二氧六环中苯乙酮的不对称硼氢化反应
无水无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入0.03mmol Nd[N(SiMe3)2]3，再在称量瓶中加入0.03mmol H2L1，再加入2mL1,4-二氧六环在氩气氛围下30℃搅拌30min，然后加入0.6mmol频哪醇硼烷，在30℃下搅拌15min，最后加入0.3mmol的苯乙酮，封管在30℃下反应12小时，开瓶用硅胶(SiO2)淬灭反应，以石油醚和乙酸乙酯作为展开剂进行柱层析，HPLC收率为99％，产物的ee值为35％。
实施例16：二甲醚中苯乙酮的不对称硼氢化反应
无水无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入0.03mmol Nd[N(SiMe3)2]3，再在称量瓶中加入0.03mmol H2L1，再加入2mL二甲醚在氩气氛围下30℃搅拌30min，然后加入0.6mmol频哪醇硼烷，在30℃下搅拌15min，最后加入0.3mmol的苯乙酮，封管在30℃下反应12小时，开瓶用硅胶(SiO2)淬灭反应，以石油醚和乙酸乙酯作为展开剂进行柱层析，HPLC收率为99％，产物的ee值为7％。
实施例17：二氯甲烷中苯乙酮的不对称硼氢化反应
无水无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入0.03mmol Nd[N(SiMe3)2]3，再在称量瓶中加入0.03mmol H2L1，再加入2mL二氯甲烷在氩气氛围下30℃搅拌30min，然后加入0.6mmol频哪醇硼烷，在30℃下搅拌15min，最后加入0.3mmol的苯乙酮，封管在30℃下反应12小时，开瓶用硅胶(SiO2)淬灭反应，以石油醚和乙酸乙酯作为展开剂进行柱层析，HPLC收率为90％，产物的ee值为7％。
实施例18：四氢呋喃和1,4-二氧六环的混合溶液中苯乙酮的不对称硼氢化反应
无水无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入0.03mmol Nd[N(SiMe3)2]3，再在称量瓶中加入0.03mmol H2L1，再加入1mL四氢呋喃和1mL 1,4-二氧六环的混合溶液在氩气氛围下30℃搅拌30min，然后加入0.6mmol频哪醇硼烷，在30℃下搅拌15min，最后加入0.3mmol的苯乙酮，封管在30℃下反应12小时，开瓶用硅胶(SiO2)淬灭反应，以石油醚和乙酸乙酯作为展开剂进行柱层析，HPLC收率为96％，产物的ee值为45％。
通过比较实施例12、15-18可以看出，溶剂为1mL四氢呋喃和1mL 1,4-二氧六环的混合溶液时苯乙酮的不对称硼氢化反应的ee值最好，因此以下实施例选择Nd[N(SiMe3)2]3与H2L1比例为1:1，且溶剂为1mL四氢呋喃和1mL 1,4-二氧六环的混合溶液进行实验。
实施例19：-10℃下苯乙酮的不对称硼氢化反应
无水无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入0.03mmol Nd[N(SiMe3)2]3，再在称量瓶中加入0.03mmol H2L1，再加入1mL四氢呋喃和1mL 1,4-二氧六环的混合溶液在氩气氛围下-10℃搅拌30min，然后加入0.6mmol频哪醇硼烷，在30℃下搅拌15min，最后加入0.3mmol的苯乙酮，封管在30℃下反应12小时，开瓶用硅胶(SiO2)淬灭反应，以石油醚和乙酸乙酯作为展开剂进行柱层析，HPLC收率为97％，产物的ee值为60％。
实施例20：-20℃下苯乙酮的不对称硼氢化反应
无水无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入0.03mmol Nd[N(SiMe3)2]3，再在称量瓶中加入0.03mmol H2L1，再加入1mL四氢呋喃和1mL 1,4-二氧六环的混合溶液在氩气氛围下-20℃搅拌30min，然后加入0.6mmol频哪醇硼烷，在30℃下搅拌15min，最后加入0.3mmol的苯乙酮，封管在30℃下反应12小时，开瓶用硅胶(SiO2)淬灭反应，以石油醚和乙酸乙酯作为展开剂进行柱层析，HPLC收率为98％，产物的ee值为55％。
实施例21：-30℃下苯乙酮的不对称硼氢化反应
无水无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入0.03mmol Nd[N(SiMe3)2]3，再在称量瓶中加入0.03mmol H2L1，再加入1mL四氢呋喃和1mL 1,4-二氧六环的混合溶液在氩气氛围下-30℃搅拌30min，然后加入0.6mmol频哪醇硼烷，在30℃下搅拌15min，最后加入0.3mmol的苯乙酮，封管在30℃下反应12小时，开瓶用硅胶(SiO2)淬灭反应，以石油醚和乙酸乙酯作为展开剂进行柱层析，HPLC收率为98％，产物的ee值为40％。
通过对比实施例12和19-21可以看出，反应温度为-10℃时苯乙酮的不对称硼氢化反应的ee值最好，因此以下实施例选择Nd[N(SiMe3)2]3与H2L1比例为1:1,且溶剂为1mL四氢呋喃和1mL 1,4-二氧六环的混合溶液在-10℃下进行实验。
实施例22：三硅胺钕与手性配体前体H2L2联合催化苯乙酮的不对称硼氢化反应
无水无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入0.03mmol Nd[N(SiMe3)2]3，再在称量瓶中加入0.03mmol H2L2，再加入1mL四氢呋喃和1mL 1,4-二氧六环的混合溶液在氩气氛围下-10℃搅拌30min，然后加入0.6mmol频哪醇硼烷，在30℃下搅拌15min，最后加入0.3mmol的苯乙酮，封管在30℃下反应12小时，开瓶用硅胶(SiO2)淬灭反应，以石油醚和乙酸乙酯作为展开剂进行柱层析，HPLC收率为95％，产物的ee值为63％。
实施例23：三硅胺钕与手性配体前体H2L3联合催化苯乙酮的不对称硼氢化反应
无水无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入0.03mmol Nd[N(SiMe3)2]3，再在称量瓶中加入0.03mmol H2L3，再加入1mL四氢呋喃和1mL 1,4-二氧六环的混合溶液在氩气氛围下-10℃搅拌30min，然后加入0.6mmol频哪醇硼烷，在30℃下搅拌15min，最后加入0.3mmol的苯乙酮，封管在30℃下反应12小时，开瓶用硅胶(SiO2)淬灭反应，以石油醚和乙酸乙酯作为展开剂进行柱层析，HPLC收率为98％，产物的ee值为20％。
实施例24：三硅胺钕与手性配体前体H2L4联合催化苯乙酮的不对称硼氢化反应
无水无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入0.03mmol Nd[N(SiMe3)2]3，再在称量瓶中加入0.03mmol H2L4，再加入1mL四氢呋喃和1mL 1,4-二氧六环的混合溶液在氩气氛围下-10℃搅拌30min，然后加入0.6mmol频哪醇硼烷，在30℃下搅拌15min，最后加入0.3mmol的苯乙酮，封管在30℃下反应12小时，开瓶用硅胶(SiO2)淬灭反应，以石油醚和乙酸乙酯作为展开剂进行柱层析，HPLC收率为98％，产物的ee值为10％。
实施例25：三硅胺钕与手性配体前体H2L5联合催化苯乙酮的不对称硼氢化反应
无水无氧、氩气保护下，在反应瓶中加入0.03mmol Nd[N(SiMe3)2]3，再在称量瓶中加入0.03mmol H2L5，再加入1mL四氢呋喃和1mL 1,4-二氧六环的混合溶液在氩气氛围下-10℃搅拌30min，然后加入0.6mmol频哪醇硼烷，在30℃下搅拌15min，最后加入0.3mmol的苯乙酮，封管在30℃下反应12小时，开瓶用硅胶(SiO2)淬灭反应，以石油醚和乙酸乙酯作为展开剂进行柱层析，HPLC收率为99％，产物的ee值为45％。
比较实施例19、22-25可以看出，配体为H2L2时苯乙酮的不对称硼氢化反应的ee值最好，故最终确定Nd[N(SiMe3)2]3与H2L2比例为1:1，且溶剂为1mL四氢呋喃和1mL 1,4-二氧六环的混合溶液在-10℃下为最佳反应条件。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种手性配体，其特征在于，所述配体的结构式为：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中，R1、R2独立选自氢、C1-C4烷基、CF3或甲氧基；R3选自C1-C4烷基。
2.一种权利要求1所述的手性配体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将(1R,2R)-N-(对甲基苯磺酰基)-1,2-二苯基乙二胺加入到无水乙醚溶剂中，加入三乙胺作为缚酸剂，在冰水浴中，滴加式（4）所示苯甲酰氯，滴加完缓慢升温至20-30oC，搅拌反应3-5h，得到所述的手性配体；
Figure DEST_PATH_IMAGE004
其中， R1、R2独立选自氢、C1-C4烷基、CF3或甲氧基。
3.一种权利要求1所述的手性配体在催化制备光学活性二级醇中的应用，其特征在于，所述的应用包括如下步骤：
在无水、无氧且有保护气氛的条件下，将式（1）所示的酮和频哪醇硼烷HBPin在所述手性配体与三价稀土金属硅胺化合物的原位催化下，在有机溶剂中于-30℃-30℃下进行反应，反应完全后得到式（2）所示的光学活性二级醇，以上反应路线如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
其中，R为烷基；
所述的三价稀土金属硅胺化合物为：RE[N(SiMe3)2]3 ；
RE为La元素、Nd元素、Eu元素、Sm元素、Yb元素或Y元素。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述的酮、频哪醇硼烷HBPin、三价稀土金属硅胺化合物和手性配体的摩尔比为10:20:1:1-2。
5.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，反应时间为8-24h。
6.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述有机溶剂为四氢呋喃、1,4-二氧六环、二甲醚和二氯甲烷中的一种或多种混合。
7.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述的保护气氛为氩气或氮气。
8.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，反应结束后采用硅胶淬灭反应。
9.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，反应结束后还包括采用柱层析纯化产物的步骤。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101903349A (zh) * 2007-08-27 2010-12-01 雅培股份有限两合公司 4-(4-吡啶基)-苯甲酰胺及其作为rock活性调节剂的应用
CN106040303A (zh) * 2016-06-30 2016-10-26 苏州大学张家港工业技术研究院 β–二亚胺基二价稀土硼氢配合物在催化酮与硼烷硼氢化反应中的应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101903349A (zh) * 2007-08-27 2010-12-01 雅培股份有限两合公司 4-(4-吡啶基)-苯甲酰胺及其作为rock活性调节剂的应用
CN106040303A (zh) * 2016-06-30 2016-10-26 苏州大学张家港工业技术研究院 β–二亚胺基二价稀土硼氢配合物在催化酮与硼烷硼氢化反应中的应用

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Brana, Miguel F.等."Synthesis of N,N"-bis(phenylsulfonyl)-1,2-bis(4-pyridyl)ethylenediamines".《Liebigs Annalen der Chemie》.1990,(第7期), *
Moftah O. Darwish等."Use of tridentate TsDPEN/pyridine ligands in ruthenium-catalysed asymmetric reduction of ketones".《Tetrahedron Letters》.2013,第54卷 *
Sun Yuli等."Enantioselective Hydroboration of Ketones Catalyzed by Rare-Earth Metal Complexes Containing Trost Ligands".《J. Org. Chem.》.2020,第85卷 *

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