CN111848675A - 四氢喹啉骨架手性膦-氮配体及其制备方法和应用 - Google Patents

四氢喹啉骨架手性膦-氮配体及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN111848675A
CN111848675A CN201910339520.8A CN201910339520A CN111848675A CN 111848675 A CN111848675 A CN 111848675A CN 201910339520 A CN201910339520 A CN 201910339520A CN 111848675 A CN111848675 A CN 111848675A
Authority
CN
China
Prior art keywords
substituted
formula
unsubstituted
tetrahydroquinoline
compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910339520.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111848675B (zh
Inventor
范青华
刘友然
陈飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Chemistry CAS
Original Assignee
Institute of Chemistry CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Chemistry CAS filed Critical Institute of Chemistry CAS
Priority to CN201910339520.8A priority Critical patent/CN111848675B/zh
Publication of CN111848675A publication Critical patent/CN111848675A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111848675B publication Critical patent/CN111848675B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F9/00—Compounds containing elements of Groups 5 or 15 of the Periodic System
    • C07F9/02—Phosphorus compounds
    • C07F9/547—Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom
    • C07F9/553—Heterocyclic compounds, e.g. containing phosphorus as a ring hetero atom having one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07F9/576—Six-membered rings
    • C07F9/60—Quinoline or hydrogenated quinoline ring systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J31/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • B01J31/16—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • B01J31/22—Organic complexes
    • B01J31/2282—Unsaturated compounds used as ligands
    • B01J31/2295—Cyclic compounds, e.g. cyclopentadienyls
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C15/00—Cyclic hydrocarbons containing only six-membered aromatic rings as cyclic parts
    • C07C15/12—Polycyclic non-condensed hydrocarbons
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
    • C07C67/30—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the acid moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group
    • C07C67/303—Preparation of carboxylic acid esters by modifying the acid moiety of the ester, such modification not being an introduction of an ester group by hydrogenation of unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D223/00—Heterocyclic compounds containing seven-membered rings having one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D223/14—Heterocyclic compounds containing seven-membered rings having one nitrogen atom as the only ring hetero atom condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D223/16—Benzazepines; Hydrogenated benzazepines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D243/00—Heterocyclic compounds containing seven-membered rings having two nitrogen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D243/06—Heterocyclic compounds containing seven-membered rings having two nitrogen atoms as the only ring hetero atoms having the nitrogen atoms in positions 1 and 4
    • C07D243/10—Heterocyclic compounds containing seven-membered rings having two nitrogen atoms as the only ring hetero atoms having the nitrogen atoms in positions 1 and 4 condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D243/12—1,5-Benzodiazepines; Hydrogenated 1,5-benzodiazepines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D401/00—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom
    • C07D401/02—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing two hetero rings
    • C07D401/04—Heterocyclic compounds containing two or more hetero rings, having nitrogen atoms as the only ring hetero atoms, at least one ring being a six-membered ring with only one nitrogen atom containing two hetero rings directly linked by a ring-member-to-ring-member bond
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00—Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/60—Reduction reactions, e.g. hydrogenation
    • B01J2231/64—Reductions in general of organic substrates, e.g. hydride reductions or hydrogenations
    • B01J2231/641—Hydrogenation of organic substrates, i.e. H2 or H-transfer hydrogenations, e.g. Fischer-Tropsch processes
    • B01J2231/645—Hydrogenation of organic substrates, i.e. H2 or H-transfer hydrogenations, e.g. Fischer-Tropsch processes of C=C or C-C triple bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2231/00—Catalytic reactions performed with catalysts classified in B01J31/00
    • B01J2231/60—Reduction reactions, e.g. hydrogenation
    • B01J2231/64—Reductions in general of organic substrates, e.g. hydride reductions or hydrogenations
    • B01J2231/641—Hydrogenation of organic substrates, i.e. H2 or H-transfer hydrogenations, e.g. Fischer-Tropsch processes
    • B01J2231/646—Hydrogenation of organic substrates, i.e. H2 or H-transfer hydrogenations, e.g. Fischer-Tropsch processes of aromatic or heteroaromatic rings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00—Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/02—Compositional aspects of complexes used, e.g. polynuclearity
    • B01J2531/0225—Complexes comprising pentahapto-cyclopentadienyl analogues
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00—Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/02—Compositional aspects of complexes used, e.g. polynuclearity
    • B01J2531/0238—Complexes comprising multidentate ligands, i.e. more than 2 ionic or coordinative bonds from the central metal to the ligand, the latter having at least two donor atoms, e.g. N, O, S, P
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00—Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/02—Compositional aspects of complexes used, e.g. polynuclearity
    • B01J2531/0261—Complexes comprising ligands with non-tetrahedral chirality
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2531/00—Additional information regarding catalytic systems classified in B01J31/00
    • B01J2531/80—Complexes comprising metals of Group VIII as the central metal
    • B01J2531/82—Metals of the platinum group
    • B01J2531/827—Iridium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07B—GENERAL METHODS OF ORGANIC CHEMISTRY; APPARATUS THEREFOR
    • C07B2200/00—Indexing scheme relating to specific properties of organic compounds
    • C07B2200/07—Optical isomers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2531/00—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds
    • C07C2531/16—Catalysts comprising hydrides, coordination complexes or organic compounds containing coordination complexes
    • C07C2531/22—Organic complexes

Abstract

本发明涉及不对称催化氢化领域，具体涉及四氢喹啉骨架手性膦‑氮配体及其制备方法和应用。该四氢喹啉骨架手性膦‑氮配体具有式(1)所示的结构。本发明提供的四氢喹啉骨架手性膦‑氮配体，主要结构特征是具有吡啶基取代四氢喹啉骨架，可作为手性配体用于铱催化的不对称氢化反应中，可催化简单烯烃和亚胺的不对称氢化反应，催化效果显著，均可给出优异的对映选择性。
Figure DDA0002040278020000011

Description

四氢喹啉骨架手性膦-氮配体及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及不对称催化氢化领域，具体涉及四氢喹啉骨架手性膦-氮配体及其制备方法和应用。
背景技术
不对称催化是获得手性化合物最高效的方法之一，其在科学研究和工业生产中都占有重要的地位。在不对称催化领域，发展新型的手性配体是高效、高对映选择性的获得手性化合物的关键和挑战。正因如此，在过去几十年的研究中，发展高效、高选择性的手性配体及其催化剂受到广泛关注。目前，虽然已经有数以千计的手性配体及其配合物被开发出来并用于不对称催化反应，但是具有广泛底物普适性的优势配体还十分有限。另外，手性配体主要是通过手性拆分或手性试剂衍生化的方法来制备。但这些传统方法通常具有制备步骤长和催化剂结构不易调控的问题。通过不对称合成的方法来制备手性配体的报道仍然比较少，但是具有重要研究意义(D.S.Glueck,Chem.-Eur.J.2008,14,7108；J.S.Harvey andV.Gouverneur,Chem.Commun.2010,46,7477；O.I.Kolodiazhnyi,V.P.Kukhar andA.O.Kolodiazhna,Tetrahedron:Asymmetry 2014,25,865；M.Dutartre,J.Bayardon andS.Jugé,Chem.Soc.Rev.2016,45,5771)。
自Pfaltz课题组首次报道Crabtree类似物(Ir-PHOX)催化不对称氢化以来(P.Schnider,G.Koch,R.
Figure BDA0002040276000000011
G.-Z.Wang,F.-M.Bohnen,C.Krüger and A.Pfaltz,Chem.Eur.J.1997,3,887)，金属铱手性膦-氮配体成功实现了系列非官能团化烯烃及亚胺的不对称氢化(J.J.Verendel,O.Pàmies,M.Diéguez and P.G.Andersson,Chem.Rev.2014,114,2130；D.H.Woodmansee and A.Pfaltz,Chem.Commun.2011,47,7912；S.J.Rosebladeand A.Pfaltz,Acc.Chem.Res.2007,40,1402；X.Cui,and K.Burgess,Chem.Rev.2005,105,3272)。相应的，一系列基于膦-噁唑啉或其他含氮杂环的配体被制备出来。其中，膦-吡啶类型的配体研究的较少(T.Bunlaksananusorn,K.Polborn and P.Knochel,Angew.Chem.,Int.Ed.2003,42,3941；W.J.Drury III,N.Zimmermann,M.Keenan,M.Hayashi,S.Kaiser,R.Goddard and A.Pfaltz,Angew.Chem.,Int.Ed.2004,43,70；P.Tosatti and A.Pfaltz,Angew.Chem.,Int.Ed.2017,56,4579)，但是它们在铱催化的不对称氢化中也都能取得很好的结果，尤其是并环骨架的膦-吡啶配体在三烷基取代烯烃及呋喃的不对称氢化中取得了优异的氢化结果(S.Bell,B.Wüstenberg,S.Kaiser,F.Mengens,T.Netscher andA.Pfaltz,Science 2006,311,642；S.Kaiser,S.P.Smidt and A.Pfaltz,Angew.Chem.,Int.Ed.2006,45,5194)。但是，目前这类手性P,N配体的制备主要是通过消旋体拆分或者以手性试剂为起始原料来制备，相应的反应路线较长且配体的立体和电子效应难以调节。这些缺陷提高了配体制备的成本，给大量制备带来了困难，在一定程度上限制了它们的使用。
因此，发展一种高效不对称催化、不使用昂贵的手性起始原料或手性拆分试剂、无需进行手性拆分步骤、方法简单、后处理简便、经济环保、产物收率高、产物光学纯度高和化学纯度高的新型手性膦-氮配体的制备方法是本领域亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的手性膦氮配体的制备需要使用昂贵的手性起始原料或手性拆分试剂、需要进行手性拆分步骤、步骤繁琐、后处理困难、原料及经济成本高、经济环保性差的缺陷、及现有制备技术中催化剂电子效应和立体效应难以调节的缺陷，而提供了四氢喹啉骨架手性膦-氮配体及其制备方法和应用。本发明的该四氢喹啉骨架手性膦-氮配体较为容易制备，并且所得的含Ir配合物具有优异的不对称催化氢化作用。
为了实现上述目的，本发明一方面提供一种四氢喹啉骨架手性膦-氮配体，该四氢喹啉骨架手性膦-氮配体具有式(1)所示的结构：
Figure BDA0002040276000000021
其中，R1选自取代的或未取代的C1-C10的烷基、取代的或未取代的C3-C10的环烷基、取代的或者未取代的芳基或取代的或未取代的芳苄基；R2-R11各自独立地为氢、卤素、取代的或未取代的C1-C10的烷基、取代的或未取代的C1-C10的烷氧基、取代的或未取代的C3-C10的环烷基、取代的或者未取代的芳基或者取代的或未取代的芳苄基；或者，R2-R3、R6-R7和R8-R11中相邻的基团环合形成C3-C7脂肪环或芳香环；对于取代的烷基和取代的烷氧基的取代基各自独立地选自卤素、硝基、羟基、氨基、酰氨基和烷氧基中的一种或多种，取代的芳基和取代的芳苄基中的取代基各自独立地选自卤素、硝基、羟基、氨基、酰氨基、烷基、卤代烷基和烷氧基中的一种或多种。
本发明第二方面提供一种四氢喹啉类手性化合物，该四氢喹啉类手性化合物具有式(3)所示的结构：
Figure BDA0002040276000000022
其中，基团R2-R11如上所定义的。
本发明第三方面提供了上述氢喹啉骨架手性膦-氮配体的制备方法，其中，该方法包括：在第一有机溶剂中，在碱性化合物存在下，将式(3)所示的化合物与式(R1)2PY所示的膦类化合物进行偶联反应制得有式(1)所示的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体，Y为卤素。
本发明第四方面提供了上述四氢喹啉类手性化合物的制备方法，其中，该方法包括：在第二有机溶剂中，在氢化催化剂存在下，将式(4)所示的化合物与氢气进行不对称氢化反应，制得式(3)所示的化合物。
本发明第五方面提供了一种含Ir配合物，其中，所述含Ir配合物具有上述四氢喹啉骨架手性膦-氮配体。
本发明第六方面提供了上述含Ir配合物的制备方法，该方法包括：在第三有机溶剂中，将式(1)所示的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体与式[IrAZ]2所示的含Ir前体进行配位反应，Z选自卤素。
本发明第七方面提供了上述含Ir配合物在不饱和烯烃或亚胺的不对称催化氢化中的应用。
本发明提供的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体，主要结构特征是具有吡啶基取代四氢喹啉骨架，可作为手性配体用于铱催化的不对称氢化反应中，可催化简单烯烃和亚胺的不对称氢化反应，催化效果显著，均可给出优异的对映选择性(高达99％ee)。与现有技术相比，本发明具有以下显著的效果：
1)本发明四氢喹啉骨架手性膦-氮配体采取的制备方法，不需使用手性起始原料或手性拆分试剂、无需进行手性拆分步骤、方法简单、后处理简便、经济环保、产物收率高、产物光学纯度高和化学纯度高。
2)采用本发明提供的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体制得的铱金属络合物，作为不对称氢化反应的催化剂，可催化简单烯烃和亚胺的不对称氢化反应，催化效果显著，均可给出优异的对映选择性(高达99％ee)，具有实用价值。
附图说明
图1为实施例得到的手性膦-氮配体的铱金属络合物2-3的X射线晶体衍射分子结构图。
图2为实施例得到的手性膦-氮配体的铱金属络合物2-4的X射线晶体衍射分子结构图。
图3为实施例得到的手性膦-氮配体的铱金属络合物2-5的X射线晶体衍射分子结构图。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
在本发明中，标*的碳位点表示为手性碳，可以是(R)-构型，也可以为(S)-构型。
在本发明中，卤素的具体实例可以包括：氟、氯、溴、碘。
酰胺基可以表示为R1CO-NH-，R1可以为C1-C4的烷基。
C1-C10的烷基可以为：甲基、乙基、C3烷基(正丙基、异丙基)、C4烷基(如正丁基、异丁基、叔丁基)、C5烷基、C6烷基、C7烷基、C8烷基、C9烷基、C10烷基等。所述C1-C6、C1-C4、C1-C3的烷基可以从上述具体烷基的范围内进行适应性地选择。
C1-C10的烷氧基可以为：甲氧基、乙氧基、C3烷氧基(正丙氧基、异丙氧基)、C4烷氧基(如正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基)、C5烷氧基、C6烷氧基、C7烷氧基、C8烷氧基、C9烷氧基、C10烷氧基等。所述C1-C6、C1-C4、C1-C3的烷氧基可以从上述具体烷氧基的范围内进行适应性地选择。
所述芳基可以包括不带有杂原子的芳基，也可以包括带有杂原子的杂芳基，具体的实例例如可以为：苯基、萘基、噻吩基、呋喃基或吡啶基等。
作为取代基的烷基例如可以为C1-C6的烷基，作为取代基的烷氧基例如可以为C1-C6的烷氧基。
卤代烷基可以是卤素取代的C1-C6的烷基，卤素可以是单取代，也可以是多取代，卤素多取代时可以是相同的卤素取代，也可以是不同的卤素取代。
本发明一方面提供一种四氢喹啉骨架手性膦-氮配体，该四氢喹啉骨架手性膦-氮配体具有式(1)所示的结构：
Figure BDA0002040276000000041
其中，R1选自取代的或未取代的C1-C10的烷基、取代的或未取代的C3-C10的环烷基、取代的或者未取代的芳基或取代的或未取代的芳苄基；R2-R11各自独立地为氢、卤素、取代的或未取代的C1-C10的烷基、取代的或未取代的C1-C10的烷氧基、取代的或未取代的C3-C10的环烷基、取代的或者未取代的芳基或者取代的或未取代的芳苄基；或者，R2-R3、R6-R7和R8-R11中相邻的基团环合形成C3-C7脂肪环或芳香环；对于取代的烷基和取代的烷氧基的取代基各自独立地选自卤素、硝基、羟基、氨基、酰氨基和烷氧基中的一种或多种，取代的芳基和取代的芳苄基中的取代基各自独立地选自卤素、硝基、羟基、氨基、酰氨基、烷基、卤代烷基和烷氧基中的一种或多种。
根据本发明，优选情况下，R1选自取代的或未取代的C1-C6的烷基(例如为C1-C4的烷基)、取代的或未取代的C3-C8的环烷基(例如为C4-C6的环烷基)、取代的或者未取代的芳基或取代的或未取代的芳苄基；R2-R11各自独立地为氢、卤素、取代的或未取代的C1-C6的烷基(例如为C1-C4的烷基)、取代的或未取代的C1-C6的烷氧基(例如为C1-C4的烷氧基)、取代的或未取代的C3-C8的环烷基(例如为C4-C6的环烷基)、取代的或者未取代的芳基或者取代的或未取代的芳苄基。
更优选地，对于取代的烷基和取代的烷氧基的取代基各自独立地选自氟、氯、溴、硝基、羟基、氨基、乙酰氨基、甲氧基和乙氧基中的一种或多种，取代的芳基和取代的芳苄基中的取代基各自独立地选自氟、氯、溴、硝基、羟基、氨基、乙酰氨基、甲基、乙基、三氟甲基、甲氧基和乙氧基中的一种或多种。
更进一步优选地，R1选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基、对三氟甲基苯基或3,5-二甲基苯基；R2-R11各自独立地为氢、氟、氯、溴、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、环戊基、环己基、三氟甲基、苯基、对甲基苯基、对乙基苯基、对甲氧基苯基、对乙氧基苯基、对氟苯基、对氯苯基、对溴苯基、对三氟甲基苯基、苄基、对甲基苄基、对乙基苄基、对甲氧基苄基、对乙氧基苄基、对氟苄基、对氯苄基、对溴苄基和对三氟甲基苄基。
在本发明的一种优选的实施方式中，R2-R6和R9-R11为氢。
根据本发明，所述四氢喹啉骨架手性膦-氮配体选自以下式所示的配体中的一种或多种：
Figure BDA0002040276000000042
Figure BDA0002040276000000051
本发明第二方面提供一种四氢喹啉类手性化合物，该四氢喹啉类手性化合物具有式(3)所示的结构：
Figure BDA0002040276000000052
其中，R2-R11各自独立地为氢、卤素、取代的或未取代的C1-C10的烷基、取代的或未取代的C1-C10的烷氧基、取代的或未取代的C3-C10的环烷基、取代的或者未取代的芳基或者取代的或未取代的芳苄基；或者，R2-R3、R6-R7和R8-R11中相邻的基团环合形成C3-C7脂肪环或芳香环；对于取代的烷基和取代的烷氧基的取代基各自独立地选自卤素、硝基、羟基、氨基、酰氨基和烷氧基中的一种或多种，取代的芳基和取代的芳苄基中的取代基各自独立地选自卤素、硝基、羟基、氨基、酰氨基、烷基、卤代烷基和烷氧基中的一种或多种。
根据本发明，本发明第二方面提供的该四氢喹啉类手性化合物为能够一步制备得到本发明的上述四氢喹啉骨架手性膦-氮配体的中间体，该四氢喹啉类手性化合物同样具有手心碳原子。其中，该四氢喹啉类手性化合物涉及的各基团如上文中所描述的，本发明在此不再赘述。
优选地，所述四氢喹啉类手性化合物选自以下式所示的化合物中的一种或多种：
Figure BDA0002040276000000061
本发明第三方面提供了上述四氢喹啉骨架手性膦-氮配体的制备方法，其中，该方法包括：在第一有机溶剂中，在碱性化合物存在下，将式(3)所示的化合物与式(R1)2PY所示的膦类化合物进行偶联反应制得有式(1)所示的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体，
其中，Y为卤素。
根据本发明，式(3)所示的化合物和式(R1)2PY所示的膦类化合物可以根据上文所描述的式(1)所示的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体进行适当地选择，其中，式(R1)2PY所示的膦类化合物的具体实例包括：Ph2PCl、Ph2PBr等中的一种或多种。
根据本发明，式(3)所示的化合物与式(R1)2PX所示的膦类化合物的配比可以在较宽范围内变动，为了使得制备过程收率更高，优选地，式(3)所示的化合物与式(R1)2PX所示的膦类化合物的摩尔用量比为1：0.8-1.5，优选为1：1-1.2。
根据本发明，所述碱性化合物可以是能够适用于本发明的上述偶联反应的有机碱和无机碱，其中，有机碱的具体实例可以包括：三乙胺、三丁胺、吡啶、N-甲基吗啡啉、N,N-二乙基异丙胺等中的一种或多种；所述无机碱的具体实例包括：正丁基锂、甲基锂、叔丁醇钠、叔丁醇钾、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾等中的一种或多种。优选情况下，所述碱性化合物为三乙胺、三丁胺、吡啶、N-甲基吗啡啉、N,N-二乙基异丙胺、正丁基锂、甲基锂、叔丁醇钠、叔丁醇钾、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾中的一种或多种，优选为三乙胺和/或正丁基锂。
其中，所述碱性化合物的用量可以在较宽范围内变动，优选地，式(3)所示的化合物与所述碱性化合物的摩尔用量比为1：0.8-5，优选为1：1-1.2。
根据本发明，所述第一有机溶剂可以从适用于偶联反应的各种有机溶剂中进行适当地选择，为了使得所采用的溶剂更高效地助于式(3)所示的化合物与式(R1)2PY所示的膦类化合物反应制得式(1)所示的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体，优选情况下，所述第一有机溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或多种，更优选为二氯甲烷和/或四氢呋喃。
其中，该第一有机溶剂的用量可以在较宽范围内进行适当地选择，优选地，所述第一有机溶剂的用量使得式(3)所示的化合物的浓度为0.001-0.1mmol/ml，优选为0.005-0.05mmol/ml。
根据本发明，优选情况下，所述偶联反应的条件包括：温度为-50℃至50℃，优选为-10℃至40℃；时间为1-20h，优选为2-12h。
根据本发明，为了助于偶联反应的进行，该偶联反应优选在保护性气体气氛下进行，该保护性气体可以为氩气和/或氮气。特别是，所述偶联反应在无水无氧条件下进行。
上述制备过程具体可以包括：在保护性气体气氛下，将式(3)所示的化合物溶于第一有机溶液中，并在降低温度下(例如-30℃至-5℃)加入碱性化合物，而后充分混合，并继续在低温下加入式(R1)2PY所示的膦类化合物，而后至偶联反应的温度进行偶联反应。
为了能够提纯本发明的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体，可以在偶联反应结束后，除去溶剂，固体进行重结晶(例如用干燥的甲醇重结晶)。
本发明第四方面提供了上述四氢喹啉类手性化合物的制备方法，其中，该方法包括：在第二有机溶剂中，在氢化催化剂存在下，将式(4)所示的化合物与氢气进行不对称氢化反应，制得式(3)所示的化合物，
Figure BDA0002040276000000071
根据本发明，所述氢化催化剂可以是CN104610256A中公开的氢化催化剂，为了以更高的收率和ee％制得本发明的式(3)所示的化合物，优选地，所述氢化催化剂为下式所示的氢化催化剂中的一种或多种：
Figure BDA0002040276000000081
根据本发明，所述氢化催化剂的用量可以在较宽范围内变动，优选地，式(4)所示的化合物和氢化催化剂用量的摩尔比为10-500:1，更优选地为25-100:1。
根据本发明，所述第二有机溶剂可以从适用于催化氢化反应的有机溶剂中进行适当地选择，优选地，所述第二有机溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或多种，更优选为异丙醇。
其中，所述第二有机溶剂的用量可以在较宽范围内变动，优选地，所述第二有机溶剂的用量使得式(4)所示的化合物的浓度为0.01-2mmol/ml，优选为0.1-1mmol/ml。
根据本发明，优选情况下，所述不对称氢化反应的条件包括：氢气的压力为1-100atm，优选为5-80atm；温度为-10至100℃，优选为0-60℃；时间为1-72小时，优选为12-24小时。
根据本发明，为了助于不对称氢化反应的进行，该不对称氢化反应优选在保护性气体气氛下进行，该保护性气体可以为氩气和/或氮气。特别是，所述不对称氢化反应在无水无氧条件下进行。
根据本发明，上述制备方法的具体过程可以包括：在保护性气体气氛中，将式(4)所示的化合物、氢化催化剂和第二有机溶剂进行混合，而后采用氢气进行置换，并最终充入氢气至一定压力，而后进行不对称氢化反应。
为了提取出式(3)所示的化合物，可以在不对称氢化反应结束后，除去溶剂(例如减压蒸馏)，残余物用硅胶柱层析分离纯化(洗脱液可以采用石油醚/乙酸乙酯体积比5-30:1)。
根据本发明，上述式(4)所示的化合物可以采用本领域常规的方法制得，例如，该式(4)所示的化合物的制备如下路线所示：
基团R2-R11如上文中所描述的，本发明在此不再赘述。其中，式(5)和式(6)具体根据式(4)的结构式进行选择。
上述路线的具体制备过程包括：在碱性化合物存在下，在有机溶剂中，将式(5)和式(6)所示的化合物进行缩合反应，以制得式(4)的结构的化合物。
其中，碱性化合物如上文中所描述的，在此不再赘述。优选地，式(5)所示的化合物和碱性化合物的用量的摩尔比为100：0.8-5，优选为100：1-2。
其中，这里的有机溶剂优选为醇类溶剂，具体包括：甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇等中的一种或多种，优选为乙醇。该有机溶剂的用量可以在较宽范围内变动，例如，该有机溶剂的用量使得式(5)所示的化合物的浓度为0.001-1mmol/ml，优选地为0.01-0.1mmol/ml。
根据本发明，优选情况下，所述缩合反应的条件包括：温度为10-100℃，优选为50-100℃；时间为1-12小时，优选为1-6小时。
本发明第五方面提供了一种含Ir配合物，其中，所述含Ir配合物具有上述四氢喹啉骨架手性膦-氮配体。
优选地，所述含Ir配合物具有下式(2)所示的结构：
Figure BDA0002040276000000092
其中，基团A为Ir的二齿配体，X为Cl-、Br-、I-、CH3COO-、NO3 -、HSO4 -、H2PO4 -、OTf-、BF4 -、SbF6 -、PF6 -、NTf2 -或者取代的或未取代的四芳基硼负离子。
基团A为Ir的二齿配体，优选为1,5-环辛二烯、乙酰丙酮、乙二胺和草酸根中的一种或多种，更优选为1,5-环辛二烯。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述含Ir配合物为选自以下式所示的配合物中的一种或多种：
Figure BDA0002040276000000101
Figure BDA0002040276000000111
本发明第六方面提供了上述含Ir配合物的制备方法，该方法包括：在第三有机溶剂中，将式(1)所示的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体与式[IrAZ]2所示的含Ir前体进行配位反应，Z选自卤素。
根据本发明，通过式(1)所示的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体与式[IrAZ]2所示的含Ir前体进行配位反应，将得到本发明的式(2)所示的结构的含Ir配合物。其中，式[IrAZ]2所示的含Ir前体可以根据所需的式(2)所示的结构进行合理的调整，例如，式[IrAZ]2所示的含Ir前体的具体实例包括：[Ir(COD)Cl]2、[Ir(COD)Br]2等中的一种或多种，其中，COD指的是1,5-环辛二烯。
根据本发明，式(1)所示的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体与式[IrAZ]2所示的含Ir前体的用量可以在较宽范围内变动，优选地，式(1)所示的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体与式[IrAZ]2所示的含Ir前体的摩尔用量比为1：0.4-2，优选为1：0.5-1。
根据本发明，所述第三溶剂可以从适用于配位反应的溶剂中进行适当地选择，优选地，所述第三有机溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或多种。该第三有机溶剂的用量可以在较宽范围内变动，优选地，所述第三有机溶剂的用量使得式(1)所示的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体的浓度为0.001-0.1mmol/ml，优选为0.005-0.02mmol/ml。
根据本发明，优选情况下，所述配位反应的条件包括：温度为-50-50℃，优选为10-30℃；时间为1-20h，优选为2-8h。
根据本发明，为了使得含Ir配合物的负离子可调，可以在配位反应后引入负离子盐进行负离子交换反应。其中，所述负离子盐可以根据所需的负离子X-进行选择，该负离子盐的具体实例例如可以包括：NaBArF4、KBArF4、AgOTf、AgNO3、Yb(NTf2)3等中的一种或多种，优选为NaBArF4和/或KBArF4。
根据本发明，所述负离子盐的用量可以在较宽范围内调整，优选地，式(1)所示的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体与所述负离子盐的摩尔用量比为1:1-5；优选为1:1-2。
根据本发明，优选情况下，所述负离子交换反应的条件包括：温度为-50℃至50℃，优选为10-30℃；时间为1-20小时，优选为2-8小时。
根据本发明，为了助于上述制备过程的进行，所述配位反应优选在保护性气体气氛下进行，该保护性气体可以为氩气和/或氮气。
上述制备过程具体可以包括：将式(1)所示的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体与式[IrAZ]2所示的含Ir前体在第三有机溶剂中混合，并采用保护下气体置换气氛，而后进行配位反应；之后任选引入负离子盐，并进行负离子交换反应。
为了提出式(2)所示的含Ir配合物，可以在反应结束后，除去溶剂，并进行柱层析纯化(洗脱液可以为石油醚/二氯甲烷体积比为1.5-3:1)。
本发明第七方面提供了上述含Ir配合物在不饱和烯烃或亚胺的不对称催化氢化中的应用。
本发明的含Ir配合物可以适用于本领域常规的不饱和烯烃或亚胺的不对称催化氢化，本发明对此并无特别的限定。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
反应的转化率＝[转化的反应物]/([转化的反应物]+[未转化的反应物])×100％。本发明中，转化率是将纯化前的反应混合物直接进行核磁共振氢谱(1H-NMR)分析，其中未反应的化合物的特征峰的峰面积与已转换为产物的特征峰的峰面积分别看作未转化的反应物与转化的反应物的浓度(重量百分含量)，根据上述公式进行计算得到转化率。
收率或产率指分离收率，即产物经过处理分离纯化后所得收率。
ee值的绝对值表示对映体过量，通常用百分数表示。例如一对对映异构体分别为R构型和S构型，则ee＝[(R-S)]/[(R+S)])×100％。
对于具有两个手性中心的氢化产物来说，用trans和cis来区分顺反异构体，其中trans指一对顺反异构体化合物中反式构型的化合物。cis指一对顺反异构体化合物中顺式构型的化合物。
dr值表示非对映异构体之间的摩尔比值，若非对映异构体为顺反异构体，则dr＝trans/cis＝[(S,S)+(R,R)]/[(S,R)+(R,S)]；其中，对于trans更多的产物来说，产物的对映体过量(ee值的绝对值)的计算公式为：ee＝[(S,S)-(R,R)]/[(S,S)+(R,R)])×100％；而对于cis更多的产物来说，产物的对映体过量(ee值的绝对值)的计算公式为：ee＝[(S,R)-(R,S)]/[(S,R)+(R,S)]×100％。
tR(major)表示主产物出峰时间，tR(minor)表示副产物出峰时间，且副产物一般为主产物顺反构型的非对映异构体。
calcd.for表示化合物质谱数据的计算值，found表示化合物质谱数据的实验值。
Chiracel OD-H clomun表示日本大赛璐公司的型号为Chiracel OD-H的手性柱。
以下由式(4)所示的化合物催化氢化制备式(3)所示的化合物所采用的氢化催化剂式1a-1i如上文中所描述的，这些氢化催化剂由CN104610256A
制备例1
本制备例用于说明书式(4)所示的化合物的制备。
式(4-1)所示的化合物采用以下路线制备：
Figure BDA0002040276000000121
具体地：反应容器中加入2-乙酰基-6-甲基吡啶(1.2eq,7.0mmol)、KOH(0.2eq,0.1mmol)和2-氨基苯甲醛(0.7g,0.6mmol)，再加入EtOH(100mL)搅拌溶解。反应混合物在85℃下搅拌3小时。冷却到室温后，减压蒸出溶剂得粗产物，粗产物经柱层析(洗脱液为体积比8/1的石油醚/乙酸乙酯混合液)纯化，得到黄色固体产物，即为式(4-1)所示的化合物，表征结果如表1所示。
制备例2-16
本制备例用于说明书式(4)所示的化合物的制备。
根据制备例1所述的方法，不同的是：
制备例2：采用等摩尔量的6-异丙基-2-乙酰吡啶代替6-甲基-2-乙酰吡啶，从而制得式(4-2)所示的化合物，表征结果如表1所示。
制备例3：采用等摩尔量的6-环己基-2-乙酰吡啶代替6-甲基-2-乙酰吡啶，从而制得式(4-3)所示的化合物，表征结果如表1所示。
制备例4：采用等摩尔量的6-苯基-2-乙酰吡啶代替6-甲基-2-乙酰吡啶，从而制得式(4-4)所示的化合物，表征结果如表1所示。
制备例8：采用等摩尔量的6-对甲氧基苯基-2-乙酰吡啶代替6-甲基-2-乙酰吡啶，从而制得式(4-18)所示的化合物，表征结果如表1所示。
制备例9：采用等摩尔量的6-对氟苯基-2-乙酰吡啶代替6-甲基-2-乙酰吡啶，从而制得式(4-19)所示的化合物，表征结果如表1所示。
制备例10：采用等摩尔量的6-溴-2-乙酰吡啶代替6-甲基-2-乙酰吡啶，从而制得式(4-20)所示的化合物，表征结果如表1所示。
制备例11：采用等摩尔量的5-甲氧基-2-氨基苯甲醛代替2-氨基苯甲醛，从而制得式(4-21)所示的化合物，表征结果如表1所示。
制备例12：采用等摩尔量的5-三氟甲基-2-氨基苯甲醛代替2-氨基苯甲醛，从而制得式(4-22)所示的化合物，表征结果如表1所示。
制备例13：采用等摩尔量的3-甲基-2-氨基苯甲醛代替2-氨基苯甲醛，从而制得式(4-5)所示的化合物，表征结果如表1所示。
制备例14：采用等摩尔量的3-异丙基-2-氨基苯甲醛代替2-氨基苯甲醛，从而制得式(4-23)所示的化合物，表征结果如表1所示。
制备例15：采用等摩尔量的3-叔丁基-2-氨基苯甲醛代替2-氨基苯甲醛，从而制得式(4-24)所示的化合物，表征结果如表1所示。
制备例16：采用等摩尔量的3-叔丁基-2-氨基苯甲醛代替2-氨基苯甲醛，从而制得式(4-6)所示的化合物，表征结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002040276000000131
Figure BDA0002040276000000141
Figure BDA0002040276000000151
氢化制备例1
该制备例用于说明式(3)所示的化合物的制备。
在氩气氛围中，将氢化瓶无水无氧处理后，加入式(4-1)所示的化合物(22.2mg，0.1mmol)、氢化催化剂(相对于底物的摩尔量，催化剂用量为2mol％，具体种类如表2所示)以及无水异丙醇(1mL)。在手套箱中将氢化瓶转移至高压釜中，置换氢气三次后，充入氢气至50atm，室温(约25℃)下反应12小时。在通风橱中小心放空残余氢气，打开反应釜，减压除去溶剂，混合物取样用1H NMR测定式(4-1)所示的化合物的转化率。剩余混合样减压除去溶剂，残余物用硅胶柱层析分离纯化(石油醚/乙酸乙酯20:1)，得无色油状液体即式(3-1)所示的化合物，表征结果如表3所示。催化剂种类、转化率和ee值如表2所示。
表2
例子 氢化催化剂 转化率 ee
氢化制备例1 1a 92％ 87％
氢化制备例2 1b >99％ 84％
氢化制备例3 1c >99％ 87％
氢化制备例4 1d 29％ 52％
氢化制备例5 1f 40％ 44％
氢化制备例6 1e 96％ 86％
氢化制备例7 1g 82％ 68％
氢化制备例8 1h >99％ 97％
氢化制备例9 1i 73％ 92％
氢化制备例10-24
该制备例用于说明式(3)所示的化合物的制备。
根据氢化制备例8所述的方法，不同的是，分别采用等摩尔量的制备例2-16所得的式(4)所示的化合物代替式(4-1)所示的化合物，从而制得相应的式(3)所示的化合物，具体的表征结果如表3所示。
表3
Figure BDA0002040276000000161
Figure BDA0002040276000000171
Figure BDA0002040276000000181
Figure BDA0002040276000000191
配体制备例1
该制备例用于说明本发明的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体的制备。
式(1-1)所示的配体采用以下路线制备：
Figure BDA0002040276000000192
具体地：在氮气氛围中，在反应容器中加入式(3-1)所示的化合物(0.5g,2.2mmol)和重蒸的二氯甲烷(DCM,50mL)，将其冷却到-20℃，缓慢加入重蒸的三乙胺(1.0mL,6.6mmol)，在-20℃下反应1h，之后加入二苯基膦氯(0.41mL,2.2mmol)反应1h，升至室温(约25℃)反应过夜(约12h)，得到浅棕色溶液，加入干燥的三氧化二铝进行干法拌样，快速以干燥的石油醚洗脱，将得到的洗脱液减压蒸馏除去溶剂，得到的固体以干燥的甲醇(MeOH)重结晶，得到白色的固体即为式(1-1)所示的配体，其表征结果如下表4所示。
配体制备例2
该制备例用于说明本发明的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体的制备。
根据配体制备例1所述的方法，不同的是：
配体制备例3：采用等摩尔量的式(3-2)所示的化合物代替式(3-1)所示的化合物，从而制得式(1-2)所示的配体，其表征结果如表4所示。
配体制备例4：采用等摩尔量的式(3-3)所示的化合物代替式(3-1)所示的化合物，从而制得式(1-3)所示的配体，其表征结果如表4所示。
配体制备例5：采用等摩尔量的式(3-4)所示的化合物代替式(3-1)所示的化合物，从而制得式(1-4)所示的配体，其表征结果如表4所示。
配体制备例6
该制备例用于说明本发明的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体的制备。
式(1-5)所示的配体采用以下路线制备：
Figure BDA0002040276000000201
具体地：在氮气氛围中，在反应容器中加入式(3-5)所示的化合物(0.5g,2.1mmol)和重蒸的四氢呋喃(THF,50mL)，将其冷却到-20℃，缓慢加入正丁基锂(1.6mL,2.5mmol)，在-20℃下反应1h，之后加入二苯基膦氯(0.39mL,2.1mmol)反应1h，升至室温(约25℃)反应过夜(约12h)，得到浅棕色溶液，加入干燥的三氧化二铝进行干法拌样，快速以干燥的石油醚洗脱，将得到的洗脱液减压蒸馏除去溶剂，得到的固体以干燥的甲醇(MeOH)重结晶，得到白色的固体即为式(1-5)所示的配体，其表征结果如下表4所示。
配体制备例7
该制备例用于说明本发明的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体的制备。
根据配体制备例6所述的方法，不同的是，采用等摩尔量的式(3-6)所示的化合物代替式(3-5)所示的化合物，从而制得式(1-6)所示的配体，其表征结果如表4所示。
表4
Figure BDA0002040276000000202
Figure BDA0002040276000000211
配合物制备例1
本制备例用于说明本发明的含Ir配合物的制备。
式(2-1)所示的配合物采用以下路线制备：
Figure BDA0002040276000000221
具体地：在反应容器中加入式(1-1)所示的配体(205mg,0.5mmol)，[Ir(COD)Cl]2(175mg,0.25mmol)和重蒸的二氯甲烷(DCM,50mL)，以氮气置换5次，在室温(约25℃)下搅拌2h，反应的颜色慢慢加深，由黄色变为棕色。之后向反应体系中加入NaBArF(305mg,0.75mmol)，室温(约25℃)下反应2h，颜色进一步加深变为深褐色。停止反应，减压蒸出溶剂，通过柱层析纯化(以石油醚/二氯甲烷体积比为2:1快速洗脱)得到红色的泡沫状固体，即为式(2-1)所示的配合物，表征结果如表5所示。
配合物制备例2
本制备例用于说明本发明的含Ir配合物的制备。
根据配合物制备例1所述的方法，不同的是：
配合物制备例2：采用等摩尔量的式(1-2)所示的配体代替式(1-1)所示的配体，从而制得式(2-2)所示的配合物，其表征结果如表5所示。
配合物制备例3：采用等摩尔量的式(1-3)所示的配体代替式(1-1)所示的配体，从而制得式(2-3)所示的配合物，其表征结果如表5所示，X射线晶体衍射分子结构图见图1。
配合物制备例4：采用等摩尔量的式(1-4)所示的配体代替式(1-1)所示的配体，从而制得式(2-4)所示的配合物，其表征结果如表5所示，X射线晶体衍射分子结构图见图2。
配合物制备例5：采用等摩尔量的式(1-5)所示的配体代替式(1-1)所示的配体，从而制得式(2-5)所示的配合物，其表征结果如表5所示，X射线晶体衍射分子结构图见图3。
表5
Figure BDA0002040276000000222
Figure BDA0002040276000000231
Figure BDA0002040276000000241
催化氢化应用例1
本应用例用于说明本发明的含Ir配合物在催化不饱和烯烃的不对称氢化上的应用。
Figure BDA0002040276000000251
在玻璃试管加入含Ir配合物和烯烃(0.1mmol)随后与高压釜一起进入无水无氧的手套箱中，向反应体系中加入二氯甲烷(DCM,1mL)，随后将反应试管装入高压釜中并关闭该反应釜。经过5次H2置换高压釜内N2操作后向反应釜内充入50atm H2，并在室温(25℃)条件下搅拌反应12h。随后开启反应釜，小心放掉H2，对反应混合物进行1H-NMR分析测定其转化率后，进一步通过快速硅胶“过滤”(以二氯甲烷为洗脱剂)出去催化剂从而得到氢化产物，并对产物进行相应的表征，以高效液相色谱分析产物的光学纯度；其中，含Ir配合物种类、烯烃种类及它们的摩尔用量比(S/C)，转化率和ee如表6所示。
表6
Figure BDA0002040276000000252
催化氢化应用例2
本应用例用于说明本发明的含Ir配合物在催化亚胺的不对称氢化上的应用。
Figure BDA0002040276000000253
方法A:向玻璃试管中加入2,4-二苯基-3H-苯并卓(0.2mmol)和催化剂式(2-2)所示的含Ir配合物(0.01mmol)，随后与高压釜一起进入无水无氧的手套箱中，再向反应体系中加入二氯甲烷(2mL)，随后将反应试管装入高压釜中并关闭该反应釜。经过3次H2置换釜内N2操作后向反应釜中充入50atm的H2，并在25℃条件下搅拌反应12h。随后开启反应釜，小心放掉H2，对反应混合物进行1H-NMR分析以测定其转化率后，进一步通过快速硅胶柱(洗脱液为体积比2/1的石油醚/二氯甲烷的混合液)纯化得到手性氢化产物，使用手性OD-H柱对氢化产物进行HPLC分析，其中，作为底物的2,4-二苯基-3H-苯并卓的具体种类、转化率和ee％见表7所示。
方法B:向中加入2,4-二苯基-3H-苯并卓(0.2mmol)和催化剂式(2-2)所示的含Ir配合物(0.01mmol)，随后与高压釜一起进入无水无氧的手套箱中，再向反应体系中加入二氯甲烷(2mL)，随后将反应试管装入高压釜中并关闭该反应釜。经过3次H2置换釜内N2操作后向反应釜中充入50atm的H2，并在25℃条件下搅拌反应12h,随后开启反应釜，小心放掉H2，再向反应体系中加入催化剂式(2-2)所示的含Ir配合物(0.02mmol)，随后与高压釜一起进入无水无氧的手套箱中，经过3次H2置换釜内N2操作后向反应釜中充入50atm的H2，并在25℃条件下搅拌反应12h，随后开启反应釜，小心放掉H2，对反应混合物进行1H-NMR分析以测定其转化率后，进一步通过快速硅胶柱(洗脱液为体积比45/1的石油醚/丙酮的混合液)纯化得到手性氢化产物，使用手性OD-H柱对氢化产物进行HPLC分析，作为底物的2,4-二苯基-3H-苯并卓的具体种类、转化率、5:6摩尔比、ee％和dr见表7所示。
表7中，涉及编号1-6的制备结果中，ee％(-)表示得到的产物5的对应选择性ee＝(S-R)/(S+R)，(-)表示旋光值为负；ee％(S)表示该化合物的绝对构型确定为S构型；涉及编号7-12的制备结果中，ee％(+)表示表示旋光值为正的，ee％(2S,4S)表示该化合物的绝对构型确定为(S,S)构型，该ee值通过[(S,S)-(R,R)]/[(S,S)+(R,R)]×100％计算得到，dr＝trans/cis＝[(S,S)+(R,R)]/[(S,R)+(R,S)]。
表7
Figure BDA0002040276000000261
催化氢化应用例3
本应用例用于说明本发明的含Ir配合物在催化亚胺的不对称氢化上的应用。
Figure BDA0002040276000000262
在玻璃试管中加入苯并1,5-二氮杂卓(0.2mmol)和催化剂式(2-2)所示的含Ir配合物(0.08mmol)，随后与高压釜一起进入无水无氧的手套箱中，再向反应体系中加入二氯甲烷(2mL)，随后将反应试管装入高压釜中并关闭该反应釜。经过3次H2置换釜内N2操作后向反应釜中充入50atm的H2，并在25℃条件下搅拌反应12h。随后开启反应釜，小心放掉H2，对反应混合物进行1H-NMR分析以测定其转化率后，进一步通过快速硅胶柱(洗脱液为体积比2/1的石油醚/二氯甲烷的混合液)纯化得到手性氢化产物，使用手性OD-H柱对氢化产物进行HPLC分析，其中，作为底物的1,5-二氮杂卓的的具体种类、转化率、ee％和dr如表8所示。
该表8中，ee％(2S,4S)表示该化合物的绝对构型确定为(S,S)构型，该ee值通过[(S,S)-(R,R)]/[(S,S)+(R,R)]×100％计算得到，dr＝trans/cis＝[(S,S)+(R,R)]/[(S,R)+(R,S)]。
表8
Figure BDA0002040276000000271
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种四氢喹啉骨架手性膦-氮配体，其特征在于，该四氢喹啉骨架手性膦-氮配体具有式(1)所示的结构：
式(1)
Figure FDA0002040275990000011
其中，R1选自取代的或未取代的C1-C10的烷基、取代的或未取代的C3-C10的环烷基、取代的或者未取代的芳基或取代的或未取代的芳苄基；R2-R11各自独立地为氢、卤素、取代的或未取代的C1-C10的烷基、取代的或未取代的C1-C10的烷氧基、取代的或未取代的C3-C10的环烷基、取代的或者未取代的芳基或者取代的或未取代的芳苄基；或者，R2-R3、R6-R7和R8-R11中相邻的基团环合形成C3-C7脂肪环或芳香环；对于取代的烷基和取代的烷氧基的取代基各自独立地选自卤素、硝基、羟基、氨基、酰氨基和烷氧基中的一种或多种，取代的芳基和取代的芳苄基中的取代基各自独立地选自卤素、硝基、羟基、氨基、酰氨基、烷基、卤代烷基和烷氧基中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体，其中，R1选自取代的或未取代的C1-C6的烷基、取代的或未取代的C3-C8的环烷基、取代的或者未取代的芳基或取代的或未取代的芳苄基；R2-R11各自独立地为氢、卤素、取代的或未取代的C1-C6的烷基、取代的或未取代的C1-C6的烷氧基、取代的或未取代的C3-C8的环烷基、取代的或者未取代的芳基或者取代的或未取代的芳苄基；
优选地，对于取代的烷基和取代的烷氧基的取代基各自独立地选自氟、氯、溴、硝基、羟基、氨基、乙酰氨基、甲氧基和乙氧基中的一种或多种，取代的芳基和取代的芳苄基中的取代基各自独立地选自氟、氯、溴、硝基、羟基、氨基、乙酰氨基、甲基、乙基、三氟甲基、甲氧基和乙氧基中的一种或多种；
优选地，R1选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基、对三氟甲基苯基或3,5-二甲基苯基；R2-R11各自独立地为氢、氟、氯、溴、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、环戊基、环己基、三氟甲基、苯基、对甲基苯基、对乙基苯基、对甲氧基苯基、对乙氧基苯基、对氟苯基、对氯苯基、对溴苯基、对三氟甲基苯基、苄基、对甲基苄基、对乙基苄基、对甲氧基苄基、对乙氧基苄基、对氟苄基、对氯苄基、对溴苄基和对三氟甲基苄基。
3.根据权利要求1或2所述的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体，其中，所述四氢喹啉骨架手性膦-氮配体选自以下式所示的配体中的一种或多种：
Figure FDA0002040275990000012
Figure FDA0002040275990000021
4.一种四氢喹啉类手性化合物，其特征在于，该四氢喹啉类手性化合物具有式(3)所示的结构：
式(3)
Figure FDA0002040275990000022
其中，R2-R11各自独立地为氢、卤素、取代的或未取代的C1-C10的烷基、取代的或未取代的C1-C10的烷氧基、取代的或未取代的C3-C10的环烷基、取代的或者未取代的芳基或者取代的或未取代的芳苄基；或者，R2-R3、R6-R7和R8-R11中相邻的基团环合形成C3-C7脂肪环或芳香环；对于取代的烷基和取代的烷氧基的取代基各自独立地选自卤素、硝基、羟基、氨基、酰氨基和烷氧基中的一种或多种，取代的芳基和取代的芳苄基中的取代基各自独立地选自卤素、硝基、羟基、氨基、酰氨基、烷基、卤代烷基和烷氧基中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的四氢喹啉类手性化合物，其中，R2-R11各自独立地为氢、卤素、取代的或未取代的C1-C6的烷基、取代的或未取代的C1-C6的烷氧基、取代的或未取代的C3-C8的环烷基、取代的或者未取代的芳基或者取代的或未取代的芳苄基；
优选地，对于取代的烷基和取代的烷氧基的取代基各自独立地选自氟、氯、溴、硝基、羟基、氨基、乙酰氨基、甲氧基和乙氧基中的一种或多种，取代的芳基和取代的芳苄基中的取代基各自独立地选自氟、氯、溴、硝基、羟基、氨基、乙酰氨基、甲基、乙基、三氟甲基、甲氧基和乙氧基中的一种或多种；
优选地，R2-R11各自独立地为氢、氟、氯、溴、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、环戊基、环己基、三氟甲基、苯基、对甲基苯基、对乙基苯基、对甲氧基苯基、对乙氧基苯基、对氟苯基、对氯苯基、对溴苯基、对三氟甲基苯基、苄基、对甲基苄基、对乙基苄基、对甲氧基苄基、对乙氧基苄基、对氟苄基、对氯苄基、对溴苄基和对三氟甲基苄基。
6.根据权利要求4或5所述的四氢喹啉类手性化合物，其中，所述四氢喹啉类手性化合物选自以下式所示的化合物中的一种或多种：
Figure FDA0002040275990000031
7.权利要求1-3中任意一项所述的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体的制备方法，其中，该方法包括：在第一有机溶剂中，在碱性化合物存在下，将式(3)所示的化合物与式(R1)2PY所示的膦类化合物进行偶联反应制得有式(1)所示的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体，
式(3)
Figure FDA0002040275990000041
其中，Y为卤素。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，式(3)所示的化合物与式(R1)2PX所示的膦类化合物的摩尔用量比为1：0.8-1.5，优选为1：1-1.2。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，所述碱性化合物为三乙胺、三丁胺、吡啶、N-甲基吗啡啉、N,N-二乙基异丙胺、正丁基锂、甲基锂、叔丁醇钠、叔丁醇钾、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠和碳酸钾中的一种或多种，优选为三乙胺和/或正丁基锂；
优选地，式(3)所示的化合物与所述碱性化合物的摩尔用量比为1：0.8-5，优选为1：1-1.2；
优选地，所述第一有机溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或多种；
优选地，所述第一有机溶剂的用量使得式(3)所示的化合物的浓度为0.001-0.1mmol/ml，优选为0.005-0.05mmol/ml；
优选地，所述偶联反应的条件包括：温度为-50℃至50℃，优选为-10℃至40℃；时间为1-20h，优选为2-12h。
10.权利要求4-6中任意一项所述的四氢喹啉类手性化合物的制备方法，其中，该方法包括：在第二有机溶剂中，在氢化催化剂存在下，将式(4)所示的化合物与氢气进行不对称氢化反应，制得式(3)所示的化合物，
式(4)
Figure FDA0002040275990000042
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第二有机溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或多种；
优选地，所述第二有机溶剂的用量使得式(4)所示的化合物的浓度为0.01-2mmol/ml，优选为0.1-1mmol/ml；
优选地，所述不对称氢化反应的条件包括：氢气的压力为1-100atm，优选为5-80atm；温度为-10至100℃，优选为0-60℃；时间为1-72小时，优选为12-24小时。
12.一种含Ir配合物，其中，所述含Ir配合物具有权利要求1-3中任意一项所述的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体。
13.根据权利要求12所述的含Ir配合物，其中，所述含Ir配合物具有下式(2)所示的结构：
式(2)
Figure FDA0002040275990000051
其中，基团A为Ir的二齿配体，X为Cl-、Br-、I-、CH3COO-、NO3 -、HSO4 -、H2PO4 -、OTf-、BF4 -、SbF6 -、PF6 -、NTf2 -或者取代的或未取代的四芳基硼负离子。
14.根据权利要求13所述的含Ir配合物，其中，基团A为1,5-环辛二烯、乙酰丙酮、乙二胺和草酸根中的一种或多种，优选为1,5-环辛二烯。
15.根据权利要求14所述的含Ir配合物，其中，所述含Ir配合物为选自以下式所示的配合物中的一种或多种：
Figure FDA0002040275990000052
Figure FDA0002040275990000061
16.权利要求12-15中任意一项所述的含Ir配合物的制备方法，该方法包括：在第三有机溶剂中，将式(1)所示的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体与式[IrAZ]2所示的含Ir前体进行配位反应，Z选自卤素。
17.权利要求16所述的方法，其中，式(1)所示的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体与式[IrAZ]2所示的含Ir前体的摩尔用量比为1：0.4-2，优选为1：0.5-1；
优选地，所述第三有机溶剂为二氯甲烷、四氢呋喃、甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇和正丁醇中的一种或多种；
优选地，所述第三有机溶剂的用量使得式(1)所示的四氢喹啉骨架手性膦-氮配体的浓度为0.001-0.1mmol/ml，优选为0.005-0.02mmol/ml；
优选地，所述配位反应的条件包括：温度为-50-50℃，优选为10-30℃；时间为1-20h，优选为2-8h。
18.权利要求12-15中任意一项所述的含Ir配合物在不饱和烯烃或亚胺的不对称催化氢化中的应用。
CN201910339520.8A 2019-04-25 2019-04-25 四氢喹啉骨架手性膦-氮配体及其制备方法和应用 Active CN111848675B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910339520.8A CN111848675B (zh) 2019-04-25 2019-04-25 四氢喹啉骨架手性膦-氮配体及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910339520.8A CN111848675B (zh) 2019-04-25 2019-04-25 四氢喹啉骨架手性膦-氮配体及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111848675A true CN111848675A (zh) 2020-10-30
CN111848675B CN111848675B (zh) 2021-09-07

Family

ID=72951489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910339520.8A Active CN111848675B (zh) 2019-04-25 2019-04-25 四氢喹啉骨架手性膦-氮配体及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111848675B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112778272A (zh) * 2021-02-02 2021-05-11 华南理工大学 一种2,2′-联氮杂芳环类双齿配体及其制备方法和应用
WO2022138888A1 (ja) * 2020-12-25 2022-06-30 東レ株式会社 テトラヒドロキノリン誘導体及びその医薬用途
CN115025814A (zh) * 2022-06-21 2022-09-09 中国科学院成都有机化学有限公司 一种通用手性催化剂及其制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104610256A (zh) * 2015-02-11 2015-05-13 中国科学院化学研究所 一种四氢化1,5-萘啶类化合物的制备方法及其制得的手性产品

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104610256A (zh) * 2015-02-11 2015-05-13 中国科学院化学研究所 一种四氢化1,5-萘啶类化合物的制备方法及其制得的手性产品

Non-Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
FENG CHEN等: ""Selective Catalytic Hydrogenation of Heteroarenes with N‑Graphene-Modified Cobalt Nanoparticles(Co3O4−Co/NGr@α-Al2O3)"", 《J.AM.CHEM.SOC.》 *
HIEN VUONG等: ""Diels−Alder Reactions with Ethylene and Superelectrophiles"", 《ORG.LETT.》 *
MENDEZ, LEONOR Y. VARGAS等: ""4-[Aryl(benzyl)amino]-4-heteroaryl-1-butenes as building blocks in heterocyclic synthesis. 1. New route to 4,6-dimethyl-2-(pyridinyl)quinolines from 4-[(p-methylphenyl)amino]-4-(pyridinyl)-1-butenes"", 《HETEROCYCLIC COMMUNICATIONS》 *
REGISTRY 数据库: "RN: 2165975-62-0", 《REGISTRY》 *
REGISTRY 数据库: "RN：2166241-76-3", 《REGISTRY》 *
REGISTRY数据库: "RN: 1986382-94-8", 《REGISTRY》 *
SHENGDONG WANG等: ""Iridium-Catalyzed Hydrogenation and Dehydrogenation of N-Heterocycles in Water under Mild Conditions"", 《CHEMSUSCHEM》 *
V. V. KUZNETSOV等: ""SYNTHESIS OF 2-ALKYL(ARYL, HETARYL)-4-METHYL- 1,2,3,4-TETRAHYDROQUINOLINES"", 《CHEMISTRY OF HETEROCYCLIC COMPOUNDS》 *
WENPENG MA等: ""Highly Enantioselective Direct Synthesis of Endocyclic Vicinal Diamines through Chiral Ru(diamine)-Catalyzed Hydrogenation of 2,2’-Bisquinoline Derivatives"", 《ANGEW.CHEM.INT.ED.》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022138888A1 (ja) * 2020-12-25 2022-06-30 東レ株式会社 テトラヒドロキノリン誘導体及びその医薬用途
CN112778272A (zh) * 2021-02-02 2021-05-11 华南理工大学 一种2,2′-联氮杂芳环类双齿配体及其制备方法和应用
CN115025814A (zh) * 2022-06-21 2022-09-09 中国科学院成都有机化学有限公司 一种通用手性催化剂及其制备方法
CN115025814B (zh) * 2022-06-21 2024-02-09 中国科学院成都有机化学有限公司 一种通用手性催化剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111848675B (zh) 2021-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111848675B (zh) 四氢喹啉骨架手性膦-氮配体及其制备方法和应用
KR20040012533A (ko) 광학활성 할로게노히드록시프로필 화합물 및 글리시딜화합물의 제조법
KR0180262B1 (ko) 거울상선택적 옥사자보로리딘 촉매
D'Onofrio et al. D-Glucosamine as a novel chiral auxiliary for the stereoselective synthesis of P-stereogenic phosphine oxides
WO2010027334A1 (en) Novel tricyclic chiral compounds and their use in asymmetric catalysis
CN109535204B (zh) 铑络合物、其制备方法、中间体及应用
CN111848322B (zh) 一种轴手性氧化吲哚取代的苯乙烯类化合物及其拆分方法与应用
Van de Weghe et al. Synthesis of a new asymmetric cyclopentadienyl ligand: application to the preparation of a trivalent samarium complex
CN115772157A (zh) 一种2-烷氧基吲哚化合物的制备方法
CN112300217B (zh) 一种Cis-钌-salen氮杂环卡宾的制备方法
CN115322100A (zh) 一种δ,ε-烯基酮类化合物及其制备方法与应用
CN111039767B (zh) 一种三唑卡宾催化制备氘代醛的方法
CN108948055B (zh) 一种8-甲基喹啉偕二硼化合物及其制备方法
CN109867701B (zh) 一种吡啶基桥联双三嗪金属配合物及其制备和应用
JP3716460B2 (ja) 不斉シクロプロパン化反応
CN107954872B (zh) 一种丙二酸酯类化合物的合成方法
JP2004196710A (ja) 配位子及び不斉触媒
CN113201015B (zh) 一种烯丙基有机磷化合物的制备方法
CN112521278B (zh) 一种制备羧酸酯化合物的方法
CN114057717B (zh) 一种喹啉取代的双噁唑啉配体、其合成方法及其应用
CN113999207B (zh) 含吡啶基手性nnn三齿配体、其不对称催化氢化合成及在不对称催化反应中的应用
CN113201014B (zh) 一种含不饱和键的有机磷化合物的制备方法
JP4535216B2 (ja) 光学活性コバルト錯体及び不斉シクロプロパン化反応
CN108440534B (zh) 高效合成β位手性的双环或多环咪唑类衍生物
CN107445879B (zh) 拉曲替尼中间体的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant