CN112441974A - 手性邻二胺化合物和手性氮杂环卡宾化合物及它们的制备方法和应用 - Google Patents

手性邻二胺化合物和手性氮杂环卡宾化合物及它们的制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及不对称合成技术领域，公开了一种手性邻二胺化合物和手性氮杂环卡宾化合物及它们的制备方法和应用，该手性邻二胺化合物具有式(1)所示的结构，本发明提供的制备手性邻二胺化合物的方法，能够高效、高选择性地合成手性邻二胺化合物，所制备的手性邻二胺化合物具有优异的对映选择性，能够用于催化芳基卤代物与芳基硼酸的不对称Suzuki‑Miyaura交叉偶联反应。

Description

手性邻二胺化合物和手性氮杂环卡宾化合物及它们的制备方 法和应用
技术领域
本发明涉及不对称合成技术领域，具体涉及一种手性邻二胺化合物及其制备方法、该手性邻二胺化合物在催化不对称Suzuki-Miyaura(铃木－宫浦)交叉偶联反应中的应用及一种进行该不对称Suzuki-Miyaura交叉偶联反应的方法，和一种手性氮杂环卡宾化合物及其制备方法、该手性氮杂环卡宾化合物在催化不同烯烃衍生物间的不对称烯烃交叉复分解反应中的应用及一种进行该不对称烯烃交叉复分解反应的方法。
背景技术
近年来，不对称合成已经成为有机合成化学领域研究的热点，多种类型的手性配体可用于不对称催化反应，其中，具有手性二胺结构的配体因催化活性高、对映选择性高，适用范围广泛受到大家的重视。
其中，手性邻二胺化合物不仅是一类重要的有机小分子催化剂和优势配体，在不对称合成领域具有重要作用，同时也是构成药物和生物活性分子结构单元的一类重要化合物。
目前，关于手性邻二胺类化合物的不对称合成已有很多报道，但这些合成方法中存在不足，如：底物范围受限、氮上需要连有吸电子的保护基团、反应难以区分产物中的两个氨/胺基等。文献报道的手性N,N’-二芳基邻二胺类化合物的合成主要是通过手性底物或手性拆分的方法，这些方法合成步骤繁冗，产率较低，具有很大的局限性。
因此，有必要提供一种能够高效、高选择性地合成手性邻二胺化合物的方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的手性邻二胺化合物合成过程繁冗、效率低的缺陷。
为了实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种手性邻二胺化合物，该化合物具有式(1)所示的结构：
Figure BDA0002191407650000011
其中，在式(1)中，
R1、R2和R3各自独立的选自氢、卤素原子、硝基、羟基、乙酰氨基、取代或未取代的C1-10的烷基、取代或未取代的C1-8的烷氧基、取代或未取代的C7-21芳苄基、取代或未取代的C6-20的芳基；
且R1、R2和R3中任选存在的取代基各自独立地选自氟、氯、溴、硝基、甲基、甲氧基、三氟甲基、羟基和乙酰氨基中的至少一种；
Ar为取代或未取代的C6-20的芳基；
且Ar中任选存在的取代基各自独立地选自氢、卤素原子、硝基、羟基、乙酰氨基、C1-10的烷基、由1-10个卤素原子取代的C1-10的烷基、由1-10个羟基取代的C1-10的烷基、由1-10个乙酰氨基取代的C1-10的烷基、C1-8的烷氧基、由1-10个卤素原子取代的C1-8的烷氧基、由1-10个羟基取代的C1-8的烷氧基、C7-21芳苄基、由1-10个卤素原子取代的C7-21芳苄基、由1-10个羟基取代的C7-21芳苄基、由1-10个甲基取代的C7-21芳苄基、由1-10个三氟甲基取代的C7-21芳苄基、由1-10个硝基取代的C7-21芳苄基、由1-10个乙酰氨基取代的C7-21芳苄基、由1-10个甲氧基取代的C7-21芳苄基、C6-20芳基、由1-10个卤素原子取代的C6-20芳基、由1-10个羟基取代的C6-20芳基、由1-10个甲基取代的C6-20芳基、由1-10个三氟甲基取代的C6-20芳基、由1-10个硝基取代的C6-20芳基、由1-10个乙酰氨基取代的C6-20芳基、由1-10个甲氧基取代的C6-20芳基中的至少一种；
且，当R1、R2、R3均为氢时，Ar不为
Figure BDA0002191407650000012
第二方面，本发明提供了一种制备式(1)所示结构的手性邻二胺化合物的方法，该方法包括：在第一有机溶剂和手性催化剂存在下，将式(2)所示结构的化合物与式(3)所示结构的化合物在氢气条件下进行分子间还原胺化—不对称氢化串联反应，
Figure BDA0002191407650000021
Ar-NH2式(3)，
其中，在式(2)和式(3)中，
R1、R2、R3和Ar与本发明第一方面所述的R1、R2、R3和Ar的定义相同。
第三方面，本发明提供了一种由前述第二方面所述的方法制备得到的手性邻二胺化合物。
第四方面，本发明提供了一种式(1)所示结构的手性邻二胺化合物在催化芳基卤代物与芳基硼酸的不对称Suzuki-Miyaura交叉偶联反应中的应用，所述手性邻二胺化合物为前述第一方面或第三方面所述的手性邻二胺化合物。
第五方面，本发明提供了一种进行不对称Suzuki-Miyaura交叉偶联反应的方法，该方法包括：
(1)将手性邻二胺化合物与第一过渡金属盐形成第一配合物，其中，所述手性邻二胺化合物为前述第一方面或第三方面所述的手性邻二胺化合物；
(2)在第二溶剂、所述第一配合物和第一碱存在下，将芳基卤代物与芳基硼酸进行不对称Suzuki-Miyaura交叉偶联反应。
第六方面，本发明提供了一种手性氮杂环卡宾化合物，该化合物具有式(6)所示的结构：
Figure BDA0002191407650000022
其中，在式(6)中，R1、R2、R3和Ar与前述的R1、R2、R3和Ar的定义相同；
X'选自Cl-、Br-、I-、CH3COO-、NO3-、HSO4-、H2PO4-、BF4-、SbF6-、PF6-、二(三氟甲磺酰)亚胺负离子、三氟甲磺酸负离子、取代或未取代的C24-32四芳基硼负离子；
且X'中任选存在的取代基各自独立地选自氟、氯、溴、硝基、甲基、甲氧基、三氟甲基、羟基和乙酰氨基中的至少一种。
第七方面，本发明提供了一种制备式(6)所示结构的手性氮杂环卡宾化合物的方法，该方法包括：在第三有机溶剂、NH4X'所示的铵盐和催化剂存在下，将前述第一方面或第三方面所述的手性邻二胺化合物与HC(OR1)3所示的原甲酸酯进行反应，
其中，所述的NH4X'所示的铵盐中X'与前述的X'的定义相同；
所述的HC(OR1)3所示的原甲酸酯中R1选自C1-10的烷基；
所述催化剂选自甲酸、乙酸、甲基磺酸、三氟甲磺酸、三氟乙酸、对甲苯磺酸中的至少一种。
第八方面，本发明提供了一种手性氮杂环卡宾化合物在催化不同烯烃衍生物间的不对称烯烃交叉复分解反应中的应用，所述手性氮杂环卡宾化合物为前述第六方面所述的手性氮杂环卡宾化合物。
第九方面，本发明提供了一种进行不同烯烃衍生物间的不对称烯烃交叉复分解反应的方法，该方法包括：
(1)将手性氮杂环卡宾化合物与第二过渡金属盐形成第二配合物，其中，所述手性氮杂环卡宾化合物为前述第六方面所述的手性氮杂环卡宾化合物；
(2)在保护气体、第四有机溶剂和所述第二配合物存在下，将不同烯烃衍生物进行不对称烯烃交叉复分解反应。
本发明提供的制备手性邻二胺化合物的方法，能够高效、高选择性地合成手性邻二胺化合物，所制备的手性邻二胺化合物具有优异的对映选择性，能够用于催化芳基卤代物与芳基硼酸的不对称Suzuki-Miyaura交叉偶联反应。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
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。
在本文中，针对以下术语先提供解释：
本发明中，所述C1-10的烷基包括但不限于甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、环丁基、正戊基、异戊基、新戊基、环戊基、正己基、异己基、环己基等。
本发明中，所述C1-8的烷氧基包括但不限于甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、环丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、环丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、新戊氧基、环戊氧基、正己氧基、异己氧基、环己氧基等。
本发明中，C6-20的芳基包括但不限于苯基、萘基、蒽基等。
本发明中，由1-10个卤素原子取代的C1-10的烷基是指C1-10的烷基中的1-10个氢原子被卤素原子取代而形成的基团。所述卤素原子为氟原子、氯原子、溴原子或碘原子。例如由1-10个卤素取代的C1-10的烷基可以为-CF3、-CH2CF3、-CH2CF2H、-CF2CF3、-CF2CH2CF2H、-CH2CF2CF2H、-CH2CH2CH2Cl、-CH2CH2CH2Br等。
本发明中，由1-10个羟基取代的C1-10的烷基、由1-10个乙酰氨基取代的C1-10的烷基、C1-8的烷氧基、由1-10个卤素原子取代的C1-8的烷氧基、由1-10个羟基取代的C1-8的烷氧基、C7-21芳苄基、由1-10个卤素原子取代的C7-21芳苄基、由1-10个羟基取代的C7-21芳苄基、由1-10个甲基取代的C7-21芳苄基、由1-10个三氟甲基取代的C7-21芳苄基、由1-10个硝基取代的C7-21芳苄基、由1-10个乙酰氨基取代的C7-21芳苄基、由1-10个甲氧基取代的C7-21芳苄基、C6-20芳基、由1-10个卤素原子取代的C6-20芳基、由1-10个羟基取代的C6-20芳基、由1-10个甲基取代的C6-20芳基、由1-10个三氟甲基取代的C6-20芳基、由1-10个硝基取代的C6-20芳基、由1-10个乙酰氨基取代的C6-20芳基、由1-10个甲氧基取代的C6-20芳基，与上述定义相似，在此不再赘述。
如前所述，第一方面，本发明提供了一种手性邻二胺化合物，该化合物具有式(1)所示的结构：
Figure BDA0002191407650000031
其中，在式(1)中，
R1、R2和R3各自独立的选自氢、卤素原子、硝基、羟基、乙酰氨基、取代或未取代的C1-10的烷基、取代或未取代的C1-8的烷氧基、取代或未取代的C7-21芳苄基、取代或未取代的C6-20的芳基；
且R1、R2和R3中任选存在的取代基各自独立地选自氟、氯、溴、硝基、甲基、甲氧基、三氟甲基、羟基和乙酰氨基中的至少一种；
Ar为取代或未取代的C6-20的芳基；
且Ar中任选存在的取代基各自独立地选自氢、卤素原子、硝基、羟基、乙酰氨基、C1-10的烷基、由1-10个卤素原子取代的C1-10的烷基、由1-10个羟基取代的C1-10的烷基、由1-10个乙酰氨基取代的C1-10的烷基、C1-8的烷氧基、由1-10个卤素原子取代的C1-8的烷氧基、由1-10个羟基取代的C1-8的烷氧基、C7-21芳苄基、由1-10个卤素原子取代的C7-21芳苄基、由1-10个羟基取代的C7-21芳苄基、由1-10个甲基取代的C7-21芳苄基、由1-10个三氟甲基取代的C7-21芳苄基、由1-10个硝基取代的C7-21芳苄基、由1-10个乙酰氨基取代的C7-21芳苄基、由1-10个甲氧基取代的C7-21芳苄基、C6-20芳基、由1-10个卤素原子取代的C6-20芳基、由1-10个羟基取代的C6-20芳基、由1-10个甲基取代的C6-20芳基、由1-10个三氟甲基取代的C6-20芳基、由1-10个硝基取代的C6-20芳基、由1-10个乙酰氨基取代的C6-20芳基、由1-10个甲氧基取代的C6-20芳基中的至少一种；
且，当R1、R2、R3均为氢时，Ar不为
Figure BDA0002191407650000032
以下提供本发明的几种优选的具体实施方式说明本发明的式(1)所示结构的手性邻二胺化合物。
具体实施方式1：
在式(1)中，
R1、R2、R3各自独立地选自氢、氟、溴、硝基、取代的或者未取代的C1-6的烷基、取代或未取代的C1-4的烷氧基、取代或未取代的C7-17芳苄基、取代或者未取代的C6-16芳基；
且R1、R2和R3中任选存在的取代基各自独立地选自氟、氯、溴、硝基、甲基、甲氧基、三氟甲基、羟基和乙酰氨基中的至少一种；
Ar为取代或未取代的C6-16芳基；
且Ar中任选存在的取代基各自独立地选自氢、卤素原子、硝基、羟基、乙酰氨基、C1-6的烷基、由1-5个卤素原子取代的C1-6的烷基、由1-5个羟基取代的C1-6的烷基、由1-5个乙酰氨基取代的C1-6的烷基、C1-4的烷氧基、由1-5个卤素原子取代的C1-4的烷氧基、由1-5个羟基取代的C1-4的烷氧基、C7-17芳苄基、由1-5个卤素原子取代的C7-17芳苄基、由1-5个羟基取代的C7-17芳苄基、由1-5个甲基取代的C7-17芳苄基、由1-5个三氟甲基取代的C7-17芳苄基、由1-5个硝基取代的C7-17芳苄基、由1-5个乙酰氨基取代的C7-17芳苄基、由1-5个甲氧基取代的C7-17芳苄基、C6-16芳基、由1-5个卤素原子取代的C6-16芳基、由1-5个羟基取代的C6-16芳基、由1-5个甲基取代的C6-16芳基、由1-5个三氟甲基取代的C6-16芳基、由1-5个硝基取代的C6-16芳基、由1-5个乙酰氨基取代的C6-16芳基、由1-5个甲氧基取代的C6-16芳基中的至少一种；
且，当R1、R2、R3均为氢时，Ar不为
Figure BDA0002191407650000041
具体实施方式2：
在式(1)中，R1、R2、R3各自独立地选自氢、氟、溴、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、三氟甲基、氯乙基、甲氧基、乙氧基、苄基，苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基、对三氟甲基苯基、对氟代苯基；
Ar为取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的蒽基；
且Ar中任选存在的取代基各自独立地选自氟、氯、溴、三氟甲基、甲氧基、乙氧基、羟基、乙酰氨基和C1-6的烷基中的至少一种；
且，当R1、R2、R3均为氢时，Ar不为
Figure BDA0002191407650000042
具体实施方式3：
式(1)所示的结构的化合物为下式化合物中的至少一种：
Figure BDA0002191407650000043
Figure BDA0002191407650000051
如前所述，本发明的第二方面提供了一种制备式(1)所示结构的手性邻二胺化合物的方法，该方法包括：在第一有机溶剂和手性催化剂存在下，将式(2)所示结构的化合物与式(3)所示结构的化合物在氢气条件下进行分子间还原胺化—不对称氢化串联反应，
Figure BDA0002191407650000052
Ar-NH2式(3)，
其中，在式(2)和式(3)中，
R1、R2、R3和Ar与本发明第一方面所述的R1、R2、R3和Ar的定义相同。
以下提供本发明的几种优选的具体实施方式来说明本发明的制备式(1)所示结构的手性邻二胺化合物的方法。
具体实施方式1：
所述手性催化剂为式(4)所示结构的化合物中的至少一种：
Figure BDA0002191407650000053
其中，在式(4)中，
M选自金属钌、铑和铱；
L1选自取代或未取代的η6-苯配位基、取代或未取代的η5-茂配位基；
且L1中任选存在的取代基各自独立地选自C1-10的烷基中的至少一种；
X选自Cl-、Br-、I-、CH3COO-、NO3-、HSO4-、H2PO4-、BF4-、SbF6-、PF6-、二(三氟甲磺酰)亚胺负离子、三氟甲磺酸负离子、取代或未取代的C24-32四芳基硼负离子、取代或未取代的C12-36二芳基磷酸负离子、取代或未取代的C12-36联芳基二酚衍生的磷酸负离子；
且X中任选存在的取代基各自独立地选自氟、氯、溴、硝基、甲基、甲氧基、三氟甲基、羟基和乙酰氨基中的至少一种；
定义式(4)中的配位基为式(5)所示的基团，
Figure BDA0002191407650000054
其中，在式(5)中，R'选自C1-10的烷基、三氟甲基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基；
且R'中任选存在的取代基各自独立地选自C1-10的烷基、甲氧基、氟、氯、溴、硝基、三氟甲基中的至少一种；
R”选自氢、取代或未取代的苄基、C1-10的烷基；
且R”中任选存在的取代基各自独立地选自C1-10的烷基、甲氧基、氟、氯、溴、硝基、三氟甲基中的至少一种。
本发明中，所述式(5)所示的配位基是由手性二胺R”HN-手性连接臂-NHSO2R'化合物形成的；
所述手性二胺R”HN-手性连接臂-NHSO2R'化合物选自以下结构中的至少一种：
Figure BDA0002191407650000061
其中，在式(I-1)和式(I-5)中，
Ar1、Ar2各自独立地选自取代或未取代的C6-16芳基；
且Ar1、Ar2中任选存在的取代基各自独立地选自C1-3的烷基、C1-3的烷氧基、C1-3的羟烷基、卤素原子、羟基、羧基中的至少一种；
其中，在式(I-3)和式(I-7)中，
R选自C1-10的烷基、三氟甲基、取代或未取代的C6-16芳基；
且R中任选存在的取代基各自独立地选自氟、氯、溴、硝基、甲基、甲氧基、三氟甲基、羟基和乙酰氨基中的至少一种，
其中，在式(I-2)和式(I-6)中，n选自1-4的正整数。
具体实施方式2：
形成式(5)所示的配位基的化合物选自以下化合物中的至少一种：
Figure BDA0002191407650000062
其中，在式(I-1)和式(I-5)中，
Ar1、Ar2各自独立地选自取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基；
且Ar1、Ar2中任选存在的取代基各自独立地选自C1-3的烷基、C1-3的烷氧基、C1-3的羟烷基、卤素原子、羟基、羧基中的至少一种；
其中，在式(I-3)和式(I-7)中，
R选自C1-10的烷基、三氟甲基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基；
且R任选存在的取代基各自独立地选自C1-10的烷基、甲氧基、氟、氯、溴、硝基和三氟甲基中的至少一种；
其中，在式(I-1)至式(I-8)中，
R'选自C1-10的烷基、三氟甲基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基；
且R'中任选存在的取代基各自独立地选自C1-10的烷基、甲氧基、氟、氯、溴、硝基、三氟甲基中的至少一种；
R”选自氢、取代或未取代的苄基、C1-10的烷基；
且R”中任选存在的取代基各自独立地选自C1-10的烷基、甲氧基、氟、氯、溴、硝基、三氟甲基中的至少一种。
具体实施方式3：
在式(4)中，L1选自η6-苯配位基、η6-1,4-二甲基苯配位基、η6-1-甲基-4-异丙基苯配位基、η6-1,3,5,-三甲基苯配位基、η6-1,2,3,4,5-五甲基苯配位基、η6-1,2,3,4,5,6-六甲基苯配位基、η5-茂配位基、η5-五甲基茂配位基；
优选地，在式(4)中，L1选自η6-苯配位基、η6-1-甲基-4-异丙基苯配位基和η6-1,2,3,4,5,6-六甲基苯配位基；
具体实施方式4：
X选自Cl-、BF4 -、PF6 -、SbF6 -、二(三氟甲磺酰)亚胺负离子、三氟甲磺酸负离子、取代或未取代的C24-32四芳基硼负离子、取代或未取代的C12-36二芳基磷酸负离子、取代或未取代的C12-36联芳基二酚衍生的磷酸负离子；
且X中任选存在的取代基各自独立地选自氟、氯、溴、硝基、甲基、甲氧基、三氟甲基、羟基和乙酰氨基中的至少一种。
优选地，X选自Cl-、BF4 -、PF6 -、SbF6 -、二(三氟甲磺酰)亚胺负离子、三氟甲磺酸负离子、四苯基硼负离子、四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼负离子、二苯基磷酸负离子、二对甲基苯基磷酸负离子、二(2,4,6-三甲基苯基)磷酸负离子、对甲氧基苯基磷酸负离子、二对氟甲基苯基磷酸负离子、二对三氟甲基苯基磷酸负离子、式(II-1)至式(II-5)所示结构的化合物；
Figure BDA0002191407650000071
本发明中，上述式(II-1)所示结构的是2,2'-联苯磷酸负离子，式(II-2)所示结构的是(R)-2,2'-联二萘磷酸负离子，式(II-3)所示结构的是(S)-2,2'-联二萘磷酸负离子，式(II-4)所示结构的是(R)-8H-2,2'-联二萘磷酸负离子，式(II-5)所示结构的是(S)-8H-2,2'-联二萘磷酸负离子。
具体实施方式5：
在式(4)中，L1选自η6-苯配位基、η6-1-甲基-4-异丙基苯配位基和η6-1,2,3,4,5,6-六甲基苯配位基；
X选自Cl-、BF4 -、PF6 -、SbF6 -、二(三氟甲磺酰)亚胺负离子、三氟甲磺酸负离子、四苯基硼负离子、四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼负离子、二苯基磷酸负离子、二对甲基苯基磷酸负离子、二(2,4,6-三甲基苯基)磷酸负离子、对甲氧基苯基磷酸负离子、二对氟甲基苯基磷酸负离子、二对三氟甲基苯基磷酸负离子、式(II-1)至式(II-5)所示结构的化合物；
Figure BDA0002191407650000081
具体实施方式6：
所述手性催化剂为以下化合物中的至少一种：
Figure BDA0002191407650000082
Figure BDA0002191407650000091
其中，X选自Cl-、BF4 -、PF6 -、SbF6 -、二(三氟甲磺酰)亚胺负离子、三氟甲磺酸负离子、四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼负离子、二苯基膦酸负离子、2,2’-联苯磷酸负离子、(R)-2,2’-联二萘磷酸负离子、(S)-2,2’-联二萘磷酸负离子。
上述式(R,R)-3至(S,S)-17中，iPr指异丙基，Ts指二(三氟甲磺酰)亚胺负离子。
本发明中，定义三氟甲磺酸负离子为(a)，BF4 -为(b)，PF6 -为(c)，SbF6 -为(d)，二(三氟甲磺酰)亚胺负离子为(e)，四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼负离子为(f)，2,2’-联苯磷酸负离子(g)，(R)-2,2’-联二萘磷酸负离子(h)，(S)-2,2’-联二萘磷酸负离子为(i)，Cl-为(j)。
本发明中，定义(R,R)-3a为具有上述(R,R)-3所示的结构且其中X为三氟甲磺酸负离子(a)，即上述优选的手性催化剂选自以下化合物中的至少一种：
(R,R)-3a、(R,R)-3b、(R,R)-3c、(R,R)-3d、(R,R)-3e、(R,R)-3f、(R,R)-3g、(R,R)-3h、(R,R)-3i、(R,R)-3j、(R,R)-4a、(R,R)-4b、(R,R)-4c、(R,R)-4d、(R,R)-4e、(R,R)-4f、(R,R)-4g、(R,R)-4h、(R,R)-4i、(R,R)-4j、(R,R)-5a、(R,R)-5b、(R,R)-5c、(R,R)-5d、(R,R)-5e、(R,R)-5f、(R,R)-5g、(R,R)-5h、(R,R)-5i、(R,R)-5j、(R,R)-6a、(R,R)-6b、(R,R)-6c、(R,R)-6d、(R,R)-6e、(R,R)-6f、(R,R)-6g、(R,R)-6h、(R,R)-6i、(R,R)-6j、(R,R)-7a、(R,R)-7b、(R,R)-7c、(R,R)-7d、(R,R)-7e、(R,R)-7f、(R,R)-7g、(R,R)-7h、(R,R)-7i、(R,R)-7j、(R,R)-8a、(R,R)-8b、(R,R)-8c、(R,R)-8d、(R,R)-8e、(R,R)-8f、(R,R)-8g、(R,R)-8h、(R,R)-8i、(R,R)-8j、(R,R)-9a、(R,R)-9b、(R,R)-9c、(R,R)-9d、(R,R)-9e、(R,R)-9f、(R,R)-9g、(R,R)-9h、(R,R)-9i、(R,R)-9j、(R,R)-10a、(R,R)-10b、(R,R)-10c、(R,R)-10d、(R,R)-10e、(R,R)-10f、(R,R)-10g、(R,R)-10h、(R,R)-10i、(R,R)-10j、(R,R)-11a、(R,R)-11b、(R,R)-11c、(R,R)-11d、(R,R)-11e、(R,R)-11f、(R,R)-11g、(R,R)-11h、(R,R)-11i、(R,R)-11j、(R,R)-12a、(R,R)-12b、(R,R)-12c、(R,R)-12d、(R,R)-12e、(R,R)-12f、(R,R)-12g、(R,R)-12h、(R,R)-12i、(R,R)-12j、(R,R)-13a、(R,R)-13b、(R,R)-13c、(R,R)-13d、(R,R)-13e、(R,R)-13f、(R,R)-13g、(R,R)-13h、(R,R)-13i、(R,R)-13j、(R,R)-14a、(R,R)-14b、(R,R)-14c、(R,R)-14d、(R,R)-14e、(R,R)-14f、(R,R)-14g、(R,R)-14h、(R,R)-14i、(R,R)-14j、(R,R)-15a、(R,R)-15b、(R,R)-15c、(R,R)-15d、(R,R)-15e、(R,R)-15f、(R,R)-15g、(R,R)-15h、(R,R)-15i、(R,R)-15j、(R,R)-16a、(R,R)-16b、(R,R)-16c、(R,R)-16d、(R,R)-16e、(R,R)-16f、(R,R)-16g、(R,R)-16h、(R,R)-16i、(R,R)-16j、(R,R)-17a、(R,R)-17b、(R,R)-17c、(R,R)-17d、(R,R)-17e、(R,R)-17f、(R,R)-17g、(R,R)-17h、(R,R)-17i、(R,R)-17j、(S,S)-3a、(S,S)-3b、(S,S)-3c、(S,S)-3d、(S,S)-3e、(S,S)-3f、(S,S)-3g、(S,S)-3h、(S,S)-3i、(S,S)-3j、(S,S)-4a、(S,S)-4b、(S,S)-4c、(S,S)-4d、(S,S)-4e、(S,S)-4f、(S,S)-4g、(S,S)-4h、(S,S)-4i、(S,S)-4j、(S,S)-5a、(S,S)-5b、(S,S)-5c、(S,S)-5d、(S,S)-5e、(S,S)-5f、(S,S)-5g、(S,S)-5h、(S,S)-5i、(S,S)-5j、(S,S)-6a、(S,S)-6b、(S,S)-6c、(S,S)-6d、(S,S)-6e、(S,S)-6f、(S,S)-6g、(S,S)-6h、(S,S)-6i、(S,S)-6j、(S,S)-7a、(S,S)-7b、(S,S)-7c、(S,S)-7d、(S,S)-7e、(S,S)-7f、(S,S)-7g、(S,S)-7h、(S,S)-7i、(S,S)-7j、(S,S)-8a、(S,S)-8b、(S,S)-8c、(S,S)-8d、(S,S)-8e、(S,S)-8f、(S,S)-8g、(S,S)-8h、(S,S)-8i、(S,S)-8j、(S,S)-9a、(S,S)-9b、(S,S)-9c、(S,S)-9d、(S,S)-9e、(S,S)-9f、(S,S)-9g、(S,S)-9h、(S,S)-9i、(S,S)-9j、(S,S)-10a、(S,S)-10b、(S,S)-10c、(S,S)-10d、(S,S)-10e、(S,S)-10f、(S,S)-10g、(S,S)-10h、(S,S)-10i、(S,S)-10j、(S,S)-11a、(S,S)-11b、(S,S)-11c、(S,S)-11d、(S,S)-11e、(S,S)-11f、(S,S)-11g、(S,S)-11h、(S,S)-11i、(S,S)-11j、(S,S)-12a、(S,S)-12b、(S,S)-12c、(S,S)-12d、(S,S)-12e、(S,S)-12f、(S,S)-12g、(S,S)-12h、(S,S)-12i、(S,S)-12j、(S,S)-13a、(S,S)-13b、(S,S)-13c、(S,S)-13d、(S,S)-13e、(S,S)-13f、(S,S)-13g、(S,S)-13h、(S,S)-13i、(S,S)-13j、(S,S)-14a、(S,S)-14b、(S,S)-14c、(S,S)-14d、(S,S)-14e、(S,S)-14f、(S,S)-14g、(S,S)-14h、(S,S)-14i、(S,S)-14j、(S,S)-15a、(S,S)-15b、(S,S)-15c、(S,S)-15d、(S,S)-15e、(S,S)-15f、(S,S)-15g、(S,S)-15h、(S,S)-15i、(S,S)-15j、(S,S)-16a、(S,S)-16b、(S,S)-16c、(S,S)-16d、(S,S)-16e、(S,S)-16f、(S,S)-16g、(S,S)-16h、(S,S)-16i、(S,S)-16j、(S,S)-17a、(S,S)-17b、(S,S)-17c、(S,S)-17d、(S,S)-17e、(S,S)-17f、(S,S)-17g、(S,S)-17h、(S,S)-17i、(S,S)-17j。
本发明中，制备式(4)结构所示的手性催化剂的方法包括：
(1)在0-30℃下，将二胺NHR”-连接臂-NHSO2R'、金属M的配位前体和KOH在有机溶剂中接触5-15min，再加入水，萃取分液直到水相呈中性；
(2)将有机相经CaH2干燥后，减压旋蒸除去溶剂，得到不带有负离子X的16电子配位的金属M的配合物的中间体；
例如：
Figure BDA0002191407650000101
(3)将步骤(2)得到的中间体与酸HX反应，处理后得到本发明所述的手性催化剂。
具体实施方式7：
本发明第二方面所述的方法在酸存在下进行，所述酸为布朗斯特酸或路易斯酸中的至少一种；
优选地，所述布朗斯特酸选自甲酸、乙酸、三氟乙酸、三氟甲磺酸、樟脑磺酸、对甲苯磺酸中的至少一种，所述路易斯酸选自氯化铁、氯化铝、氯化锌、三氟甲磺酸锌、三氟甲磺酸银、三氟化硼中的至少一种；进一步优选地，所述酸选自甲酸、乙酸、三氟甲磺酸、樟脑磺酸、对甲苯磺酸和三氟甲磺酸锌中的至少一种；更进一步优选为三氟甲磺酸。
优选地，所述式(2)所示结构的化合物、所述式(3)所示结构的化合物与所述酸的用量摩尔比为1:0.5-1.5:0.01-1；进一步优选为1:0.5-1.5:0.01-0.2。
具体实施方式8：
本发明第二方面所述的方法中，所述式(2)所示结构的化合物、所述式(3)所示结构的化合物与所述手性催化剂的用量摩尔比为10-1000:10-2000:1；优选为20-1000:20-2000:1；
优选地，相对于1ml的所述第一有机溶剂，所述式(2)所示结构的化合物的用量为0.2-1mmol。
优选地，所述氢气的压力为0.5-100atm，进一步优选为1-80atm；
优选地，所述反应的温度为零下10℃至100℃，进一步优选为0-60℃；
优选地，所述反应的时间为1-72h，进一步优选为2-24h；
优选地，所述第一有机溶剂选自[BMIM]PF6、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、乙酸乙酯、四氢呋喃、苯、甲苯、二甲苯、氯代苯、乙醚、乙二醇二甲醚、二氧六环、丙酮、C1-10的一元醇中的至少一种。所述的[BMIM]PF6溶剂指的是1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。
优选地，所述方法还包括将反应得到的反应液经纯化，以得到式(1)所示结构的手性邻二胺化合物。
所述纯化的方式包括但不限于硅胶柱层析。
如前所述，本发明的第三方面提供了一种由前述第二方面所述的方法制备得到的手性邻二胺化合物。
如前所述，本发明的第四方面提供了一种式(1)所示结构的手性邻二胺化合物在催化芳基卤代物与芳基硼酸的不对称Suzuki-Miyaura交叉偶联反应中的应用，所述手性邻二胺化合物为前述第一方面或第三方面所述的手性邻二胺化合物。
如前所述，本发明的第五面提供了一种进行不对称Suzuki-Miyaura交叉偶联反应的方法，该方法包括：
(1)将手性邻二胺化合物与第一过渡金属盐形成第一配合物，其中，所述手性邻二胺化合物为前述第一方面或第三方面所述的手性邻二胺化合物；
(2)在第二溶剂、所述第一配合物和第一碱存在下，将芳基卤代物与芳基硼酸进行不对称Suzuki-Miyaura交叉偶联反应。
优选地，在步骤(1)中，形成所述第一配合物的方法包括：在有机溶剂存在下，将所述手性邻二胺化合物与所述第一过渡金属盐在保护气体下反应，得到所述第一配合物；
优选地，所述手性邻二胺化合物与所述第一过渡金属盐的用量摩尔比为0.5-2:1；
优选地，所述第一过渡金属盐选自二氯化钯、二溴化钯、醋酸钯、三氟乙酸钯；
优选地，所述反应的时间为0.5-24h；
优选地，所述反应的温度为0-100℃；
优选地，所述有机溶剂选自二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、乙酸乙酯、四氢呋喃、苯、甲苯、二甲苯、氯代苯、乙醚、乙二醇二甲醚、二氧六环、C1-10的一元醇中的至少一种；
优选地，相对于1ml的所述有机溶剂，所述手性邻二胺化合物的用量为0.2-1mmol。
本发明中，所述第一配合物的使用方式包括但不限于将所述第一配合物不脱溶或脱溶制成可存放的固体，然后用于催化芳基卤代物与芳基硼酸的不对称Suzuki-Miyaura交叉偶联反应。
优选地，在步骤(2)中，所述芳基卤代物、所述芳基硼酸与所述第一配合物的用量摩尔比为10-1000:10-2000:1；进一步优选为20-1000:20-2000:1；
优选地，所述第二溶剂选自水、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、乙酸乙酯、四氢呋喃、苯、甲苯、二甲苯、氯代苯、乙醚、乙二醇二甲醚、二氧六环、C1-10的一元醇中的至少一种；
优选地，所述第一碱选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸铯、碳酸氢钠、碳酸氢钾、氟化铯、氢氧化钾、氢氧化钠、叔丁醇钾、甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钠、三乙胺、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯、四丁基氢氧化铵中的至少一种；
优选地，所述芳基卤代物的浓度为0.1-1.0mol/L；
优选地，所述第一碱的浓度为0.2-2.0mol/L；
优选地，所述反应的温度为0-100℃；
优选地，所述反应的时间为2-48h。
本发明中，所述C1-10的一元醇包括但不限于甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇等。
如前所述，本发明的第六方面提供了一种手性氮杂环卡宾化合物，该化合物具有式(6)所示的结构：
Figure BDA0002191407650000121
其中，在式(6)中，R1、R2、R3和Ar与前述第一方面所述的R1、R2、R3和Ar的定义相同；
X'选自Cl-、Br-、I-、CH3COO-、NO3 -、HSO4 -、H2PO4 -、BF4 -、SbF6 -、PF6 -、二(三氟甲磺酰)亚胺负离子、三氟甲磺酸负离子、取代或未取代的C24-32四芳基硼负离子；
且X'中任选存在的取代基各自独立地选自氟、氯、溴、硝基、甲基、甲氧基、三氟甲基、羟基和乙酰氨基中的至少一种。
优选地，在式(6)中，X'选自Cl-、Br-、I-、CH3COO-、NO3-、BF4-、SbF6-、PF6-、三氟甲磺酸负离子、取代或未取代的C24-32四芳基硼负离子；
进一步优选地，在式(6)中，X'选自Cl-、Br-、I-、BF4 -、SbF6 -、PF6 -；
更进一步优选地，式(6)所示结构的化合物为以下化合物中的至少一种：
Figure BDA0002191407650000122
如前所述，本发明的第七方面提供了一种形成式(6)所示结构的手性氮杂环卡宾化合物的方法，该方法包括：在第三有机溶剂、NH4X'所示的铵盐和催化剂存在下，将前述第一方面或第三方面所述的手性邻二胺化合物与HC(OR1)3所示的原甲酸酯进行反应，
其中，所述的NH4X'所示的铵盐中X'与前述第六方面所述的X'的定义相同；
所述的HC(OR1)3所示的原甲酸酯中R1选自C1-10的烷基；
所述催化剂选自甲酸、乙酸、甲基磺酸、三氟甲磺酸、三氟乙酸、对甲苯磺酸中的至少一种。
优选地，所述手性邻二胺化合物、所述原甲酸酯、所述铵盐、所述催化剂的用量摩尔比为1：1.5-10：1.2-8：0.01-0.5；
优选地，所述第三有机溶剂选自芳烃类溶剂、卤代烃类溶剂、醚类溶剂、醇类溶剂中的至少一种；
优选地，所述手性邻二胺化合物的浓度为0.02-0.2mol/L；
优选地，所述反应的温度为零下40℃至100℃；
优选地，所述反应的时间为1-48h。
如前所述，本发明的第八方面提供了一种手性氮杂环卡宾化合物在催化不同烯烃衍生物间的不对称烯烃交叉复分解反应中的应用，所述手性氮杂环卡宾化合物为前述第六方面所述的手性氮杂环卡宾化合物。
如前所述，本发明的第九方面提供了一种进行不同烯烃衍生物间的不对称烯烃交叉复分解反应的方法，该方法包括：
(1)将手性氮杂环卡宾化合物与第二过渡金属盐形成第二配合物，其中，所述手性氮杂环卡宾化合物为前述第六方面所述的手性氮杂环卡宾化合物；
(2)在保护气体、第四有机溶剂和所述第二配合物存在下，将不同烯烃衍生物进行不对称烯烃交叉复分解反应。
优选地，在步骤(1)中，形成所述第二配合物的方法包括：在有机溶剂和第二碱存在下、将所述手性氮杂环卡宾化合物和所述第二过渡金属盐在保护气体下反应，得到所述的第二配合物；
优选地，所述手性氮杂环卡宾化合物与所述第二过渡金属盐的用量摩尔比为1-2:1；
优选地，所述第二碱选自双(三甲基硅烷基)氨基钾、叔丁醇钾、叔戊醇钾、叔丁醇钠、六氟叔丁醇钾中的至少一种；
优选地，所述第二过渡金属盐选自(PCy3)Ru(＝CH-o-OiPrC6H4)Cl2或(PCy3)2Ru(＝CHPh)Cl2，其中，Cy为环己基；
优选地，所述有机溶剂选自芳烃类溶剂、卤代烃类溶剂、醚类溶剂、醇类溶剂中的至少一种；
优选地，所述手性氮杂环卡宾化合物的浓度为0.01-0.5mol/L；
优选地，所述碱的浓度为0.01-0.6mol/L；
优选地，所述反应的温度为零下30℃至100℃；
优选地，所述反应的时间为0.5-24h。
本发明中，所述第二配合物的使用方式包括但不限于将所述第二配合物不脱溶或脱溶制成可存放的固体，然后用于催化不饱和酰亚胺化合物与苯乙烯衍生物进行不对称烯烃复分解反应。
本发明，在步骤(2)中的所述烯烃衍生物包括但不限于不饱和酰亚胺化合物、苯乙烯衍生物、不饱和酸酐化合物等。
根据本发明的一种优选的具体实施方式，所述不饱和酰亚胺化合物、所述苯乙烯衍生物与所述第二配合物的用量摩尔比为10-2000:10-2000:1；进一步优选为20-2000:20-2000:1。
优选地，所述第四有机溶剂选自芳烃类溶剂、卤代烃类溶剂、醚类溶剂、醇类溶剂中的至少一种；
优选地，所述不饱和酰亚胺化合物的浓度为0.1-1.0mol/L；
优选地，所述反应的温度为零下30℃至100℃；
优选地，所述反应的时间为2-72h。
以下将通过实例对本发明进行详细描述。
以下实例中，在没有特别说明下，所用原料均来自于商购：
式(3)所示结构的化合物为市售品，购自北京伊诺凯科技有限公司；
式(2)所示结构的化合物可以市售或通过本领域常规的方法制得，本发明中，式(2)所示结构的化合物的是通过以下方法制备得到的：
Figure BDA0002191407650000131
将式(a)所示结构的化合物溶于1,4-二氧六环中，有机溶剂的用量使得式(a)所示结构的化合物的浓度为1.5mol/L，加入二氧化硒SeO2，式(a)所示结构的化合物和SeO2的用量的摩尔比1：1.5，进行氧化反应，过滤除去不溶物，将所得反应产物通过减压蒸出溶剂，得到式(2)所示结构的化合物。
式(4)所示结构的手性催化剂是通过说明书中所述方法制备得到的。
本发明中具体涉及到的原料：
Ru的配位前体
Figure BDA0002191407650000132
购自百灵威科技公司；Ir的配位前体
Figure BDA0002191407650000133
Rh的配位前体
Figure BDA0002191407650000134
Ru的配位前体
Figure BDA0002191407650000135
购自梯希爱(上海)化成工业发展有限公司；
对-甲基苯基磺酰氯，(R,R)-1,2-二苯基-乙二胺，三氟甲磺酸银，四氟硼酸银，六氟磷酸银，六氟碲酸银，二(三氟甲磺酰)亚胺(HNTf2)，2,2’-联苯磷酸，(R)-2,2’-联二萘磷酸，(S)-2,2’-联二萘磷酸，苯基磺酰氯，(R,R)-环己二胺，三氟甲基磺酰氯，2,4,6-三异丙基苯基磺酰，对-三氟甲基苯基磺酰氯，1-萘基磺酰氯，购自百灵威科技公司；
甲基磺酰氯，四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钾，甲基磺酰氯，购自阿法埃莎化学有限公司；
以下实例中，涉及到的性能是通过以下方法测试得到的：
(1)转化率
本发明中反应的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，根据下述公式进行计算得到转化率。
转化率＝[(转化的反应物)]/[(转化的反应物)+(未转化的反应物)]×100％。
(2)收率
收率＝目的产物实际生成量/目的产物的理论生成量×100％。
(3)ee值(对映体过量值)
本发明中产物的对映体过量(即ee值的绝对值)，是纯化后的产物通过手性高压液相色谱图(手性OD-H柱、手性AD-H柱或手性OJ-H柱)中(S)-构型产物与(R)-构型产物的峰面积分别看做(S)-构型产物与(R)-构型产物的浓度，并按照下述公式进行计算得到。
ee值＝(R-S)/(R+S)×100％。
(4)E/Z值
E/Z值是指当化合物中存在顺反异构体时，反式异构体的量与顺式异构体的比值，
E/Z＝反式异构体的量/顺式异构体的量。
实施例1-51用于说明本发明的手性邻二胺化合物的制备方法。
实施例1
在高压反应釜中，将0.01mmol的式(R,R)-3a结构所示的手性催化剂、0.2mmol的
Figure BDA0002191407650000141
和0.2mmol的
Figure BDA0002191407650000142
溶解于1.0mL异丙醇(IPA)中，用氮气置换空气后，充入50atm的氢气，并在50℃下搅拌反应20小时，将反应后得到的反应液硅胶柱层析以除去手性催化剂，得到式(1-1)结构所示的手性邻二胺化合物，测试得到的手性邻二胺化合物的ee值，ee值和收率如表1所示。
实施例2-10
采用与实施例1相同的方法制备手性邻二胺化合物，不同的是：
所采用的溶剂的种类不同，其余均与实施例1相同，得到式(1-1)结构所示的手性邻二胺化合物，测试各实施例制备得到的手性邻二胺化合物的ee值，ee值和收率如表1所示。
表1
实施例序号 溶剂 收率/％ ee/％
1 异丙醇IPA 81 92
2 乙醇EtOH 59 87
3 正丁醇n-BuOH 80 92
4 叔丁醇t-BuOH 67 91
5 叔戊醇t-AmylOH 68 89
6 甲苯 50 93
7 丙烯酸乙酯EA 50 86
8 乙二醇二甲醚DME 55 88
9 二甲基呋喃THF 66 85
10 1,4-二氧六环 79 83
实施例11-16
采用与实施例1相同的方法制备手性邻二胺化合物，不同的是：
所采用的手性催化剂的种类不同，其余均与实施例1相同，得到式(1-1)所示结构的手性邻二胺化合物，测试各实施例制备得到的手性邻二胺化合物的ee值，ee值和收率如表2所示。
表2
实施例序号 手性催化剂 收率/％ ee/％
11 (R,R)-4a 74 92
12 (R,R)-5a 80 89
13 (R,R)-7a 56 78
14 (R,R)-8a 63 83
15 (R,R)-16a 84 95
16 (R,R)-17a 91 94
实施例17-22
采用与实施例16相同的方法制备手性邻二胺化合物，不同的是：
所采用的反应温度(实施例17-18)、或氢气的压力(实施例19-21)、或手性催化剂的用量(实施例22)不同，其余均与实施例16相同，得到式(1-1)所示结构的手性邻二胺化合物，测试各实施例制备得到的手性邻二胺化合物的ee值，ee值和收率具体如表3所示。
表3
实施例序号 (R,R)-17a的用量/mmol H<sub>2</sub>压力/atm 温度/℃ 收率/％ ee/％
17 0.01 50 80 93 94
18 0.01 50 25 92 95
19 0.01 80 50 93 94
20 0.01 20 50 93 94
21 0.01 1 50 87 96
22 0.004 50 50 88 92
实施例23-34
采用与实施例18相同的方法制备手性邻二胺化合物，不同的是：
所采用的式(2)所示结构的喹啉-2甲醛衍生物与式(3)所示结构的芳香胺化合物的结构不同，其余均与实施例18相同，得到手性邻二胺化合物，测试各实施例制备得到的手性邻二胺化合物的ee值，ee值和收率具体如表4所示。
表4中，式(2)和式(3)所示的化合物的具体结构如下：
Figure BDA0002191407650000151
表4
Figure BDA0002191407650000152
Figure BDA0002191407650000161
实施例35
在高压反应釜中，将0.01mmol的式(R,R)-16a所示的手性催化剂、0.2mmol的
Figure BDA0002191407650000162
和0.2mmol的
Figure BDA0002191407650000163
和0.02mmol的三氟甲磺酸溶解于1mL的异丙醇中，用氮气置换空气后，充入50atm的氢气，并在25℃下搅拌反应20小时。将反应后得到的反应液经硅胶柱层析以除去手性催化剂，得到式(1-14)所示结构的手性邻二胺化合物，测试所制备得到的手性邻二胺化合物的ee值，ee值和收率如表5所示。
实施例36-51
采用与实施例35相同的方法制备手性邻二胺化合物，不同的是：
所采用的式(2)所示结构的喹啉-2甲醛衍生物与式(3)所示结构的芳香胺化合物的结构不同，其余均与实施例35相同，得到式(1-15)至式(1-30)所示结构的手性邻二胺化合物，测试各实施例制备得到的手性邻二胺化合物的ee值，ee值和收率如表5所示。
表5中，式(2)和式(3)所示的化合物的具体结构如下：
Figure BDA0002191407650000164
表5
Figure BDA0002191407650000165
Figure BDA0002191407650000171
实施例52-58用于说明本发明的由式(1)所示的手性邻二胺化合物制备所述第一配合物的方法。
实施例52-58
实施例52-58的制备方法相似，本发明示例性地仅列举实施例52的制备方法，其余实施例参照实施例52的方法即可，不同的是：
采用的手性邻二胺化合物的结构不同，其余均与实施例52相同，实施例52-58的产物分别如式(7-1)至式(7-7)所示，具体如表6所示。
实施例52
在氮气氛围中，在反应容器中，加入1.0mmol的式(1-1)结构所示的手性邻二胺化合物、1.0mmol的PdCl2和6ml的重蒸的无水四氢呋喃，加热到55℃下，搅拌反应18小时，然后将四氢呋喃进行减压旋除后，得到式(7-1)所示的第一配合物。
Figure BDA0002191407650000172
表6
实施例序号 手性邻二胺化合物的结构 第一配合物的结构
52 式(1-1) 式(7-1)
53 式(1-7) 式(7-2)
54 式(1-22) 式(7-3)
55 式(1-15) 式(7-4)
56 式(1-17) 式(7-5)
57 式(1-19) 式(7-6)
58 式(1-20) 式(7-7)
实施例59-87用于说明本发明的式(1)所示的手性邻二胺化合物在催化不对称Suzuki-Miyaura交叉偶联反应中的应用。
实施例59-83
实施例59-83的制备方法相似，本发明示例性地仅列举实施例59的制备方法，其余实施例参照实施例59的方法即可，不同的是：
采用的溶剂不同(实施例59-66)，或采用的第一配合物的种类不同(实施例67-72)，或采用的第一碱的种类不同(实施例73-78)，或反应的温度不同(实施例79-81)，或反应温度和时间不同(实施例82-83)，其余均与实施例59相同，得到式(8-1)所示的手性联芳基化合物，测试各实施例制备得到的手性联芳基化合物的ee值，ee值和收率如表7所示。
实施例59
在反应瓶中，加入0.5mmol的磷酸钾K3PO4、0.3mmol的1-萘硼酸、0.25mmol的2-甲基-1-溴萘、0.0025mmol的式(7-3)所示的第一配合物和1.0ml的叔戊醇(t-AmylOH)，在40℃下，混合反应12h，然后将溶剂减压旋除之后，采用柱层析纯化，得到如式(8-1)所示的手性联芳基化合物，测试制备得到的手性联芳基化合物的ee值，ee值和收率如表7所示。
1-萘硼酸
Figure BDA0002191407650000181
2-甲基-1-溴萘
Figure BDA0002191407650000182
表7
Figure BDA0002191407650000183
Figure BDA0002191407650000191
实施例84-87
采用与实施例83相同的方法得到制备手性联芳基化合物，不同的是：
所采用的式(9)所示的芳基溴和式(10)所示的芳基硼酸的结构不同，制备得到不同结构的如下式(8-2)至式(8-5)所示的手性联芳基化合物，其余均与实施例83相同，测试各实施例制备得到的手性联芳基化合物的ee值，ee值和收率如表8所示。
Figure BDA0002191407650000192
表8中，式(9)和式(10)所示的化合物的具体结构如下：
Figure BDA0002191407650000193
其中，Me指的是甲基、OMe指甲氧基。
表8
Figure BDA0002191407650000194
实施例88-91用于说明本发明中手性氮杂环卡宾化合物的制备方法。
实施例88-91
实施例88-91的制备方法相似，本发明示例性地仅列举实施例88的制备方法，其余实施例参照实施例88的方法即可，不同的是：
所采用的手性邻二胺化合物的结构不同，其余均与实施例88相同，得到式(6-1)至式(6-4)所示的手性氮杂环卡宾化合物，测试各实施例的收率如表9所示。
实施例88
在反应容器中加入2.0mmol的式(1-15)所示结构的手性邻二胺化合物、8.0mmol的四氟硼酸铵和10mmol的原甲酸三乙酯、三滴甲酸和16ml甲苯溶剂，加热至90℃，搅拌反应24小时后，将甲苯减压旋除之后，采用洗脱液为体积比为5:1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶液的柱层析纯化，得到式(6-1)所示的手性氮杂环卡宾化合物，测试得到的手性氮杂环卡宾化合物的收率，具体如表9所示。
表9
Figure BDA0002191407650000195
Figure BDA0002191407650000201
实施例92-95用于说明本发明中制备所述第二配合物的过程。
实施例92-95
实施例92-95的制备方法相似，本发明示例性地仅列举实施例92的制备方法，其余实施例参照实施例92的方法即可，不同的是：
所采用的手性氮杂环卡宾化合物的结构不同，其余均与实施例92相同，得到式(11-1)至式(11-4)所示的第二配合物，具体如表10所示。
实施例92
在氮气氛围中，在反应容器中加入0.2mmol的式(6-1)所示的手性氮杂环卡宾化合物、0.22mmol双(三甲基硅烷基)氨基钾(KHMDS)和6ml重蒸的无水甲苯，25℃下，搅拌反应1小时，随后加入0.2mmol的钌配合物前体((PCy3)Ru(＝CH-o-OiPrC6H4)Cl2，HoveydaⅠ)，25℃下继续搅拌反应12小时，将甲苯减压旋除之后，得到式(11-1)所示的第二配合物，具体如表10所示。
Figure BDA0002191407650000202
表10
实施例序号 手性氮杂环卡宾化合物的化合物 产物
92 式(6-1) 式(11-1)
93 式(6-2) 式(11-2)
94 式(6-3) 式(11-3)
95 式(6-4) 式(11-4)
实施例96-103用于说明手性氮杂环卡宾化合物在催化不对称烯烃衍生物间的交叉复分解反应中的应用。
实施例96-101
实施例96-101的制备方法相似，本发明示例性地仅列举实施例96的制备方法，其余实施例参照实施例96的方法即可，不同的是：
所采用的溶剂不同(实施例96-98)不同，或所采用的第二配合物的结构不同(实施例99-101)，其余均与实施例96相同，得到式(12-1)所示的手性烯烃化合物，测试各实施例得到的手性烯烃化合物的ee值和E/Z比值，ee值、E/Z比值和收率如表11所示。
实施例96
在氮气氛围中，在反应瓶中，加入0.25mmol的式(13-1)所示的不饱和酰亚胺化合物、1.25mmol的式(14-1)所示的苯乙烯、0.006mmol的式(11-1)所示的第二配合物和1.0ml二氯甲烷(DCM)，25℃下反应72小时后，将溶剂二氯甲烷减压旋除之后，采用柱层析纯化得到式(12-1)所示的手性烯烃化合物，测试得到的手性烯烃化合物的ee值和E/Z比值，ee值、E/Z比值和转化率如表11所示。
Figure BDA0002191407650000211
表11
Figure BDA0002191407650000212
实施例102-103
采用与实施例96相同的方法得到手性烯烃化合物，不同的是：
分别采用式(13-2)所示的不饱和酰亚胺化合物和式(13-3)所示的不饱和酸酐化合物代替实施例96中的式(13-1)所示的不饱和酰亚胺化合物，其余均与实施例96相同，得到式(12-2)和式(12-3)所示的手性烯烃化合物，测试得到的手性烯烃化合物的ee值和E/Z比值，ee值、E/Z比值和转化率如表12所示。
Figure BDA0002191407650000213
表12
Figure BDA0002191407650000214
为了直观的说明利用本发明的制备手性邻二胺化合物的方法制备得到的手性邻二胺化合物的性能及表征过程，本发明示例性地提供了实施例18和实施例23-51所制备的手性邻二胺化合物的鉴定结果和过程，具体如表13所示。
表13
Figure BDA0002191407650000215
Figure BDA0002191407650000221
Figure BDA0002191407650000231
Figure BDA0002191407650000241
Figure BDA0002191407650000251
Figure BDA0002191407650000261
Figure BDA0002191407650000271
Figure BDA0002191407650000281
为了直观的说明利用本发明的手性邻二胺化合物用于催化不对称Suzuki-Miyaura交叉偶联反应中的应用，本发明示例性地提供了实施例82、实施例85和实施例87的鉴定结果和过程，如表14所示。
表14
Figure BDA0002191407650000282
Figure BDA0002191407650000291
为了直观的说明利用本发明的所制备的手性氮杂环卡宾化合物的性能及表征过程，本发明示例性地提供了实施例88-91制备的手性氮杂环卡宾化合物的鉴定结果和过程，如表15所示。
表15
Figure BDA0002191407650000292
为了直观的说明利用本发明的所制备的手性氮杂环卡宾化合物用于催化不对称烯烃衍生物间的交叉复分解反应中的应用，本发明实例性地提供了实施例96、实施例102和实施例103的鉴定结果和过程，如表16所示。
表16
Figure BDA0002191407650000301
由以上实施例结果能够看出，本发明中采用的制备手性邻二胺化合物的方法能够简单、高选择性地合成手性邻二胺化合物，所制备的手性邻二胺化合物具有优异的ee值，能够用于催化不对称Suzuki-Miyaura交叉偶联反应，并且能够高效地合成手性氮杂环卡宾化合物，所合成的手性氮杂环卡宾化合物能够进一步应用于催化不对称烯烃衍生物间的交叉复分解反应。
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 (16)

1.一种手性邻二胺化合物，其特征在于，该化合物具有式(1)所示的结构：
Figure FDA0002191407640000011
其中，在式(1)中，
R1、R2和R3各自独立的选自氢、卤素原子、硝基、羟基、乙酰氨基、取代或未取代的C1-10的烷基、取代或未取代的C1-8的烷氧基、取代或未取代的C7-21芳苄基、取代或未取代的C6-20的芳基；
且R1、R2和R3中任选存在的取代基各自独立地选自氟、氯、溴、硝基、甲基、甲氧基、三氟甲基、羟基和乙酰氨基中的至少一种；
Ar为取代或未取代的C6-20的芳基；
且Ar中任选存在的取代基各自独立地选自氢、卤素原子、硝基、羟基、乙酰氨基、C1-10的烷基、由1-10个卤素原子取代的C1-10的烷基、由1-10个羟基取代的C1-10的烷基、由1-10个乙酰氨基取代的C1-10的烷基、C1-8的烷氧基、由1-10个卤素原子取代的C1-8的烷氧基、由1-10个羟基取代的C1-8的烷氧基、C7-21芳苄基、由1-10个卤素原子取代的C7-21芳苄基、由1-10个羟基取代的C7-21芳苄基、由1-10个甲基取代的C7-21芳苄基、由1-10个三氟甲基取代的C7-21芳苄基、由1-10个硝基取代的C7-21芳苄基、由1-10个乙酰氨基取代的C7-21芳苄基、由1-10个甲氧基取代的C7-21芳苄基、C6-20芳基、由1-10个卤素原子取代的C6-20芳基、由1-10个羟基取代的C6-20芳基、由1-10个甲基取代的C6-20芳基、由1-10个三氟甲基取代的C6-20芳基、由1-10个硝基取代的C6-20芳基、由1-10个乙酰氨基取代的C6-20芳基、由1-10个甲氧基取代的C6-20芳基中的至少一种；
且，当R1、R2、R3均为氢时，Ar不为
Figure FDA0002191407640000021
2.根据权利要求1所述的化合物，其中，在式(1)中，
R1、R2、R3各自独立地选自氢、氟、溴、硝基、取代或者未取代的C1-6的烷基、取代或未取代的C1-4的烷氧基、取代或未取代的C7-17芳苄基、取代或者未取代的C6-16芳基；
且R1、R2和R3中任选存在的取代基各自独立地选自氟、氯、溴、硝基、甲基、甲氧基、三氟甲基、羟基和乙酰氨基中的至少一种；
Ar为取代或未取代的C6-16芳基；
且Ar中任选存在的取代基各自独立地选自氢、卤素原子、硝基、羟基、乙酰氨基、C1-6的烷基、由1-5个卤素原子取代的C1-6的烷基、由1-5个羟基取代的C1-6的烷基、由1-5个乙酰氨基取代的C1-6的烷基、C1-4的烷氧基、由1-5个卤素原子取代的C1-4的烷氧基、由1-5个羟基取代的C1-4的烷氧基、C7-17芳苄基、由1-5个卤素原子取代的C7-17芳苄基、由1-5个羟基取代的C7-17芳苄基、由1-5个甲基取代的C7-17芳苄基、由1-5个三氟甲基取代的C7-17芳苄基、由1-5个硝基取代的C7-17芳苄基、由1-5个乙酰氨基取代的C7-17芳苄基、由1-5个甲氧基取代的C7-17芳苄基、C6-16芳基、由1-5个卤素原子取代的C6-16芳基、由1-5个羟基取代的C6-16芳基、由1-5个甲基取代的C6-16芳基、由1-5个三氟甲基取代的C6-16芳基、由1-5个硝基取代的C6-16芳基、由1-5个乙酰氨基取代的C6-16芳基、由1-5个甲氧基取代的C6-16芳基中的至少一种；
且，当R1、R2、R3均为氢时，Ar不为
Figure FDA0002191407640000022
优选地，在式(1)中，R1、R2、R3各自独立地选自氢、氟、溴、甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、三氟甲基、氯乙基、甲氧基、乙氧基、苄基，苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基、对三氟甲基苯基、对氟代苯基；
Ar为取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的蒽基；
且Ar中任选存在的取代基各自独立地选自氟、氯、溴、三氟甲基、甲氧基、乙氧基、羟基、乙酰氨基和C1-6的烷基中的至少一种；
且，当R1、R2、R3均为氢时，Ar不为
Figure FDA0002191407640000031
3.根据权利要求1或2所述的化合物，其中，式(1)所示的结构的化合物为下式化合物中的至少一种：
Figure FDA0002191407640000032
Figure FDA0002191407640000041
4.一种制备式(1)所示结构的手性邻二胺化合物的方法，其特征在于，该方法包括：在第一有机溶剂和手性催化剂存在下，将式(2)所示结构的化合物与式(3)所示结构的化合物在氢气条件下进行分子间还原胺化-不对称氢化串联反应，
Figure FDA0002191407640000042
其中，在式(2)和式(3)中，
R1、R2、R3和Ar与权利要求1-3中任意一项所述的R1、R2、R3和Ar的定义相同。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述手性催化剂为式(4)所示结构的化合物中的至少一种：
Figure FDA0002191407640000043
其中，在式(4)中，
M选自金属钌、铑和铱；
L1选自取代或未取代的η6-苯配位基、取代或未取代的η5-茂配位基；
且L1中任选存在的取代基各自独立地选自C1-10的烷基中的至少一种；
X选自Cl-、Br-、I-、CH3COO-、NO3 -、HSO4 -、H2PO4 -、BF4 -、SbF6 -、PF6 -、二(三氟甲磺酰)亚胺负离子、三氟甲磺酸负离子、取代或未取代的C24-32四芳基硼负离子、取代或未取代的C12-36二芳基磷酸负离子、取代或未取代的C12-36联芳基二酚衍生的磷酸负离子；
且X中任选存在的取代基各自独立地选自氟、氯、溴、硝基、甲基、甲氧基、三氟甲基、羟基和乙酰氨基中的至少一种；
定义式(4)中的配位基为式(5)所示的基团，
Figure FDA0002191407640000051
其中，在式(5)中，R'选自C1-10的烷基、三氟甲基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基；
且R'中任选存在的取代基各自独立地选自C1-10的烷基、甲氧基、氟、氯、溴、硝基、三氟甲基中的至少一种；
R”选自氢、取代或未取代的苄基、C1-10的烷基；
且R”中任选存在的取代基各自独立地选自C1-10的烷基、甲氧基、氟、氯、溴、硝基、三氟甲基中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，形成式(5)所示的配位基的化合物选自以下化合物中的至少一种：
Figure FDA0002191407640000052
Figure FDA0002191407640000061
其中，在式(I-1)和式(I-5)中，
Ar1、Ar2各自独立地选自取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基；
且Ar1、Ar2中任选存在的取代基各自独立地选自C1-3的烷基、C1-3的烷氧基、C1-3的羟烷基、卤素原子、羟基、羧基中的至少一种；
其中，在式(I-3)和式(I-7)中，
R选自C1-8的烷基、三氟甲基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基；
且R中任选存在的取代基各自独立地选自C1-8的烷基、甲氧基、氟、氯、溴、硝基和三氟甲基中的至少一种；
其中，在式(I-1)至式(I-8)中，
R'选自C1-10的烷基、三氟甲基、取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基；
且R'中任选存在的取代基各自独立地选自C1-10的烷基、甲氧基、氟、氯、溴、硝基、三氟甲基中的至少一种；
R”选自氢、取代或未取代的苄基、C1-10的烷基；
且R”中任选存在的取代基各自独立地选自C1-10的烷基、甲氧基、氟、氯、溴、硝基、三氟甲基中的至少一种。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其中，在式(4)中，L1选自η6-苯配位基、η6-1,4-二甲基苯配位基、η6-1-甲基-4-异丙基苯配位基、η6-1,3,5,-三甲基苯配位基、η6-1,2,3,4,5-五甲基苯配位基、η6-1,2,3,4,5,6-六甲基苯配位基、η5-茂配位基、η5-五甲基茂配位基；
X选自Cl-、BF4 -、PF6 -、SbF6 -、二(三氟甲磺酰)亚胺负离子、三氟甲磺酸负离子、取代或未取代的C24-32四芳基硼负离子、取代或未取代的C12-36二芳基磷酸负离子、取代或未取代的C12-36联芳基二酚衍生的磷酸负离子；
且X中任选存在的取代基各自独立地选自氟、氯、溴、硝基、甲基、甲氧基、三氟甲基、羟基和乙酰氨基中的至少一种。
优选地，在式(4)中，L1选自η6-苯配位基、η6-1-甲基-4-异丙基苯配位基和η6-1,2,3,4,5,6-六甲基苯配位基；
X选自Cl-、BF4 -、PF6 -、SbF6 -、二(三氟甲磺酰)亚胺负离子、三氟甲磺酸负离子、四苯基硼负离子、四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼负离子、二苯基磷酸负离子、二对甲基苯基磷酸负离子、二(2,4,6-三甲基苯基)磷酸负离子、二对甲氧基苯基磷酸负离子、二对氟甲基苯基磷酸负离子、二对三氟甲基苯基磷酸负离子、式(II-1)至式(II-5)所示结构的化合物；
Figure FDA0002191407640000071
8.根据权利要求4-7中任意一项所述的方法，其中，所述手性催化剂为以下化合物中的至少一种：
Figure FDA0002191407640000081
Figure FDA0002191407640000091
其中，X选自Cl-、BF4 -、PF6 -、SbF6 -、二(三氟甲磺酰)亚胺负离子、三氟甲磺酸负离子、四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼负离子、二苯基膦酸负离子、2,2’-联苯磷酸负离子、(R)-2,2’-联二萘磷酸负离子、(S)-2,2’-联二萘磷酸负离子。
9.根据权利要求4-8中任意一项所述的方法，其中，该方法在酸存在下进行；
所述酸选自甲酸、乙酸、三氟甲磺酸、樟脑磺酸、对甲苯磺酸和三氟甲磺酸锌中的至少一种。
10.由权利要求4-9中任意一项所述的方法制备得到的手性邻二胺化合物。
11.式(1)所示结构的手性邻二胺化合物在催化芳基卤代物与芳基硼酸的不对称Suzuki-Miyaura交叉偶联反应中的应用，其特征在于，所述手性邻二胺化合物为权利要求1-3和10中任意一项所述的手性邻二胺化合物。
12.一种进行不对称Suzuki-Miyaura交叉偶联反应的方法，其特征在于，该方法包括：
(1)将手性邻二胺化合物与第一过渡金属盐形成第一配合物，其中，所述手性邻二胺化合物为权利要求1-3和10中任意一项所述的手性邻二胺化合物；
(2)在第二溶剂、所述第一配合物和第一碱存在下，将芳基卤代物与芳基硼酸进行不对称Suzuki-Miyaura交叉偶联反应。
13.一种手性氮杂环卡宾化合物，其特征在于，该化合物具有式(6)所示的结构：
Figure FDA0002191407640000101
其中，在式(6)中，R1、R2、R3和Ar与权利要求1-3中任意一项所述的R1、R2、R3和Ar的定义相同；
X'选自Cl-、Br-、I-、CH3COO-、NO3 -、HSO4 -、H2PO4 -、BF4 -、SbF6 -、PF6 -、二(三氟甲磺酰)亚胺负离子、三氟甲磺酸负离子、取代或未取代的C24-32四芳基硼负离子；
且X'中任选存在的取代基各自独立地选自氟、氯、溴、硝基、甲基、甲氧基、三氟甲基、羟基和乙酰氨基中的至少一种；
优选地，在式(6)中，X'选自Cl-、Br-、I-、BF4 -、SbF6 -、PF6 -；
优选地，式(6)所示结构的化合物为以下化合物中的至少一种：
Figure FDA0002191407640000111
14.一种制备式(6)所示结构的手性氮杂环卡宾化合物的方法，其特征在于，该方法包括：在第三有机溶剂、NH4X'所示的铵盐和催化剂存在下，将权利要求1-3和10中任意一项所述的手性邻二胺化合物与HC(OR1)3所示的原甲酸酯进行反应，
其中，所述的NH4X'所示的铵盐中X'与权利要求13中所述的X'的定义相同；
所述的HC(OR1)3所示的原甲酸酯中R1选自C1-10的烷基；
所述催化剂选自甲酸、乙酸、甲基磺酸、三氟甲磺酸、三氟乙酸、对甲苯磺酸中的至少一种。
15.手性氮杂环卡宾化合物在催化不同烯烃衍生物间的不对称烯烃交叉复分解反应中的应用，其特征在于，所述手性氮杂环卡宾化合物为权利要求13中所述的手性氮杂环卡宾化合物。
16.一种进行不同烯烃衍生物间的不对称烯烃交叉复分解反应的方法，其特征在于，该方法包括：
(1)将手性氮杂环卡宾化合物与第二过渡金属盐形成第二配合物，其中，所述手性氮杂环卡宾化合物为权利要求13中所述的手性氮杂环卡宾化合物；
(2)在保护气体、第四有机溶剂和所述第二配合物存在下，将不同烯烃衍生物进行不对称烯烃交叉复分解反应。
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