CN113680386B - 氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及活性催化剂技术领域，提供了一种氮杂环卡宾‑方酰胺双功能催化剂，该氮杂环卡宾‑方酰胺双功能催化剂的结构通式如式I所示，式I中的Ar1和Ar2分别独立选自芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基中的任意一种。该氮杂环卡宾催化剂是在氮杂环卡宾骨架的基础上引入另一活性位点方酰胺基团，可以形成多种双功能方酰胺氮杂环卡宾催化剂，因此在有机不对称催化领域具有潜在的应用。

Description

氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂及其制备方法
技术领域
本申请属于催化材料技术领域，尤其涉及一种氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂及其制备方法。
背景技术
有机小分子手性催化作为继酶催化和金属催化之后的第三类手性催化反应，其具有反应条件温和、环境友好、易于回收利用等优点，符合绿色化学的要求，成为近年来手性催化研究的一个新热点。有机小分子催化剂因其特有的优点，一直是近年来催化领域的研究热点。
不对称催化反应是对映选择性地制备光学活性物质的有效手段，开发高效率、高选择性的手性催化剂是实现不对称合成的关键。目前，在众多的有机小分子催化剂中,硫脲和方酰胺类手性双功能催化剂受到广泛关注。其中，方酰胺由于可以通过氢键与反应底物作用进而活化反应底物和控制反应中的立体选择性，因此在不对称催化反应中显示出良好的不对称催化活性，已用于多种不对称催化反应类型中。双官能化的方酰胺催化剂除具有氢键给体的性质以外，还具有诸如碱性和相转移催化等特性尚未被开发研究。
氮杂环卡宾(N-Heterocyclic Carbenes,NHCs)是一类非常重要的有机小分子催化剂。其中，以手性氨基茚醇骨架衍生的氮杂环卡宾催化剂，近些年来发展迅速，被广泛应用到共价以及非共价不对称催化领域。而目前双功能团氮杂环卡宾催化剂主要应用在共价催化领域中，而缺少在非共价催化领域可应用的催化剂，因此，限制了氮杂环卡宾类催化剂在非共价领域的应用。
发明内容
本申请的目的在于提供一种氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂及其制备方法，旨在解决现有双功能团氮杂环卡宾在非共价领域不对称催化有限的问题。
为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
第一方面，本申请提供一种氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂，所述氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂的结构通式如下式I所示：
其中，所述式I中的Ar1和Ar2选自相同或不同的芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基中的任意一种。
第二方面，本申请提供一种氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂的制备方法，包括如下步骤：
将式II所示的(4aR,9aS)-4,4a,9,9a-四氢茚并[2,1-b][1,4]恶嗪-3(2氢)-酮经过硝化反应进行反应得到式III所示的化合物；
将式III所示的化合物与三甲基氧鎓四氟硼酸盐、Ar1NHNH2、原甲酸三乙酯反应，得到式IV所示的化合物；
将式IV所示的化合物的硝基进行还原，得到式V所示的化合物；
将式V所示的化合物与式VI反应，得到式I所示的氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂；
其中，上述化合物的结构式如下：
Ar1和Ar2为相同或不同的芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基中的任意一种。
本申请第一方面提供的一种氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂，在氨基茚醇衍生的氮杂环卡宾骨架的基础上引入另一活性位点方酰胺基团，并且通过对式I中的Ar1和Ar2进行芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基的多种基团的选择，可以形成多种类的氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂，该双功能催化剂在非共价催化不对称硒杂迈克尔反应具有很好的催化活性，因此在有机不对称催化领域具有潜在的应用。
本申请第二方面提供的一种氮杂环卡宾催化剂的制备方法，该制备方法具有原料易得，成本低，操作方便，反应条件温和易于控制的优点，而且可以制备成双功能方酰胺氮杂环卡宾催化剂，在有机不对称催化领域具有潜在的应用。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a-b(即a和b),a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请实施例说明书公开的范围之内。具体地，本申请实施例说明书中的质量可以是μg、mg、g、kg等化工领域公知的质量单位。
术语“第一“、“第二”仅用于描述目的，用来将目的如物质彼此区分开，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。例如，在不脱离本申请实施例范围的情况下，第一XX也可以被称为第二XX，类似地，第二XX也可以被称为第一XX。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本申请实施例中所涉及的化合物及其衍生物均是按照IUPAC(国际纯粹与应用化学联合会)或CAS(化学文摘服务社)命名系统命名的。因此，本申请实施例中具体涉及到的化合物基团做如下阐述与说明：
“芳基”是指一种具有芳香性的环状结构的芳香烃，包括但不限于如苯基、萘基、蒽基、菲基等以及其它类似基团。“取代的芳基”即指上述芳基环上的氢原子被其他官能团取代的芳基衍生物，其中取代的官能团可以是一个或多个。
“杂芳基”是指单环或多环或稠环芳香烃，其中的一个或多个碳原子已被如氮、氧或硫等杂原子取代。如果杂芳基含有不止一个杂原子，则这些杂原子可能是相同，也可能是不同的。杂芳基包括但不限于如苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并咪唑基、噻唑基、噻吩基等以及其它类似基团。“取代的杂芳基”即指上述杂芳基环上的氢原子被其他官能团取代杂芳基衍生物，其中取代的官能团可以是一个或多个。
本申请实施例第一方面提供一种氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂，氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂的结构通式如下式I所示：
其中，式I中的Ar1和Ar2选自相同或不同的芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基中的任意一种。
本申请实施例第一方面提供的一种氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂，在氨基茚醇衍生的氮杂环卡宾骨架的基础上引入另一活性位点方酰胺基团，并且通过对式I中的Ar1和Ar2进行芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基的多种基团的选择，可以形成多种类的氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂，该双功能催化剂在非共价催化不对称硒杂迈克尔反应具有很好的催化活性，因此在有机不对称催化领域具有潜在的应用。
在一个实施方式中，式I的Ar1和Ar2选自相同的芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基中的任意一种。
在另一个实施方式中，式I的Ar1和Ar2选自不同的芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基中的任意一种。
在一些实施例中，芳基选自苯基、萘基、蒽基、菲基和芴基中的至少一种。
进一步，取代的芳基即为在提供的芳基中引入取代基。在一些实施例中，取代的芳基选自取代的苯基、取代的萘基、取代的蒽基、取代的菲基和取代的芴基中的至少一种。
在一些实施例中，取代的芳基中，取代基选自卤素原子、羟基、氨基、硝基、磺基、氰基、酰基、酯基、C1～C10的烷基、C6～C14的芳基和C4～C14的杂芳基中的至少一种。
在一些实施例中，杂芳基选自单环杂芳基和稠环杂芳基中的至少一种。
在一些实施例中，单环杂芳基选自呋喃基、噻吩基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、恶唑基、噻唑基、吡啶基、吡喃基、嘧啶基和吡嗪基中的至少一种。
在一些实施例中，稠环杂芳基选自苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并吡咯基、苯并咪唑基、苯并恶唑基、苯并吡唑基、苯并噻唑基、苯并吡喃基、喹啉和吖啶中的至少一种。
进一步，取代的杂芳基为在提供的杂芳基中引入取代基。在一些实施例中，取代的杂芳基选自取代的单环杂芳基和取代的稠环杂芳基中的至少一种。
在一些实施例中，取代的单环杂芳基选自取代的呋喃基、取代的噻吩基、取代的吡咯基、取代的咪唑基、取代的吡唑基、取代的恶唑基、取代的噻唑基、取代的吡啶基、取代的吡喃基、取代的嘧啶基和取代的吡嗪基中的至少一种。
在一些实施例中，取代的稠环杂芳基选自取代的苯并呋喃基、取代的苯并噻吩基、取代的苯并吡咯基、取代的苯并咪唑基、取代的苯并恶唑基、取代的苯并吡唑基、取代的苯并噻唑基、取代的苯并吡喃基、取代的喹啉和取代的吖啶中的至少一种。
在一些实施例中，取代的杂芳基中，取代基选自卤素原子、羟基、氨基、硝基、磺基、氰基、酰基、酯基、C1～C10的烷基、C6～C14的芳基和C4～C14的杂芳基中的至少一种。
在一些实施例中,式I中，Ar1选自取代的苯基，Ar2选自取代的苯基。
在具体实施例中，Ar1选自卤素原子取代(C1-C10)烷基取代的苯基，其中，卤素原子取代(C1-C10)烷基取代的苯基选自卤代C1-C10烷基单取代或多取代的苯基，且，卤素原子选自氟、氯、溴、碘中的至少一种。
在具体实施例中，Ar2选自(C1-C10)烷基取代的苯基，其中，(C1-C10)烷基取代的苯基选自甲基单取代或多取代的苯基、乙基单取代或多取代的苯基中的至少一种。
在一个实施例中，Ar1选自均三甲基苯基，Ar2选自3,5-双(三氟甲基)苯基；该氮杂环卡宾催化剂的结构如下：
其中，Ar1选自均三甲基苯基，能够提升氮杂环卡宾的电子供体能力从而提高该催化剂的布朗斯特碱性；Ar2选自3,5-双(三氟甲基)苯基能够大大提高基团整体的酸性，促进该催化剂与底物更易形成氢键，从而发挥催化活性。
第二方面，本申请实施例提供了一种氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂的制备方法，包括如下步骤：
S01.将式II所示的(4aR,9aS)-4,4a,9,9a-四氢茚并[2,1-b][1,4]恶嗪-3(2氢)-酮经过硝化反应进行反应得到式III所示的化合物；
S02.将式III所示的化合物与三甲基氧鎓四氟硼酸盐、Ar1NHNH2、原甲酸三乙酯反应，得到式IV所示的化合物；
S03.将式IV所示的化合物的硝基进行还原，得到式V所示的化合物；
S04.将式V所示的化合物与式VI反应，得到式I所示的氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂；
其中，上述化合物的结构式如下：
Ar1和Ar2为相同或不同的芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基中的任意一种。
本申请第二方面实施例提供的氮杂环卡宾催化剂的制备方法，该制备方法具有原料易得，成本低，操作方便，反应条件温和易于控制的优点，而且可以制备成双功能方酰胺氮杂环卡宾催化剂，在有机不对称催化领域具有潜在的应用。
步骤S01中，式II的(4aR,9aS)-4,4a,9,9a-四氢茚并[2,1-b][1,4]恶嗪-3(2氢)-酮的制备方法包括如下步骤：
将式VII所示的(1R,2S)-1-氨基-2-茚醇先与NaH反应，再加入氯乙酸乙酯，反应得到式II所示的(4aR,9aS)-4,4a,9,9a-四氢茚并[2,1-b][1,4]恶嗪-3(2氢)-酮；
得到的式II的反应式如下：
上述步骤以(1R,2S)-1-氨基-2-茚醇为原料合成双功能氮杂环卡宾催化剂的方法。(1R,2S)-1-氨基-2-茚醇是一种简单易得的化学原料。使得该制备方法具有原料易得，成本低，操作方便，其在有机不对称催化领域具有潜在的应用活性。
步骤S02中，将式III所示的化合物与三甲基氧鎓四氟硼酸盐、Ar1NHNH2、原甲酸三乙酯反应，得到式IV所示的化合物。
在一些实施例中，对于Ar1NHNH2中的Ar1和式VI中的Ar2分别对应最终得到的式I所示的氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂中的Ar1和Ar2，该Ar1和Ar2具体选择上文已经详细阐述，在此不再赘述。
步骤S03中，将式IV所示的化合物的硝基进行还原，得到式V所示的化合物。
步骤S04中，将式V所示的化合物与式VI反应，得到式I所示的氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂。
在一些实施例中，式VI所示化合物的制备方法包括如下步骤：
将式VIII所示的3,4-二甲氧基-3-环丁烯-1,2-二酮与Ar2NH2反应，得到式VI所示化合物；
上述化合物的结构式如下：
上述步骤中的3,4-二甲氧基-3-环丁烯-1,2-二酮也是一种简单易得的化学原料。
在一个具体实施例中，以(1R,2S)-1-氨基-2-茚醇为原料合成氮杂环卡宾催化剂的合成路线为：
合成路线共6步，以15％-30％的产率获得最终产物。该路线具有原料易得，成本低，操作方便，反应条件温和易于控制的优点。具体的，以Ar1为均三甲基苯基即Ar1NHNH2均三甲基苯肼，Ar2位3,5-双(三氟甲基)苯基，即式VI为3-(3,5-双(三氟甲基)苯氨基)-4-甲氧基环-3-烯-1,2-二酮为例，该合成方法，包括如下步骤：
步骤1，以(1R,2S)-1-氨基-2-茚醇为原料，用氯乙酸乙酯缩合(反应物包括：氯甲酸甲酯，氢化钠，四氢呋喃溶液)，得到中间体(4aR,9aS)-4,4a,9,9a-四氢茚并[2,1-b][1,4]恶嗪-3(2氢)-酮。
步骤2，将上述中间体(4aR,9aS)-4,4a,9,9a-四氢茚并[2,1-b][1,4]恶嗪-3(2氢)-酮与硝酸反应，得到中间体(4aR，9aS)-6-硝基-4,4a,9,9A四氢茚并[2,1-B][1,4]恶嗪-3(2氢)-酮。
步骤3，将上述中间体(4aR,9aS)-6-硝基-4,4a,9,9A四氢茚并[2,1-B][1,4]恶嗪-3(2氢)-酮与三甲基氧嗡四氟硼酸盐、均三甲基苯肼、原甲酸三乙酯反应得到中间体(5aS,10bR)-2-均三甲苯基-9-硝基-5a,10b-二氢-4H，6H-茚并[2,1-b][1,2,4]三唑并[4,3-d][1,4]恶嗪-2-鎓四氟硼酸盐。
步骤4，将上述中间体(5aS,10bR)-2-均三甲苯基-9-硝基-5a,10b-二氢-4H，6H-茚并[2,1-b][1,2,4]三唑并[4,3-d][1,4]恶嗪-2-鎓四氟硼酸盐用钯碳还原氢化，得到中间体(5aS,10bR)-2-均三甲苯基-9-氨基-5a，10b-二氢-4H,6H-茚并[2,1-b][1,2,4]三唑并[4,3-d][1,4]恶嗪-2-鎓四氟硼酸盐。
步骤5，将3,4-二甲氧基-3-环丁烯-1,2-二酮与间二(三氟甲基)苯胺反应得到3-(3,5-双(三氟甲基)苯氨基)-4-甲氧基环-3-烯-1,2-二酮。
步骤6，将上述中间体(5aS,10bR)-2-均三甲苯基-9-氨基-5a,10b-二氢-4H，6H-茚并[2,1-b][1,2,4]三唑并[4,3-d][1,4]恶嗪-2-鎓四氟硼酸盐与吡啶、3-(3,5-双(三氟甲基)苯氨基)-4-甲氧基环-3-烯-1,2-二酮反应，得到终产物：(5aS，10bR)-9-((2-((3,5-双(三氟甲基)苯基)氨基)-3,4-二氧代环己基-1-烯-1-基)氨基)-2-均三甲苯基-5a，10b-二氢-4H，6H-茚并[2,1-b][1,2,4]三唑并[4,3-d][1,4]恶嗪-2-四氟硼酸盐即
(5aS,10bR)-9-((2-((3,5-bis(trifluoromethyl)phenyl)amino)-3,4-dioxocyclobut-1-en-1-yl)amino)-2-mesityl-5a,10b-dihydro-4H,6H-indeno[2,1-b][1,2,4]triazolo[4,3-d][1,4]oxazin-2-ium tetrafluoroborate，结构式如下：
本申请先后进行过多次试验，现举一部分试验结果作为参考对申请进行进一步详细描述，下面结合具体实施例进行详细说明。
实施例1
一种氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂，其分子结构如下所示：
该氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂的制备方法包括如下步骤：
(1)中间体(4aR,9aS)-4,4a,9,9a-四氢茚并[2,1-b][1,4]恶嗪-3(2氢)-酮的合成，反应式和合成步骤如下：
在400mL四氢呋喃中加入9.0g(1R,2S)-1-氨基-2-茚醇，将溶液冷却至0度，再加入2.52g 60％氢化钠，搅拌反应半小时后，再加入7.1mL氯乙酸乙酯继续反应。搅拌反应4小时后，取样监测反应进程(TLC检测)。反应完全后反应体系用饱和碳酸氢钠水溶液淬灭，用乙酸乙酯进行萃取，合并有机相用无水硫酸钠干燥后过滤，有机相浓缩后通过重结晶得到产物。得到白色固体产物10.7g，产率95％。
(2)中间体(4aR，9aS)-6-硝基-4,4a,9,9A四氢茚并[2,1-B][1,4]恶嗪-3(2氢)-酮的合成，反应式和合成步骤如下：
将5.67g中间体(4aR,9aS)-4,4a,9,9a-四氢茚并[2,1-b][1,4]恶嗪-3(2氢)-酮溶解在56mL硝基甲烷中，将溶液冷却至-10度，再将预先冷却至-10度的1.6mL浓硝酸、11mL水、40mL浓硫酸的混合液在一个小时内逐滴滴加到上述溶液中，将反应液置于-10度中继续反应2小时并监测反应进程(TLC检测)。反应完全后将反应液倒入1000mL的冰水中，继续搅拌1小时，过滤，滤渣用大量水和少量冷的乙酸乙酯洗涤。洗涤完的滤渣即为产物。得到白色固体产物4.91g，产率70％。
(3)中间体(5aS,10bR)-2-均三甲苯基-9-硝基-5a,10b-二氢-4H，6H-茚并[2,1-b][1,2,4]三唑并[4,3-d][1,4]恶嗪-2-鎓四氟硼酸盐的合成，反应式和合成步骤如下：
将2.34g(4aR，9aS)-6-硝基-4,4a,9,9A四氢茚并[2,1-B][1,4]恶嗪-3(2氢)-酮和1.6g三甲基氧嗡四氟硼酸盐溶解在100mL二氯甲烷溶液中。在氮气保护的惰性氛围下室温搅拌反应12小时，并监测反应进程(TLC检测)。将1.8g均三甲基苯肼溶于20mL二氯甲烷溶液，并将该溶液加入上述反应液中，继续搅拌24小时。将该混合液在减压条件下旋干后，溶于100mL氯苯和16mL原甲酸三甲酯当中，加热至110度，回流反应48小时。反应结束后直接浓缩反应液，使用硅胶柱层析直接分离纯化，得到0.93g白色固体产物，产率20％。
(4)中间体(5aS,10bR)-2-均三甲苯基-9-氨基-5a，10b-二氢-4H,6H-茚并[2,1-b][1,2,4]三唑并[4,3-d][1,4]恶嗪-2-鎓四氟硼酸盐的合成，反应式和合成步骤如下：
将0.9g(5aS,10bR)-2-均三甲苯基-9-硝基-5a,10b-二氢-4H，6H-茚并[2,1-b][1,2,4]三唑并[4,3-d][1,4]恶嗪-2-鎓四氟硼酸盐溶于20mL甲醇中，加入98mg5％钯碳，用氢气还原12小时，取样监测反应(TLC检测)。用硅藻土滤掉钯碳后，将滤液在减压条件下旋干，使用硅胶柱层析直接分离纯化，得到近白色固体0.72g，产率80％。
(5)中间体3-(3,5-双(三氟甲基)苯氨基)-4-甲氧基环-3-烯-1,2-二酮的合成，反应式和合成步骤如下：
将1.10g 3,4-二甲氧基-3-环丁烯-1,2-二酮溶于15mL甲醇中,加入1.77g间二(三氟甲基)苯胺，室温下，搅拌反应24小时。将反应液浓缩后，使用硅胶柱层析直接分离纯化，得到白色固体1.65g，产率73％。
(6)终产物：(5aS，10bR)-9-((2-((3,5-双(三氟甲基)苯基)氨基)-3,4-二氧代环己基-1-烯-1-基)氨基)-2-均三甲苯基-5a，10b-二氢-4H，6H-茚并[2,1-b][1,2,4]三唑并[4,3-d][1,4]恶嗪-2-四氟硼酸盐的合成，反应式和合成步骤如下：
将400mg中间体(5aS,10bR)-2-均三甲苯基-9-氨基-5a，10b-二氢-4H,6H-茚并[2,1-b][1,2,4]三唑并[4,3-d][1,4]恶嗪-2-鎓四氟硼酸盐溶于10mL二氯甲烷中，冷却至0度，加入73mg吡啶，搅拌20分钟后，加入624mg 3-(3,5-双(三氟甲基)苯氨基)-4-甲氧基环-3-烯-1,2-二酮，将反应液升至室温，室温搅拌反应12小时，取样监测反应(TLC检测)。反应完全后直接浓缩反应液，使用硅胶柱层析直接分离纯化，得到米白色固体350mg，产率51％。
相关表征分析，其结果为：1H NMR(400MHz,DMSO)δ11.11(s,1H),8.12(s,2H),7.99(s,1H),7.55(s,1H),7.42(d,J＝8.3Hz,1H),7.29(d,J＝8.2Hz,1H),7.12(s,2H),6.08(d,J＝3.9Hz,1H),5.20(dd,J＝96.9,16.0Hz,2H),5.01(t,J＝4.5Hz,1H),3.45(dd,J＝17.1,4.7Hz,1H),3.11(d,J＝17.1Hz,1H),2.29(s,3H),2.13(s,6H).13C NMR(101MHz,DMSO)δ182.57,181.58,166.77,165.46,150.98,144.79,142.00,141.34,138.55,137.58,135.71,135.52,131.54(m),129.75,126.35,123.47(q,J＝273.7Hz),120.19,118.78,115.56,115.11,77.72,61.73,60.34,37.06,21.11,17.26.19F NMR(376MHz,DMSO)δ-62.00(s),-148.22(s).
实施例2
一种氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂，其分子结构如下所示：
其制备方法参照实施例1中(5aS，10bR)-9-((2-((3,5-双(三氟甲基)苯基)氨基)-3,4-二氧代环己基-1-烯-1-基)氨基)-2-均三甲苯基-5a，10b-二氢-4H，6H-茚并[2,1-b][1,2,4]三唑并[4,3-d][1,4]恶嗪-2-四氟硼酸盐制备方法，不同之处在于采用2，4-二甲基对溴苯肼(3.2g)替代均三甲基苯肼，采用铁粉(480mg)、饱和氯化铵水溶液(5mL)和乙醇(20mL)替代5％钯碳和氢气并在90℃下进行还原反应。反应液通过硅胶柱层析直接分离纯化得到目标产物米白色固体。
产物式IX相关表征分析，其结果为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ11.11(s,1H),10.92(s,1H),10.78(s,1H),8.27(s,1H),8.12(d,J＝12.8Hz,2H),7.48(s,1H),7.33(s,2H),7.11(s,1H),6.88(d,J＝6.6Hz,1H),6.45(s,1H),5.15(d,J＝16.1Hz,1H),5.06–4.86(m,2H),3.22(s,1H),3.11(d,J＝17.1Hz,1H),2.08(s,6H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ181.82,179.88,165.17,149.87,144.67,140.04,139.20,137.28,132.55,132.40,132.22,132.10,126.28,124.49,121.78,119.08,118.78,116.41,113.63,61.96,60.18,37.21,17.37.19FNMR(376MHz,CDCl3)δ-62.92(s).
实施例3
一种氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂，其分子结构如下所示：
其制备方法参照实施例1中(5aS，10bR)-9-((2-((3,5-双(三氟甲基)苯基)氨基)-3,4-二氧代环己基-1-烯-1-基)氨基)-2-均三甲苯基-5a，10b-二氢-4H，6H-茚并[2,1-b][1,2,4]三唑并[4,3-d][1,4]恶嗪-2-四氟硼酸盐制备方法，不同之处在于采用2，4-二溴对甲基苯肼(3.6g)替代均三甲基苯肼，采用铁粉(425mg)、饱和氯化铵水溶液(5mL)和乙醇(20mL)替代5％钯碳和氢气并在90℃下进行还原反应。反应液通过硅胶柱层析直接分离纯化得到目标产物米白色固体。
产物式X相关表征分析，其结果为：1H NMR(400MHz,DMSO)δ12.03(s,1H),11.46(s,1H),11.40(s,1H),8.26(s,2H),7.95(d,J＝4.3Hz,2H),7.74(d,J＝9.9Hz,2H),7.46(s,2H),6.24(d,J＝3.9Hz,1H),5.40(d,J＝16.2Hz,1H),5.16(d,J＝16.2Hz,1H),5.08(t,J＝4.3Hz,1H),3.47(dd,J＝16.9,4.7Hz,1H),3.13(d,J＝17.0Hz,1H),2.48(s,3H).13C NMR(101MHz,DMSO)δ182.21,181.67,167.17,165.47,150.89,147.06,146.31,141.59,138.22,137.69,136.29,134.12,132.02,131.69,130.83,126.89,124.97,122.89,122.26,121.24,121.06,118.38,114.88,77.75,62.24,60.07,36.85,20.79.19F NMR(376MHz,DMSO)δ-61.71(s).
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂，其特征在于，所述氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂的结构通式如下式I所示：
其中，所述式I中的Ar1和Ar2选自相同或不同的芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂，其特征在于，所述芳基选自苯基、萘基、蒽基、菲基和芴基中的至少一种；和/或，
所述杂芳基选自单环杂芳基和稠环杂芳基中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂，其特征在于，所述取代的芳基选自取代的苯基、取代的萘基、取代的蒽基、取代的菲基和取代的芴基中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂，其特征在于，所述取代的杂芳基选自取代的单环杂芳基和取代的稠环杂芳基中的至少一种。
5.根据权利要求2或4所述的氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂，其特征在于，所述单环杂芳基选自呋喃基、噻吩基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、恶唑基、噻唑基、吡啶基、吡喃基、嘧啶基和吡嗪基中的至少一种；和/或，
所述稠环杂芳基选自苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并吡咯基、苯并咪唑基、苯并恶唑基、苯并吡唑基、苯并噻唑基、苯并吡喃基、喹啉和吖啶中的至少一种。
6.根据权利要求3或4所述的氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂，其特征在于，所述取代的芳基和所述取代的杂芳基中，取代基选自卤素原子、羟基、氨基、硝基、磺基、氰基、酰基、酯基、C1～C10的烷基、C6～C14的芳基和C4～C14的杂芳基中的至少一种。
7.根据权利要求4所述的氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂，其特征在于，所述取代的单环杂芳基选自取代的呋喃基、取代的噻吩基、取代的吡咯基、取代的咪唑基、取代的吡唑基、取代的恶唑基、取代的噻唑基、取代的吡啶基、取代的吡喃基、取代的嘧啶基和取代的吡嗪基中的至少一种；和/或，
所述取代的稠环杂芳基选自取代的苯并呋喃基、取代的苯并噻吩基、取代的苯并吡咯基、取代的苯并咪唑基、取代的苯并恶唑基、取代的苯并吡唑基、取代的苯并噻唑基、取代的苯并吡喃基、取代的喹啉和取代的吖啶中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂，其特征在于，所述式I中，Ar1选自取代的苯基，Ar2选自取代的苯基。
9.一种氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将式II所示的(4aR,9aS)-4,4a,9,9a-四氢茚并[2,1-b][1,4]恶嗪-3(2氢)-酮经过硝化反应得到式III所示的化合物；
将式III所示的化合物与三甲基氧鎓四氟硼酸盐、Ar1NHNH2、原甲酸三乙酯反应，得到式IV所示的化合物；
将式IV所示的化合物的硝基进行还原，得到式V所示的化合物；
将式V所示的化合物与式VI反应，得到式I所示的氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂；
其中，上述化合物的结构式如下：
Ar1和Ar2为相同或不同的芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基中的任意一种。
10.根据权利要求9所述的氮杂环卡宾-方酰胺双功能催化剂的制备方法，其特征在于，式II所述的(4aR,9aS)-4,4a,9,9a-四氢茚并[2,1-b][1,4]恶嗪-3(2氢)-酮的制备方法包括如下步骤：
将式VII所示的(1R,2S)-1-氨基-2-茚醇先与NaH反应，再加入氯乙酸乙酯，反应得到式II所示的(4aR,9aS)-4,4a,9,9a-四氢茚并[2,1-b][1,4]恶嗪-3(2氢)-酮；
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