CN116063349A - 一种轴手性双膦单氧配体的制备方法 - Google Patents

一种轴手性双膦单氧配体的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种轴手性双膦单氧配体的制备方法,本发明实施例方法在式(II)催化剂,或者是式(IV)化合物与式(V)化合物组合的作用下,选择性单还原式(I)化合物(双氧化膦底物),一步催化合成式(III)产物(双膦单氧类化合物)。本发明实施例方法底物适用性广泛,可以在温和的条件下,高效制备双膦单氧类化合物。

Description

一种轴手性双膦单氧配体的制备方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域,具体地,本发明涉及一种轴手性双膦单氧配体的制备方法。
背景技术
各种各样的膦配体在金属参与的催化反应中起到至关重要的作用。轴手性双膦配体凭借其独特的轴手性结构,成为金属催化不对称合成中应用最为广泛的一类“优势配体”。双膦配体中一个三价膦被氧化可以得到一类新颖的双膦单氧配体(bisphosphinemonooxides)。该类配体中含有两类性质显著不同的配位原子,即较“软”的膦配位点和“硬”的氧化膦配位点。作为一种混合配体,它们可以和很多性质不同的金属形成稳定的配合物。有机金属催化中最为常用的是VIII,IB,IB族金属。与双膦配体相比,双膦单氧配体与这些金属的结合能力相对较差,其中的氧化膦配位点容易解离,从而空出新的配位点。这使得在许多反应中,双膦单氧配体表现出了比双膦配体更好的反应活性。相关技术中也公开报道了在不对称Heck反应当中双膦单氧配体相比双膦配体给出更高的产率和更好的对映选择性。
尽管双膦单氧配体具有很好的反应活性,其应用并不广泛。这主要受制于没有有效的合成方法。传统的合成轴手性双膦单氧类化合物的方法工序复杂,往往要经历4-6步化学反应,致使其产率很低。以(R)-(2′-(Diphenylphosphanyl)-5,5′,6,6′,7,7′,8,8′-octahydro-[1,1′-binaphthalen]-2-yl)diphenylphosphine oxide((R)-H8-BINAP(O))的合成为例,文献(Batuecas M,Luo J,Gergelitsova I,et al.Catalytic Asymmetric C-HArylation of(η6-Arene)Chromium Complexes:Facile Access to Planar-ChiralPhosphines[J].Acs Catalysis,2019.)中的合成方法需要4步,总产率仅为34.5%。可以看到使用此类方法反应时间长,消耗大量添加剂,产率低,合成效率低下。
文献(Grushin V V.Catalysis for Catalysis:Synthesis of MixedPhosphine-Phosphine Oxide Ligands via Highly Selective,Pd-CatalyzedMonooxidation of Bidentate Phosphines[J].Journal of the American ChemicalSociety,1999.)中公开了一种基于双膦化合物的选择性单氧化的催化合成方法。但反应依赖于贵金属钯催化,且要消耗大量的添加剂,步骤繁琐。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此:本发明实施例的一个目的是提供了一种轴手性双膦单氧配体的制备方法。本发明的另一个目的是提供了新的轴手性双膦单氧配体。
本发明实施例提供的轴手性双膦单氧配体的制备方法,包括如下步骤:将式(I)化合物和还原剂在式(II)催化剂的作用下,生成式(III)产物;
Figure BDA0004023991060000021
式(I)、式(III)中,环A为苯环、萘环或吡啶环;R1、R2选自以下三种:
(a)R1、R2各自独立地为氢、卤素、C1-C6烷氧基、C1-C6烷基、C3-C6环烷基、取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代C6-C12芳基中的一种;
(b)同一环A上的R1、R2结合在一起形成-O-R3-O-基团,其中R3为C1-C6亚烷基或卤代亚烷基;
(c)R1为氢、卤素、C1-C6烷氧基、C1-C6烷基、C3-C6环烷基、取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代C6-C12芳基中的一种;两个环A上的R2结合在一起形成-O-R3-O-基团,其中R3为C1-C6亚烷基或卤代亚烷基;
Ar为取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代的苯基、呋喃基、噻吩基中的一种;
式(II)中,n为0、1、2或3,
Figure BDA0004023991060000022
表示单键或双键;
R4、R5、R6各自独立地为氢、C1-C6烷基、C3-C6环烷基、取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代的C6-C12芳基中的一种;Y为卤素、三氟甲磺酸阴离子、取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代的C6-C12芳基磺酸根阴离子、取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代的四芳基硼酸根阴离子中的一种。
本发明实施例方法在式(II)催化剂的作用下,选择性单还原式(I)化合物(双氧化膦底物),一步催化合成式(III)产物(双膦单氧类化合物)。本发明实施例方法可以在温和的条件下,高效制备双膦单氧类化合物。
在一些实施例中,式(II)中,n为0、1或2,R4、R5、R6各自独立地为氢、C1-C3烷基、取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代的C6-C12芳基中的一种,Y为卤素、或者是取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代的C6-C12芳基磺酸根阴离子中的一种。
进一步地,式(II)中,n为0或1,R4为甲基、乙基、取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代的苯基中的一种,R5、R6各自独立地为氢原子、甲基或苯基中的一种,Y为卤素。
在一些实施例中,所述式(I)化合物、还原剂、式(II)催化剂的摩尔比为:1:(1~1.5):(0.1~0.2)。
在一些实施例中,所述式(II)催化剂由式(IV)化合物与式(V)化合物的组合替代;
Figure BDA0004023991060000031
式(IV)中,n为0、1、2或3,
Figure BDA0004023991060000032
表示单键或双键;R4、R5、R6各自独立地为氢、C1-C6烷基、C3-C6环烷基、取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代的C6-C12芳基中的一种;
式(V)化合物为式(V-1)、式(V-2)、式(V-3)、式(V-4)、式(V-5)、式(V-6)、式(V-7)、式(V-8)中的一种;
Figure BDA0004023991060000033
式(V-1)中,R7为氢或C1-C3烷基中的一种,R8为甲基、乙基、苄基中的一种。
在一些实施例中,式(IV)中,n为0、1或2,R4、R5、R6各自独立地为氢、C1-C3烷基、取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代的C6-C12芳基中的一种。
进一步地,式(IV)中,n为0或1,R4为甲基、乙基、取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代的苯基中的一种,R5、R6各自独立地为氢原子、甲基或苯基中的一种。
在一些实施例中,式(IV)化合物、式(V)化合物的摩尔比为:1:(0.2~1.5);优选的摩尔比为1:(0.5~1)。
在一些实施例中,所述还原剂的结构式如式(VI)所示:
Figure BDA0004023991060000041
式(VI)中,R9、R10、R11各自独立地为氢、C1-C6烷氧基、C1-C6烷基或苯基中的一种。
在一些实施例中,所述还原剂为苯硅烷。
在一些实施例中,所述式(I)化合物、还原剂、式(IV)化合物、式(V)化合物的摩尔比为:1:(1~1.5):(0.05~0.15):(0.05~0.15)。
在一些实施例中,反应在氮气或氩气条件下进行。
在一些实施例中,反应温度为常温,反应时间为8~24h。
本发明实施例还提供了新的轴手性双膦单氧配体,其结构式如式(III-1)-式(III-11)中的任一项所示或其对映异构体。
Figure BDA0004023991060000042
本发明具有的优点和有益效果为:
(1)本发明实施例提供了一种一步催化合成双膦单氧类化合物的方法,可以用于合成光学纯的双膦单氧类化合物。
(2)本发明使用的底物均为商业可得的化合物,具有极高的步骤经济性。
(3)本发明条件温和,底物适用性广泛,反应速度快,在室温条件下即可以实现高效制备。
(4)本发明使用的催化剂结构简单,对空气稳定,易于操作。
附图说明
图1为相关文献中(R)-H8-BINAP(O)的合成路线图。
图2为本发明的反应原理示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,下面描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
下面实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
下面实施例中所使用的材料、试剂、装置等,如无特殊说明,均可从商业途径或按照公开文献的方法制备得到。
以下为术语或词语说明,且除非另外定义,否则本文中使用的全部技术和科学术语具有本发明所属领域的熟练技术人员通常理解的含义。
在本文中,词语“包含”和“包括”及其各种变体意指可能包含允许但没有具体描述的其它要素或整体。
除非另有说明,本文中所使用的术语“烷基”是指直链或支链的饱和脂肪族烃基。例如,术语“C1-C6烷基”表示含有1-6个碳原子,饱和的直链或支链一价烃基基团;在一实施方案中,含有1-4个碳原子;在另一实施方案中,包含1-3个碳原子;“C1-C6烷基”的非限制性举例包括:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、2-戊基、3-戊基、2-甲基-2-丁基、3-甲基-2-丁基、3-甲基-1-丁基、2-甲基-1-丁基等等。
除非另有说明,本文中所使用的术语“烷氧基”是指通过氧原子连接至母体分子部分的上述烷基,即-O-烷基。术语“C1-C6烷氧基”表示“C1-C6烷基”通过氧原子与分子其余部分相连,其中“C1-C6烷基”具有如本文所述的含义。“C1-C6烷氧基”的非限制性举例包括:甲氧基、乙氧基、1-丙氧基、2-丙氧基、叔丁氧基等等。
除非另有说明,本文中所使用的术语“环烷基”是指环状的饱和脂肪族烃基。例如,术语“C3-C6环烷基”表示含有3-6个碳原子的,单价或多价的饱和单环、双环体系。“C3-C6环烷基”的非限制性举例包括:环丙基,环丁基,环戊基,环己基等等。
除非另有说明,本文中所使用的术语“芳基”是指具有共轭π电子系统的单环或稠环的芳香族烃基。例如,本文中所使用的术语“C6-C12芳基”表示含有6-12个环原子的单环、双环和三环的碳环体系,其中,至少一个环体系是芳香族的,“C6-C12芳基”的非限制举例包括:苯基,茚基,萘基等等。
除非另有说明,本文中所使用的术语“卤素”为氟、氯、溴或碘。
除非另有说明,本文中所使用的术语“各自独立地”是指结构中存在的取值范围相同或相近的至少两个基团(或片段)可以在特定情形下具有相同或不同的含义。例如,R4、R5、各自独立地为氢、C1-C6烷基、C3-C6环烷基、取代或未取代的芳基中的一种;则当R4为氢时,R5可以为氢,也可以为甲基、乙基、苯基等,同理,当R5为氢时,R4可以为氢,也可以为甲基、乙基、苯基等。
除非另有说明,本文中所使用的术语“取代”及其变体形式是指所指定的原子上的一个或多个(如1、2、3或4个)原子或原子团(如氢原子)被其他具体取代基所取代,条件是未超过所指定的原子或原子团在当前情况下的正常化合价,并且能够形成稳定的化合物。除非另有说明,一个取代基团可以在所给结构各个可取代的位置进行取代。当所给出的结构中不只一个位置能被选自具体基团的一个或多个取代基所取代,那么取代基可以相同或不同地在各个位置取代。
除非另有说明,本文中所使用的术语“常温”、“室温”一般指25±5℃。
本文中的缩写含义如下:
Ph:苯基;
Me:甲基;
Et:乙基。
Tol:4-甲基苯基;
xyl:3,5-二甲基苯基。
本发明实施例提供的轴手性双膦单氧配体的制备方法,包括如下步骤:将式(I)化合物和还原剂在式(II)催化剂的作用下,生成式(III)产物;
Figure BDA0004023991060000061
式(I)、式(III)中,环A为苯环、萘环或吡啶环;R1、R2选自以下三种:
(a)R1、R2各自独立地为氢、卤素、C1-C6烷氧基、C1-C6烷基、C3-C6环烷基、取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代C6-C12芳基中的一种;
(b)同一环A上的R1、R2结合在一起形成-O-R3-O-基团,其中R3为C1-C6亚烷基或卤代亚烷基;
(c)R1为氢、卤素、C1-C6烷氧基、C1-C6烷基、C3-C6环烷基、取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代C6-C12芳基中的一种;两个环A上的R2结合在一起形成-O-R3-O-基团,其中R3为C1-C6亚烷基或卤代亚烷基;;
Ar为取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代的苯基、呋喃基、噻吩基中的一种;
式(II)中,n为0、1、2或3,
Figure BDA0004023991060000071
表示单键或双键;
R4、R5、R6各自独立地为氢、C1-C6烷基、C3-C6环烷基、取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代的C6-C12芳基中的一种;Y为卤素、三氟甲磺酸阴离子、取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代的C6-C12芳基磺酸根阴离子、取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代的四芳基硼酸根阴离子中的一种。
本发明实施例方法在式(II)催化剂的作用下,选择性单还原式(I)化合物(双氧化膦底物),一步催化合成式(III)产物(双膦单氧类化合物)。本发明实施例方法可以在温和的条件下,高效制备双膦单氧类化合物。
在一些实施例中,式(II)中,n为0、1或2,R4、R5、R6各自独立地为氢、C1-C3烷基、取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代的C6-C12芳基中的一种,Y为卤素、或者是取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代的C6-C12芳基磺酸根阴离子中的一种。
进一步地,式(II)中,n为0或1,R4为甲基、乙基、取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代的苯基中的一种,R5、R6各自独立地为氢原子、甲基或苯基中的一种,Y为卤素。
在一些实施例中,式(I)化合物、还原剂、式(II)催化剂的摩尔比为:1:(1~1.5):(0.1~0.2)。非限制性的举例如:当式(I)化合物为1mol时,还原剂可以为1mol、1.1mol、1.2mol、1.3mol、1.5mol等,式(II)催化剂可以为0.1mol、0.12mol、0.15mol、0.18mol、0.2mol等。
非限制性的举例如:式(I)化合物可以为表1中所述结构中的一种,并在本发明实施例的方法下,对应生成式(III)化合物。可以理解的是式(I)化合物的两种异构体(R构型和S构型)均可以按照本发明实施例的方法进行,并在反应过程中保持其手性。
表1
Figure BDA0004023991060000072
Figure BDA0004023991060000081
Figure BDA0004023991060000091
非限制性的举例如,式(II)催化剂可以为式(II-1)-式(II-6)中的一种:
Figure BDA0004023991060000092
在一些实施例中,式(II)催化剂由式(IV)化合物与式(V)化合物的组合替代;
Figure BDA0004023991060000093
式(IV)中,n为0、1、2或3,
Figure BDA0004023991060000094
表示单键或双键;R4、R5、R6各自独立地为氢、C1-C6烷基、C3-C6环烷基、取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代的C6-C12芳基中的一种;
式(V)化合物为式(V-1)、式(V-2)、式(V-3)、式(V-4)、式(V-5)、式(V-6)、式(V-7)、式(V-8)中的一种;
Figure BDA0004023991060000095
式(V-1)中,R7为氢或C1-C3烷基中的一种,R8为甲基、乙基、苄基中的一种。
在一些实施例中,式(IV)中,n为0、1或2,R4、R5、R6各自独立地为氢、C1-C3烷基、取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代的C6-C12芳基中的一种。
进一步地,式(IV)中,n为0或1,R4为甲基、乙基、取代(C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、卤素或氰基)或未取代的苯基中的一种,R5、R6各自独立地为氢原子、甲基或苯基中的一种。
在一些实施例中,式(IV)化合物、式(V)化合物的摩尔比为:1:(0.2~1.5);优选的摩尔比为1:(0.5~1),非限制性的举例如:摩尔比可以为1:0.2、1:0.5、1:0.8、1:1、1:1.5等。
非限制性的举例如:式(IV)化合物可以为式(IV-1)-式(IV-5)中的一种:
Figure BDA0004023991060000101
在一些实施例中,还原剂的结构式如式(VI)所示:
Figure BDA0004023991060000102
式(VI)中,R9、R10、R11各自独立地为氢、C1-C6烷氧基、C1-C6烷基或苯基中的一种。
非限制性的举例如:还原剂可以为:PhSiH3、Ph2SiH2、Ph3SiH、(EtO)3SiH、(EtO)2SiMeH、(Me2SiH)2O。优选地,还原剂为苯硅烷。
在一些实施例中,式(I)化合物、还原剂、式(IV)化合物、式(V)化合物的摩尔比为:1:(1~1.5):(0.05~0.15):(0.05~0.15)。非限制性的举例如:当式(I)化合物为1mol时,还原剂可以为1mol、1.1mol、1.2mol、1.3mol、1.5mol等,式(IV)化合物可以为0.05mol、0.08mol、0.10mol、0.12mol、0.15mol等,式(V)化合物可以为0.05mol、0.08mol、0.10mol、0.12mol、0.15mol等。
在一些实施例中,反应在氮气或氩气条件下进行。
在一些实施例中,反应温度为常温,反应时间为8~24h。非限制性的举例如:反应时间可以为8h、12h、15h、18h、24h等。
以底物为BINAPO2([1,1'-联萘]-2,2'-二基双[1,1-二苯基氧膦]),还原剂为苯硅烷为例,催化剂为式(II-1)化合物,图2示出了本发明的反应原理,催化剂II-1和底物双氧化膦底物(以BINAPO2为例)形成活性络合物,之后活性络合物转化为氧化膦IV-1和VII。IV-1被苯硅烷还原为三价膦,进一步与VII反应再生II-1产生产物双膦单氧化物产物BINAP(O)。
本发明实施例中底物的合成可以根据已知文献进行合成,合成步骤可以参照文献(1)-文献(9)等。
(1)Xu,Q.;Zhang,H.;Ge,F.-B.;Wang,X.-M.;Zhang,P.;Lu,C.-J.;Liu,R.-R.Cu(I)-Catalyzed Asymmetric Arylation of Pyrroles with Diaryliodonium Saltstoward the Synthesis of N–N Atropisomers.Org.Let.2022,24,3138-3143.
(2)Ma,B.;Miao,T.;Sun,Y.;He,Y.;Liu,J.;Feng,Y.;Chen,H.;Fan,Q.-H.A NewClass of Tunable Dendritic Diphosphine Ligands:Synthesis and Applications inthe Ru-Catalyzed Asymmetric Hydrogenation of FunctionalizedKetones.Chem.Eur.J.2014,20,9969-9978.
(3)Hu,A.;Ngo,H.L.;Lin,W.Remarkable 4,4′-Substituent Effects on Binap:Highly Enantioselective Ru Catalysts for Asymmetric Hydrogenation ofβ-ArylKetoesters and Their Immobilization in Room-Temperature IonicLiquids.Angew.Chem.Int.Ed.2004,43,2501-2504.
(4)Alame,M.;Jahjah,M.;Berthod,M.;Lemaire,M.;Meille,V.;de Bellefon,C.New 5,5′-disubstituted BINAP derivatives:Syntheses and pressure andelectronic effects in Rh asymmetric hydrogenation.J.Mol.Catal.A:Chem.2007,268,205-212.
(5)Zuo,Z.;Kim,R.S.;Watson,D.A.Synthesis of Axially Chiral 2,2′-Bisphosphobiarenes via aNickel-Catalyzed Asymmetric Ullmann Coupling:GeneralAccess to Privileged Chiral Ligands without OpticalResolution.J.Am.Chem.Soc.2021,143,1328-1333.
(6)Jeulin,S.;Duprat de Paule,S.;Ratovelomanana-Vidal,V.;
Figure BDA0004023991060000111
J.-P.;Champion,N.;Dellis,P.Difluorphos,an Electron-Poor Diphosphane:A Good MatchBetween Electronic and Steric Features.Angew.Chem.Int.Ed.2004,43,320-325.
(7)Pai,C.-C.;Lin,C.-W.;Lin,C.-C.;Chen,C.-C.;Chan,A.S.C.;Wong,W.T.Highly Effective Chiral Dipyridylphosphine Ligands:Synthesis,StructuralDetermination,and Applications in the Ru-Catalyzed Asymmetric HydrogenationReactions.J.Am.Chem.Soc.2000,122,11513-11514.
(8)Zhang,P.;Han,Z.;Wang,Z.;Ding,K.Spiro[4,4]-1,6-Nonadiene-BasedDiphosphine Oxides in Lewis Base Catalyzed Asymmetric Double-Aldol Reactions.Angew.Chem.Int.Ed.2013,52,11054-11058.
(9)Liu,X.;Ma,Y.;Liu,Q.;Wei,X.;Yang,J.;Yu,L.Chiral extraction of aminoacid and mandelic acid enantiomers using chiral diphosphine ligands withtunable dihedral angles.Sep.Purif.Technol.2019,221,159-165.
例如采用如下方法制备底物:
将双膦(Bidentate phosphines)(0.5mmol,1.0当量)和10mL DCM加入50mL烧瓶中。冷却至0℃后,逐滴加入H2O2(30%重量的H2O,2.5mmol,5.0当量)。将溶剂在0℃下搅拌30分钟,然后加热至室温。再搅拌2小时后,用20mL DCM稀释溶剂。用2x10mL H2O和2x10mL饱和Na2SO3水溶液洗涤有机相。用MgSO4干燥有机相并在减压下蒸发以获得纯产物。
Figure BDA0004023991060000121
本发明实施例中,式(II)催化剂可以参考已知文献(J.Org.Chem.2022,87,22,15539–15546或者是J.Am.Chem.Soc.2019,141,12507)进行合成。
以式(II-1)举例,制备方法包括如下步骤:
100mL Schlenk瓶中加入384mg 3-甲基-1-苯基-2-磷-1-氧化物。Schlenk瓶上组装一个油泡器,并用碱水溶液吸收尾气。该附属装置用以泄压,防止体系压力过大出现危险。将体系内的气氛置换为氩气,加入10mL二氯乙烷溶液溶解。向体系内继续通入氩气,保持体系内的压强略高于大气压。通过注射器缓慢滴加356μL的草酰溴。滴加完毕后,继续反应5分钟。通过减压除去溶剂,得到黄色油状液体粗产物。将粗产物转移至手套箱内。用1:1的二氯甲烷和正戊烷溶剂的混合物洗涤,得到浅黄色固体603mg,产率90%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.30(ddd,J=16.7,7.1,1.8Hz,2H),7.90-7.67(m,3H),6.45(d,J=33.4Hz,1H),3.89(s,2H),3.63(d,J=16.5Hz,2H),2.48(s,3H).31P{1H}NMR(162MHz,CDCl3)δ79.7.
实施例1:
按照如下的方程式制备:
Figure BDA0004023991060000131
在氩气保护下,将0.2mmol的(R)-[1,1'-联萘]-2,2'-二基双(二苯基氧化膦)和0.03mmol的3-甲基-1-苯基-2-磷-1-氧化物(式IV-1)、0.02mmol的四溴化碳溶于2.0mL的二氯乙烷溶液中。再加入0.24mmol的苯硅烷,室温下,搅拌12h。停止反应,通过硅胶柱色谱(洗脱剂:石油醚/乙酸乙酯=2/1)分离得到单一构型的纯净产物。产率为95%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.92(dd,J=8.6,2.4Hz,1H),7.82(d,J=8.1Hz,1H),7.74(d,J=8.5Hz,1H),7.70(d,J=8.2Hz,1H),7.64–7.55(m,3H),7.41(dd,J=8.5,2.9Hz,1H),7.39–7.29(m,6H),7.28–7.19(m,7H),7.14(t,J=7.3Hz,1H),7.09(td,J=7.7,2.9Hz,2H),7.06–7.00(m,2H),6.95(t,J=7.9Hz,2H),6.91–6.85(m,1H),6.83(s,1H),6.77–6.69(m,1H),6.64(d,J=8.6Hz,1H).31P NMR(162MHz,CDCl3)δ27.21,-15.26.[α]D 25:+108.1(c=1.0,CHCl3).
实施例2:
按照如下的方程式制备:
Figure BDA0004023991060000132
在氩气保护下,将0.2mmol的(R)-[1,1'-联萘]-2,2'-二基双(二苯基氧化膦)和0.03mmol的3-甲基-1-苯基-2-磷-1-氧化物(式IV-1)、0.02mmol的N-溴代丁二酰亚胺溶于2.0mL的二氯乙烷溶液中。再加入0.24mmol的苯硅烷,室温下,搅拌12h。停止反应,通过硅胶柱色谱(洗脱剂:石油醚/乙酸乙酯=2/1)分离得到单一构型的纯净产物。产率为57%。
实施例3:
Figure BDA0004023991060000133
在氩气保护下,将0.2mmol的(R)-[1,1'-联萘]-2,2'-二基双(二苯基氧化膦)和0.03mmol的溴化1-溴-4-甲基-1-苯基-2,3-二氢-1H-磷-1-鎓(式II-1)溶于2.0mL的二氯乙烷溶液中。再加入0.24mmol的苯硅烷,室温下,搅拌12h。停止反应,通过硅胶柱色谱(洗脱剂:石油醚/乙酸乙酯=2/1)分离得到纯净的产物。产率为99%。
实施例4:
Figure BDA0004023991060000141
在氩气保护下,将0.2mmol的(R)-[1,1'-联萘]-2,2'-二基双(二对甲基苯基氧化膦)和0.03mmol的催化剂II-1溶于2.0mL的二氯乙烷溶液中。再加入0.24mmol的苯硅烷,室温下,搅拌12h。停止反应,通过硅胶柱色谱(洗脱剂:石油醚/乙酸乙酯=2/1)分离得到纯净的产物。产率为99%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.95(dd,J=8.6,2.3Hz,1H),7.85(d,J=8.2Hz,1H),7.71(ddd,J=11.2,8.6,2.8Hz,3H),7.49–7.40(m,3H),7.38–7.26(m,4H),7.19(t,J=7.3Hz,2H),7.07–6.95(m,5H),6.95–6.81(m,7H),6.77(ddd,J=8.3,6.8,1.3Hz,1H),6.65(d,J=8.5Hz,1H),2.32(s,3H),2.30(s,3H),2.27(s,3H),2.26(s,3H).
31P NMR(162MHz,CDCl3)δ27.56,-16.99.
实施例5
按照实施例4相同的方法,采用对应的底物,制备表2中的产物。
表2
Figure BDA0004023991060000142
Figure BDA0004023991060000151
实施例6
按照实施例4相同的方法,采用对应的底物,制备表3中的产物。
表3
Figure BDA0004023991060000152
实施例7
按照实施例4相同的方法,采用对应的底物,制备表4中的产物。
表4
Figure BDA0004023991060000153
实施例8
按照实施例4相同的方法,采用对应的底物,制备表5中的产物。
表5
Figure BDA0004023991060000161
实施例9
按照实施例4相同的方法,采用对应的底物,制备表6中的产物。
表6
Figure BDA0004023991060000162
实施例10
按照实施例4相同的方法,采用对应的底物,制备表7中的产物。
表7
Figure BDA0004023991060000163
Figure BDA0004023991060000171
实施例11
按照实施例4相同的方法,采用对应的底物,制备表8中的产物。
表8
Figure BDA0004023991060000172
实施例12
按照实施例4相同的方法,采用对应的底物,制备表9中的产物。
表9
Figure BDA0004023991060000173
Figure BDA0004023991060000181
实施例13
按照实施例4相同的方法,采用对应的底物,制备表10中的产物。
表10
Figure BDA0004023991060000182
实施例14
按照实施例4相同的方法,采用对应的底物,制备表11中的产物。
表11
Figure BDA0004023991060000183
Figure BDA0004023991060000191
实施例15
按照实施例4相同的方法,采用对应的底物,制备表12中的产物。
表12
Figure BDA0004023991060000192
实施例16
按照实施例4相同的方法,采用对应的底物,制备表13中的产物。
表13
Figure BDA0004023991060000193
Figure BDA0004023991060000201
实施例17
按照实施例4相同的方法,采用对应的底物,制备表14中的产物。
表14
Figure BDA0004023991060000202
实施例18
按照实施例4相同的方法,采用对应的底物,制备表15中的产物。
表15
Figure BDA0004023991060000203
Figure BDA0004023991060000213
实施例19
按照实施例4相同的方法,采用对应的底物,制备表16中的产物。
表16
Figure BDA0004023991060000211
实施例20
Figure BDA0004023991060000212
0.2mmol(R)-SYNPHOS溶于10mL二氯甲烷中,缓慢加入0.5mmol过氧化氢水溶液,反应30min。停止反应,用5mL水,5mL饱和亚硫酸钠水溶液各洗涤一次。干燥,真空下除去溶剂,得白色固体,粗产物产率100%,无需进一步纯化,直接投入下一步反应。Ar条件下,将上述得到的产物和0.02mmol催化剂II-1溶于2mL二氯乙烷中,加入0.24mmol苯硅烷,反应12h。柱层析(洗脱剂:石油醚/乙酸乙酯=2/1)分离的产物,产率为83%。
对比例1
参考文献中的方法J.Am.Chem.Soc.2020,142,2161
Figure BDA0004023991060000221
在Ar保护下,0.2mmol(R)-SYNPHOS,0.02mmol PdI2,1.0mmol 1,2-二溴乙烷和溶于1.5mL脱气的二氯甲烷中。再加入2mL 10M的NaOH水溶液,剧烈搅拌,反应48h。用水稀释,使用10mL DCM萃取3次。干燥,真空下浓缩。粗产物中加入0.04mmol的1,2-双(二苯基膦)乙烷搅拌15分钟,以除去Pd催化剂。粗产物使用柱层析(洗脱剂:石油醚/乙酸乙酯=5/1)的产物,产率为21%。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.66(dd,J=11.9,7.5Hz,2H),7.61–7.15(m,18H),6.91–6.73(m,3H),6.63(dd,J=8.4,3.5Hz,1H),4.05(ddd,J=11.1,7.6,3.9Hz,2H),3.78(tdd,J=23.4,10.0,4.3Hz,4H),3.46(dd,J=11.3,6.5Hz,1H),3.13(dd,J=11.3,7.0Hz,1H).
31P NMR(162MHz,CDCl3)δ28.3,-16.0.
[α]D 20:+51.5(c=1.0,CHCl3)
通过实施例20与对比例1的对比,可以看出,在相同的底物下,本申请的方法避免使用昂贵的钯催化剂和大量添加剂,且反应时间短,产率高。
在本发明中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (14)

1.轴手性双膦单氧配体的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将式(I)化合物和还原剂在式(II)催化剂的作用下,生成式(III)产物;
Figure FDA0004023991050000011
式(I)、式(III)中,环A为苯环、萘环或吡啶环;R1、R2选自以下三种:
(a)R1、R2各自独立地为氢、卤素、C1-C6烷氧基、C1-C6烷基、C3-C6环烷基、取代或未取代C6-C12芳基中的一种;
(b)同一环A上的R1、R2结合在一起形成-O-R3-O-基团,其中R3为C1-C6亚烷基或卤代亚烷基;
(c)R1为氢、卤素、C1-C6烷氧基、C1-C6烷基、C3-C6环烷基、取代或未取代C6-C12芳基中的一种;两个环A上的R2结合在一起形成-O-R3-O-基团,其中R3为C1-C6亚烷基或卤代亚烷基;
Ar为取代或未取代的苯基、呋喃基、噻吩基中的一种;
式(II)中,n为0、1、2或3,
Figure FDA0004023991050000012
表示单键或双键;
R4、R5、R6各自独立地为氢、C1-C6烷基、C3-C6环烷基、取代或未取代的C6-C12芳基中的一种;Y为卤素、三氟甲磺酸阴离子、取代或未取代的C6-C12芳基磺酸根阴离子、取代或未取代的四芳基硼酸根阴离子中的一种。
2.根据权利要求1所述轴手性双膦单氧配体的制备方法,其特征在于,
式(II)中,n为0、1或2,R4、R5、R6各自独立地为氢、C1-C3烷基、取代或未取代的C6-C12芳基中的一种,Y为卤素、或者是取代或未取代的C6-C12芳基磺酸根阴离子中的一种。
3.根据权利要求2所述轴手性双膦单氧配体的制备方法,其特征在于,
式(II)中,n为0或1,R4为甲基、乙基、取代或未取代的苯基中的一种,R5、R6各自独立地为氢原子、甲基或苯基中的一种,Y为卤素。
4.根据权利要求1所述轴手性双膦单氧配体的制备方法,其特征在于,所述式(I)化合物、还原剂、式(II)催化剂的摩尔比为:1:(1~1.5):(0.1~0.2)。
5.根据权利要求1所述轴手性双膦单氧配体的制备方法,其特征在于,所述式(II)催化剂由式(IV)化合物与式(V)化合物的组合替代;
Figure FDA0004023991050000021
式(IV)中,n为0、1、2或3,
Figure FDA0004023991050000023
表示单键或双键;R4、R5、R6各自独立地为氢、C1-C6烷基、C3-C6环烷基、取代或未取代的C6-C12芳基中的一种;
式(V)化合物为式(V-1)、式(V-2)、式(V-3)、式(V-4)、式(V-5)、式(V-6)、式(V-7)、式(V-8)中的一种;
Figure FDA0004023991050000022
式(V-1)中,R7为氢或C1-C3烷基中的一种,R8为甲基、乙基、苄基中的一种。
6.根据权利要求5所述轴手性双膦单氧配体的制备方法,其特征在于,式(IV)中,n为0、1或2,R4、R5、R6各自独立地为氢、C1-C3烷基、取代或未取代的C6-C12芳基中的一种。
7.根据权利要求6所述轴手性双膦单氧配体的制备方法,其特征在于,式(IV)中,n为0或1,R4为甲基、乙基、取代或未取代的苯基中的一种,R5、R6各自独立地为氢原子、甲基或苯基中的一种。
8.根据权利要求5所述轴手性双膦单氧配体的制备方法,其特征在于,式(IV)化合物、式(V)化合物的摩尔比为:1:(0.2~1.5);优选的摩尔比为1:(0.5~1)。
9.根据权利要求5所述轴手性双膦单氧配体的制备方法,其特征在于,所述式(I)化合物、还原剂、式(IV)化合物、式(V)化合物的摩尔比为:1:(1~1.5):(0.05~0.15):(0.05~0.15)。
10.根据权利要求1~9中任一项所述轴手性双膦单氧配体的制备方法,其特征在于,所述还原剂的结构式如式(VI)所示:
Figure FDA0004023991050000031
式(VI)中,R9、R10、R11各自独立地为氢、C1-C6烷氧基、C1-C6烷基或苯基中的一种。
11.根据权利要求10所述轴手性双膦单氧配体的制备方法,其特征在于,所述还原剂为苯硅烷。
12.根据权利要求1~9中任一项所述轴手性双膦单氧配体的制备方法,其特征在于,反应在氮气或氩气条件下进行。
13.根据权利要求1~9中任一项所述轴手性双膦单氧配体的制备方法,其特征在于,反应温度为常温,反应时间为8~24h。
14.轴手性双膦单氧配体,其特征在于,其结构式如式(III-1)-式(III-11)中的任一项所示或其对映异构体。
Figure FDA0004023991050000032
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