CN116348435A - 制备二聚磷腈衍生的布朗斯台德酸的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了手性亚氨基二磷酰化合物、它们的盐、金属配合物及其衍生物的新合成方法。所述手性亚氨基二磷酰化合物可用作布朗斯台德酸/布朗斯台德碱或路易斯酸/路易斯碱介导的转化的催化剂。

Description

制备二聚磷腈衍生的布朗斯台德酸的方法
本发明描述了手性亚氨基二磷酰化合物及其盐,金属配合物及其衍生物的新合成方法。所述手性亚氨基二磷酰化合物可用作布朗斯台德
Figure BDA0004163091100000011
酸/布朗斯台德碱或路易斯酸/路易斯碱介导的转化的催化剂。
不对称抗衡阴离子定向催化(ACDC)(Angew.Chem.Int.Ed.2013,52,518-533)成为不对称催化领域的有力工具。最初,发现BINOL衍生的磷酸(Angew.Chem.Int.Ed.2004,43,1566-1568)在具有带电中间体的化学转化中诱导不对称,所述带电中间体来自手性抗衡阴离子。然而,BINOL上的3,3'-取代基远离活性中心辐射,因此缩小了产生合适的手性微环境以催化具有高立体选择性的各种简单和无偏底物的反应的可能性。因此,Lis t小组引入了一种基于C2对称亚氨基二磷酸基序的高度受限的布朗斯台德酸,该基序(motif)具有类似酶的手性环境,并已成功用于ACDC(Nature2012,483,315-319)。用吸电子取代基如=NSO2CF3(=NTf)基团取代路易斯碱性氧原子导致发现高酸性BINOL衍生的C2对称亚氨基二磷酰亚氨基酯(IDPi)(Angew.Chem.Int.Ed.2016,55,13200-13203)和亚氨基-亚氨基二磷酰亚氨酯(iIDP)(J.Am.Chem.Soc.2016,138,10822-10825),发现其在许多迄今为止无法实现的不对称化学转化中的应用,实现了优异的立体诱导(Angew.Chem.Int.Ed.2019,58,12761-12777)。
在现有专利技术中,一些亚氨基二磷酰化合物已被认为是用于某些反应的手性布朗斯台德酸催化剂或手性路易斯酸催化剂,特别是用于酮、醛、烯烃、亚胺、烯醇醚、醚、炔烃和缩醛的活化。
在专利WO 2013/104604 A1中公开了一种新的C2-对称亚氨基二磷酸酯(IDP)衍生的布朗斯台德酸,其能够催化和高度立体选择性地转化较小且组成无偏的底物
选择的实例:
Figure BDA0004163091100000021
方案1:IDP催化的实例
为了克服关于反应性(酸度)的现有障碍,IDP磷腈(phosphazene)核的路易斯碱性氧原子已被更多吸电子取代基如磺酰胺取代基取代,这使得获得新的催化剂基序(motifs),即iIDP和IDPi。已经提交了关于IDPi和iIDP催化的专利申请(WO 2017/037141A1)。
Figure BDA0004163091100000022
方案2:随着pKa的增加而增加催化反应性
高酸度和可调节酸度与模块化结构受限相结合,为不对称布朗斯台德酸催化的前所未有的转化打开了大门。此外,增加的酸度允许利用IDPi作为基于硅烷基鎓路易斯酸催化的预催化剂,代表不对称有机催化中的互补活化模式。最近实现了开创性贡献和新的里程碑反应,例如首次有机催化烯烃活化,醛替代物的选择性单羟醛缩合或广泛适用的Prins环化。此外,最近在有机催化方面取得了显著的进展,对于具有挑战性的C–C键形成反应,催化剂负载量高达亚ppm水平。上述例子说明了iIDP和IDPi催化的巨大潜力,这些潜力仅在短时间内实现-这在以前由于IDP酸度低仍然难以捉摸。
合成亚氨基二磷酸酯和亚氨基二磷酰亚胺酸酯的方法公开于WO2013104604A1和WO2017037141A1中,并且可以通过以下反应方案举例说明IDPi,其中由式(A)和式(B)组成的两种或更多种单体物质与氨或任何氨替代物(NWY2)反应,以连接可以具有下式的两种单体物质:NH3、HMDS或其盐,
Figure BDA0004163091100000031
然而,在其中两种单体物质都具有空间位阻要求的取代基的情况下,该二聚化方案已被证明是具有挑战性的并且仅提供中等至低产率的所需产物。
此外,其中X和RN彼此不同的亚氨基二磷酰亚胺酸酯的合成依赖于多步骤过程,其中在偶联过程之前需要合成两种单体物质。
然而,获得所述催化剂的一般策略依赖于Staudinger方法或在氨替代物存在下利用两个单体BINOL衍生的磷酰基单元的二聚化方案。在存在一些空间位阻要求的BINOL(例如,对于一些邻位,邻位取代的3,3'-芳基取代基)的情况下,这种二聚化方案可能不太有希望,因此可能减少创建合适的手性微环境的选择。此外,该方案可能需要延长的反应时间,添加剂并且获得的产率高度依赖于取代的BINOL的选择。
为了克服这些限制并避免使用二聚化方案,本发明人开发了一种从全氯化的双磷腈鎓盐开始制备所需的亚氨基二磷酰产物的新方法,以开发针对二聚磷腈衍生的布朗斯台德酸的高效且直接的合成以及探索手性、高度受限的磷腈衍生的布朗斯台德碱。
因此,本发明为已知和未知的手性亚氨基二磷酰化合物提供了新的改进的合成,其在所述WO2013104604A1和WO2017037141A1中部分公开以合成手性或非手性亚氨基二磷酸酯、亚氨基-亚氨基二磷酸酯和亚氨基二磷酰亚胺酸酯,可用于不对称布朗斯台德酸/路易斯酸催化和/或不对称布朗斯台德碱/路易斯碱催化。
更详细地说,本发明人已经考虑从已经包含所需二聚磷腈结构,包含离去基团的构建单元开始,该构建单元包含下式(II)
(II)
Figure BDA0004163091100000041
式(II)的所述构建单元的合成公开于US3357805A中,并且广泛应用于无机聚合物的合成。然而,尚未报道使用所述式(II)的构建单元来合成手性催化剂。
利用所述通式(II)的构建单元作为合成亚氨基二磷酰化合物的平台分子具有以下优点:
a)P–N–P核已经预先安装,因此避免了无效的二聚化过程,从而克服了空间排斥的局限性。
b)该中间体易于用选自吸电子或给电子基团的合适亲核试剂官能化
c)所有提到的亚氨基二磷酰化合物都可以从相同的中间体获得。
d)只需要一个单烧瓶操作,其是可缩放的并在短的反应时间内提供所需的亚氨基二磷酰产物,高产率和单个产物分离步骤
因此,本发明为广泛的手性亚氨基二磷酰化合物如手性亚氨基二磷酸酯(IDP),亚氨基-亚氨基二磷酸酯(iIDP)和亚氨基二磷酰亚胺酸酯(IDPi)及其衍生物或前体提供了更有效的合成。此外,遵循这一新方案可以获得一类新的手性布朗斯台德碱,这是本发明的一部分并且可以概括在下面的方案中。
更具体地,本发明涉及制备式(I)的手性亚氨基二磷酰化合物,包括其互变异构和离子形式的方法:
(I)
Figure BDA0004163091100000051
其中,在式(I)中:
-X在每个P上相同或不同并且代表O,S,Se,CRC 2或NRC,优选是O或NRC
-Z1至Z4彼此独立地相同或不同并且各自代表O,S,Se或NRC,优选O或NRC
-每个n彼此独立地相同或不同并且代表0或优选1,
-W选自氢,卤素,选自Li,Na,K,Rb,Cs,Be,Mg,Ca,Sr,Ba Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Y,Zr,Mo,Ru,Rh,Pd,Ag,Cd,W,Re,Os,Ir,Pt,Au,Hg,Al,Ga,In,Ge,Sn,Pb,AS,Sb,Bi,Se,Te,La,Sm,Eu,Yb,U的金属或阳离子有机基团,取代的硼烷-BRIRIIRIII或取代的硅-SiRIRIIRIII,其中RI、RII和RIII可以是相同的或不同的并且各自代表氢,卤素,任选地-O-键合的C1至C20直链、支链或环状脂族烃,任选地在链中具有一个或多个不饱和键或一个或多个杂原子,C5至C18杂芳族烃,C6至C18芳族烃或其部分芳烃氢化形式,每个烃任选被一个或多个选自C1至C20直链、支链或环状脂族烃的基团,或一个或多个杂取代基取代,W优选选自氢和取代的硅-SiRIRIIRIII,其中RI、RII和RIII如前所定义,
-R1、R2、R3和R4彼此独立地相同或不同,并且各自代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团、杂芳族烃基团,并且,对于n=0,F、Cl、Br、I、CN、OTf、OMs、OTs或具有离去基团性质的任何其他拟卤化物(pseudohalogenide),
当R1、R2、R3和R4各自代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团、杂芳族烃基团时,由此R1可以与R2、R3或R4中的任何一个形成键,并且R2、R3或R4中的另外两个可以彼此形成键,或者由此R1、R2、R3、R4、X1和X2可以彼此形成键;
-RC彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团、杂芳族烃基团或RN
条件是R1、R2、R3、R4或RC中的至少一个代表如前文所定义的烃基团,每个烃基团任选地进一步被一个或多个杂取代基、脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团或杂芳族烃基团取代,
其中RN是吸电子或给电子基团,在每个位置上相同或不同并且选自:
i.-烷基,-CO-烷基,-(CO)-O-烷基,亚磺酰基烷基,磺酰基烷基,磺酰基亚氨基烷基,磺酰基双亚氨基烷基,氧膦基二烷基,膦酰基烷基,烷基磷烷,N,N'-烷基咪唑烷-2-亚氨基,其中烷基是C1至C20直链、支链或环状脂族烃,任选地具有至少一个取代基,取代基选自卤素,优选F和/或Cl,氰基,硝基,亚氨基=NH,取代的亚氨基=NRC,氨基-NH2或取代的氨基-NHRC,-NRC 2,其中RC彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团,芳族烃基团或杂芳族烃基团;
ii.-芳基,-CO-芳基,-(CO)-O-芳基,亚磺酰基芳基,磺酰基芳基,磺酰基亚氨基芳基,磺酰基亚氨基磺酰基芳基,磺酰基双亚氨基芳基,氧膦基二芳基,氧膦基烷基芳基,膦酰基芳基,芳基磷烷,芳基烷基磷烷,N,N'-芳基咪唑烷-2-亚胺基,N-芳基-N'-烷基咪唑烷-2-亚胺基,其中芳基是C6至C18芳族烃,任选具有至少一个取代基,取代基选自卤素,优选F和/或Cl,C1至C6脂族烃,任选具有至少一个取代基,取代基选自卤素,优选F和/或Cl,氰基,硝基,亚氨基=NH,取代的亚氨基=NRC,氨基-NH2或取代的氨基-NHRC,-NRC 2,其中RC彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团或杂芳族烃基团;
iii.-杂芳基,-CO-杂芳基,-(CO)-O-杂芳基,亚磺酰基杂芳基,磺酰基杂芳基,-(P=O)-二杂芳基,氧膦基二杂芳基,氧膦基芳基杂芳基,氧膦基杂芳基烷基,膦酰基杂芳基,杂芳基磷烷,杂芳基芳基磷烷,杂芳基芳基烷基磷烷,N,N'-杂芳基咪唑烷-2-亚胺基,N-杂芳基-N'-烷基咪唑烷-2-亚胺基,N-杂芳基-N'-芳基咪唑烷-2-亚胺基,其中杂芳基是C2至C18杂芳族烃,任选具有至少一个取代基,取代基选自卤素,优选F和/或Cl,C1至C6脂族烃,任选具有至少一个取代基,取代基选自卤素,优选F和/或Cl,氰基,硝基,亚氨基=NH,取代亚氨基=NRC,氨基-NH2,或取代的氨基-NHRC,NRC 2,其中RC彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团,芳族烃基团或杂芳族烃基团;
由此对于那些具有至少一个C=O、S=O或P=O部分的i.)、ii.)和iii.)的基团,=O可以被亚氨基=N-R'替代,和/或对于那些具有至少一个C-OR、S-OR或P-OR部分的i.)、ii.)和iii.)的基团,-OR可以被氨基-NR'R”替代,其中R'和R”彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团或杂芳族烃基团,
所述方法包括在至少一个反应步骤中使式(II)的双磷腈化合物:
(II)
Figure BDA0004163091100000071
其中,在式(II)中:
-每个Q彼此独立地相同或不同并且代表F、Cl、Br、I、CN、OTf、OMs、OTs或具有离去基团性质的任何其他拟卤化物,并且
-A-代表卤化物或弱配位阴离子,
与存在于一至六种任选手性化合物上的一至六个亲核基团反应的步骤:
-其中一个或两个彼此可以相同或不同的亲核基团XW存在于式(III)XWW2的一至两种任选手性二价化合物上,其中XW具有O、S、Se、CRC 2或NRC中的任何一个的含义;其中RC具有上述定义的含义;优选O或NRC,并且W具有如上定义的含义,优选H,
-其中至多四个亲核基团ZW,其彼此可以相同或不同并且存在于式(IV)RCZW nW的一至四种任选手性单价化合物上,其中RC具有如上定义的含义,ZW在每个化合物上相同或不同并具有Z1至Z4中任一个的含义,并且W和n具有如上定义的含义,
其中:至少一个亲核基团XW存在于式(III)XWW2的一至两种任选手性二价化合物上,其中XW具有CRC 2或NRC任何一个的含义;其中RC具有上述定义的含义,或者
至少一个,优选至少两个亲核基团ZW存在于式(IV)RCZW nW的一至四种任选手性单价化合物上,其中RC、ZW、W和n具有如上定义的含义,
与式(II)化合物反应,
条件是,在式(I)中,R1至R4中的至少一个是手性的,或R1至R4中的至少两个形成手性基团,或至少一个P或至少一个S是手性的。
如上文针对本发明方法所定义的,式(II)的双磷腈化合物上的至少一个Q取代基在所述至少一个反应步骤中与存在于式(III)XWW2的二价化合物上或存在于式(IV)RCZW nW的单价化合物上的亲核基团反应,导致P上的Q取代基的首次取代。取决于反应配偶体(reaction partner),在双磷腈结构上形成X=P基团或R-Zn-P基团。如果需要,取决于直至所有Q取代基完全取代的摩尔比,可以通过存在于二价化合物或单价化合物上的亲核基团替代对另外的Q取代基进行取代。
该反应不是苛刻(critical)的,并且可以在温和条件下进行,例如在环境温度和大气压下,如果需要,在普通极性和非极性有机溶剂中,例如吡啶、甲苯、DMF、THF、DCM、CHCl3,优选在甲苯或吡啶中,在惰性气氛下,以及如果需要,在反应配偶体存在下,作为一锅合成或多步合成,得到所需化合物。
在本发明的上下文中,脂族烃基团通常代表C1至C50烃基团,优选C1至C20烃基团或C1至C6烃基团,其可以是直链、支链或环状,杂脂族烃基团通常代表在链中具有氧或氮的C1至C20碳原子基团,芳族烃基团代表C6至C22碳原子芳族系统,任选地包括具有1至6个碳原子的脂族烃基团取代基,并且杂芳族烃基团代表C5至C18碳原子杂芳族系统,优选在杂芳族系统中具有氧和/或氮,任选地包括具有1至6个碳原子的脂族烃基取代基。每种所述烃可以被一种或多种杂取代基取代。
作为式(III)XW2的任选手性二价化合物中的亲核二价基团XW,O、S、Se、CRC 2或NRC(其中RC具有如上文所定义的含义)中的任何一个与具有如上文所定义的含义的两个W结合并且可以在亲核进攻中替代化合物(II)上的一个Q并在接下来的步骤中形成X=P双键。如果需要并且取决于反应条件,式(III)XW2的第二种任选手性二价化合物的第二亲核进攻导致在化合物(II)的另一个P上替代一个Q,并且在第二步中形成第二个X=P双键。
所述一个或两个亲核二价基团XW优选存在于式(III)XWW2的两种或一种任选手性二价化合物上,其中XW具有CRC 2或NRC任何一个的含义,其中RC和W具有如上文所定义的含义。在两个亲核二价基团XW存在于式(III)XWW2的一种任选手性二价化合物上的情况下,XW基团彼此形成键。优选地,式(III)XWW2的任选手性二价化合物由RC-NH2或RN-NH2或它们相应的盐表示。
作为式(IV)RCZW nW的任选手性单价化合物中的亲核单价基团ZW,其中RC具有如上文所定义的含义,O、S、Se或NRN中的任何一个与具有如上文所定义的含义的一个W结合并且可以在亲核进攻中替代化合物(II)上的一个Q并形成ZW-P键。如果需要并且取决于反应条件,第二、第三和第四亲核进攻导致也在化合物(II)的其它P上逐步取代一个Q并且在接下来的步骤中形成进一步的ZW-P键。
亲核单价基团ZW优选作为两个基团存在于式(IV)RCZW nW的一种任选手性单价化合物上,其中RC具有如上所定义的含义,ZW在每种化合物上相同或不同并且具有Z1至Z4中的任何一个的含义;W和n具有如上定义的含义。
式(II)化合物的任何Q的亲核取代反应可以在加入各自的反应配偶体之后逐步进行,或者在一锅合成中同时进行。
优选地,所述式(IV)的一种任选手性化合物,其可以是相同的或不同的,由式(V)的结构单元表示:
Figure BDA0004163091100000101
在式(V)的结构单元中,R1至R4,Z1至Z4和W具有如上定义的含义。
在式(V)的结构单元的优选实施方案中,R1至R4具有如上定义的含义,Z1至Z4彼此独立地由O或N表示,W是氢。
更优选地,所述式(V)式的结构单元是相同或不同的,并且由以下表示:BINOL、VANOL、VAPOL、TADDOL、SPINOL,或者作为对应于R1,3-R2,4,包括1,1'-联萘基,8H-1,1-联萘基,联苯基,3,3'-(二苯基)-2,2'-联萘基,联苯基,2,2'-二苯基-3,3'-联菲基,1,1'-联蒽基,1,1'-联菲基或其部分芳烃氢化形式,2,2-二甲基-1,3-二氧戊环基,C2至C18烷基链,螺二茚基(spirobiindanyl),四氢螺二萘基(tetrahydrospirobinaphthalenyl),对环芳烷基(paracyclophanyl),金属茂基(metallocenyl),其中Z1至Z4彼此独立地由O或N表示,W为氢。
如上所述,全卤代磷腈由式(II)表示,其中Q表示任何卤素(F、Cl、Br、I)或具有拟卤素能力的离去基团(OTf、OMs、OTs、CN、-OCN、-NCO-SCN、-NCS)。相应的抗衡阴离子A-可以是任何卤化物或弱配位阴离子,例如F-、Cl-、Br-、I-、BF4 -、BCl4 -、BBr4 -、B(CN)4 -、SbF6 -、SbCl6 -、PF6 -、PCl6 -、PBr6 -,并且只要不负面影响反应,就不受限制。
根据本发明,具有拟卤素能力的离去基团意味着卤素的多原子类似物,其化学性质类似于真正的卤素,允许它们替代几类化合物中的卤素。
取决于亲核基团的数目和亲核基团与全卤代磷腈的反应步骤顺序,本发明涵盖了本发明方法的数个实施方案。因此,出于示例目的,列出了本发明的以下实施方案。
在本发明方法的一个实施方案中,制备如上定义的式(I)的手性亚氨基二磷酰化合物,其中在第一反应步骤中,存在于式(III)XWW2的一种任选手性化合物上的一个亲核基团XW或分别存在于式(III)XWW2的一种或两种任选手性化合物上的两个亲核基团XW,与式(II)的双磷腈化合物反应,并且在第二步骤中,任选地使在第一反应步骤中获得的反应产物与以下反应:
-与猝灭剂反应以去除任何剩余的Q基团,或优选
-与至多四个亲核基团反应,其彼此可以相同或不同并且存在于式(IV)RCZW nW的一至四种任选手性化合物上,其中RC具有如上定义的含义,ZW在每种化合物上相同或不同并具有任何Z1至Z4的含义,并且其与第一步的反应产物反应,由此,在第二步中获得的反应产物任选地与猝灭剂反应以除去任何剩余的Q基团,
其中XW、W、R1、R2、R3、R4、RN和n具有权利要求1中定义的含义。
关于亲核基团XW的数目,存在于式(III)XWW2的一种任选手性化合物上的一个亲核基团XW或分别存在于式(III)XWW2的一种或两种任选手性化合物上的两个亲核基团XW,与式(II)的双磷腈化合物反应并如下形成一个或两个P=X基团:
Figure BDA0004163091100000121
在接下来的步骤中,可以进一步替代1至4个Q,每个通过与猝灭剂如水、二甲基甲酰胺(DMF)、任何水反应类似物如硅氧烷、氢氧化物盐、碱金属氧化物、金属氧化物反应或优选通过在亲核进攻中与1至4个亲核基团ZW反应,所述亲核基团彼此相同或不同并且存在于式(IV)RCZW nW的至多四种任选手性化合物上,优选式(IV)RCZW nW的一种或两种任选手性化合物上的两个亲核基团ZW,任选地接着使任何剩余的Q在亲核进攻中与猝灭剂如水反应,得到iIDP化合物。
或者,一至四个亲核基团ZW,其彼此可以相同或不同并且存在于式(IV)RCZW nW的一种,优选两种,至四种任选手性化合物上,与式(II)的双磷腈化合物反应,导致在第一个步骤中得到化合物:
Figure BDA0004163091100000131
和在进一步的步骤中得到:/>
Figure BDA0004163091100000132
直至最终化合物:
Figure BDA0004163091100000133
在所述反应途径中,P原子上的RC基团优选桥连,例如,作为联苯或联萘样结构。所述最终化合物
Figure BDA0004163091100000134
可进一步与猝灭剂如水反应以获得IDP化合物,或可供选择地,与一个或两个亲核基团XW反应,一个亲核基团XW存在于式(III)XWW2的一种任选手性化合物上,或两个亲核基团XW存在于式(III)XWW2的一种或两种任选手性化合物上,以获得iIDP化合物或IDPI化合物。
在本发明制备式(I)手性亚氨基二磷酰化合物的方法的优选实施方案中,在第一反应步骤中使四个亲核基团ZW,其彼此可以相同或不同并且存在于式(IV)RCZW nW的两到四种任选手性化合物上,其中RC具有如上所定义的含义并且n为0或1,与式(II)的双磷腈化合物反应,并且在第二反应步骤中,将在第一步骤中获得的反应产物任选地与猝灭剂反应,用于去除剩余Q基团,其中XW、ZW、W、R1、R2、R3、R4、RC、RN和n具有如上所定义的含义。
在本发明方法的另一个实施方案中,两个亲核基团XW(其为CRC 2或NRC)和四个亲核基ZW(其彼此可以相同或不同并且可以存在于式(IV)RWZW nW的两到四种任选手性化合物上,其中RC具有如上定义的含义,n为0或1,存在于一种任选的手性化合物上,与式(II)的双磷腈化合物(其中XW、ZW、W、R1、R2、R3、R4、RC、RN和n具有如上定义的含义)逐步反应。在该特定实施方案中,能够与式(II)的双磷腈化合物反应的六个亲核基团存在于单个化合物上,例如脂族烃链或芳族烃链或其组合,例如在具有四个仲胺基团和两个伯胺基团的脂族烃链中,所有胺基团在链中适当保持距离,以允许与式(II)的双磷腈化合物的卤素进行相应的取代反应。
在本发明方法的另一个实施方案中,其中四个亲核基团ZW,其彼此可以相同或不同并且存在于式(IV)RCZW nW的两种任选手性化合物上,其中RC具有如上所定义的含义并且n为0或1,与式(II)的双磷腈化合物反应
(II)
Figure BDA0004163091100000141
其中,在式(II)中:
-每个Q彼此独立地相同或不同,并且代表F、Cl、Br、I、CN、
OTf、OMs、OTs或具有离去基团性质的任何其他拟卤化物,并且
-其中A-代表卤化物或弱配位阴离子,
所述式(IV)RCZW nW的两种任选手性化合物,其可以相同或不同,由式(V)的结构单元表示:
Figure BDA0004163091100000142
其中ZW、Z1、Z2、Z3、Z4、W,其可以彼此相同或不同,R1、R2、R3、R4、RC、RN和n具有如上定义的含义。在所述式(V)的结构单元中,烃部分R1,2和R3,4桥联/键合在一起,以形成烃环。在所述式(V)的结构单元中,Z可以相同或不同,并且优选为O或NRC
所述式(V)的结构单元相同或不同,优选由以下表示:BINOL、VANOL、VAPOL、TADDOL、SPINOL,或包括1,1'-联萘基,8H-1,1-联萘基,联苯基,3,3'-(二苯基)-2,2'-联萘基,联苯基,2,2'-二苯基-3,3'-联菲基,1,1'-联蒽基,1,1'-联菲基或其部分芳烃氢化形式,2,2-二甲基-1,3-二氧戊环基,C2至C18烷基链,螺二茚基(spirobiindanyl),四氢螺二萘基(tetrahydrospirobinaphthalenyl),对环芳烷基(paracyclophanyl),金属茂基(metallocenyl),被作为Z1至Z4中的任何一个的O或NRC取代,以及
其中前述化合物中的每一个任选地被一个或多个取代基取代,所述取代基在每个位置上可以相同或不同,并且各自选自氢,杂取代基,C1至C20脂族烃,任选具有一个或多个不饱和键,C6至C18芳族烃或C5至C18杂芳族烃,所述烃可被一个或多个杂取代基取代。
在本发明方法的另一个实施方案中,所述式(V)的结构单元相同或不同,并由式(VI)、其部分芳烃氢化形式如8H-binol,或由式(VII)表示:
Figure BDA0004163091100000151
其中在所述式(VI)和(VII)中,所述取代基R在每个位置上可以相同或不同,并且各自选自氢、杂取代基、任选具有一个或多个不饱和键的C1至C20脂族烃、C6至C18芳族烃或C5至C18杂芳族烃,所述烃可被一个或多个杂取代基取代,并且两个所述取代基R可以彼此形成脂族或芳族环系统,并且其中ZW和W如权利要求1所定义。
因此,本发明方法的一个实施方案涉及制备如上定义的式(I)的手性亚氨基二磷酰化合物的方法,其中由式(VI)、其部分芳烃氢化形式或由式(VII)表示的化合物:
Figure BDA0004163091100000161
其中,在所述式(VI)和(VII)中,所述取代基R在每个位置上可以相同或不同,并且各自选自氢、杂取代基、任选具有一个或多个不饱和键的C1至C20脂族烃、C6至C18芳族烃或C5至C18杂芳族烃,所述烃可被一个或多个杂取代基取代,并且两个所述取代基R可以彼此形成脂族或芳族环系统,并且其中ZW彼此独立地相同或不同,并且各自代表O或NRC,其中RC彼此独立地代表脂族烃基、杂脂族烃基团、芳族烃基或杂芳族烃基团、或如上所定义的RN,并且每个W彼此独立地表示氢、卤素、选自Li、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Al、Ga、In、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se、Te、La、Sm、Eu、Yb、U的金属或阳离子有机基团,如权利要求1所述的取代的硼烷-BRIRIIRIII或取代的硅-SiRIRIIRIII,优选W是氢,
任选地以化学计量摩尔过量,任选地以至少两倍化学计量摩尔过量与式(II)的双磷腈化合物反应:
(II)
Figure BDA0004163091100000171
其中,在式(II)中:
-每个Q彼此独立地相同或不同,并且代表F、Cl、Br、I、CN、OTf、OMs、OTs或具有离去基团性质的任何其他拟卤化物,优选卤素如Cl,和
-其中A-代表卤化物或弱配位阴离子,以及
所获得的反应产物进一步a)与水或b)与具有式RCNH2的化合物反应,其中RC具有R1至R4中的任何一个的含义,由此R1、R2、R3和R4各自代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团或杂芳族烃基团,或如上文定义的RN的含义,优选RN的含义,或图4中所示的任何化合物的含义,以及在后一种b)情况与水或与另一种化合物RCNH2反应,其中RC具有如上所定义的第一反应步骤的含义。因此,本发明方法可用于以方便的方式制备IDP、iIDP或IDPI结构或任何中间结构,其中并非每个Q基团都被替代。
也可以还原所述步骤顺序,并使式(II)的双磷腈化合物首先与一种或两种RCNH2化合物反应,然后与式(VI)所示的化合物、其部分芳烃氢化形式或式(VII)所示化合物反应。
因此,本发明的方法可以以有效的方式得到任一下式所示的化合物:
Figure BDA0004163091100000172
或部分芳烃氢化形式,其中至少一个芳族核已被氢化,其中,在所述式中,取代基R在每个位置上可以相同或不同,并且各自选自氢、杂取代基、C1至C20脂族烃,任选具有一个或多个不饱和键,C6至C18芳族烃或C5至C18杂芳族烃,所述烃可被一个或多个杂取代基取代,并且两个所述取代基R可彼此形成脂族或芳族环系;Z1至Z4彼此独立地相同或不同,并且各自代表O或NRC;X在每个P上相同或不同并且表示O或NRC,RC具有上述定义的含义,W具有上述定义的含义。
如上所述,本发明方法使得可以制备广泛的化合物,这些化合物的获得在现有技术中存在困难和/或只有通过认真努力才有可能可获得。
在上述方案中,定义如下:
R1、R2、R3和R4在下文中进一步定义,并且通常彼此独立地相同或不同,并且各自是如上所定义的脂族、杂脂族、芳族或杂芳族烃基团,各自任选地进一步被一个或多个杂取代基、脂族、杂脂族、芳香族或杂芳香族烃基团取代,其中R1可以与R2、R3或R4中的任何一个形成环系,并且R2、R3和R4中的另外两个可以彼此形成环系。
Z1至Z4彼此独立地相同或不同,并且表示O、S、Se或NRC,优选O或NRC
W是能够与亚氨基二磷酰部分形成键的取代基,并在下文中进一步定义。
RN表示吸电子或给电子基团,在每个位置上相同或不同,并选自:
i.-烷基,-CO-烷基,-(CO)-O-烷基,亚磺酰基烷基,磺酰基烷基,磺酰基亚氨基烷基,磺酰基双亚氨基烷基,氧膦基二烷基,膦酰基烷基,烷基磷烷,N,N'-烷基咪唑烷-2-亚氨基,其中烷基是C1至C20直链、支链或环状脂族烃,任选地具有至少一个取代基,取代基选自卤素,优选F和/或Cl,氰基,硝基,亚氨基=NH,取代的亚氨基=NRC,氨基-NH2或取代的氨基-NHRC,-NRC 2,其中RC彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团,芳族烃基团或杂芳族烃基团;
ii.-芳基,-CO-芳基,-(CO)-O-芳基,亚磺酰基芳基,磺酰基芳基,磺酰基亚氨基芳基,磺酰基亚氨基磺酰基芳基,磺酰基双亚氨基芳基,氧膦基二芳基,氧膦基烷基芳基,膦酰基芳基,芳基磷烷,芳基烷基磷烷,N,N'-芳基咪唑烷-2-亚胺基,N-芳基-N'-烷基咪唑烷-2-亚胺基,其中芳基是C6至C18芳族烃,任选具有至少一个取代基,取代基选自卤素,优选F和/或Cl,C1至C6脂族烃,任选具有至少一个取代基,取代基选自卤素,优选F和/或Cl,氰基,硝基,亚氨基=NH,取代的亚氨基=NRC,氨基-NH2或取代的氨基-NHRC,-NRC 2,其中RC彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团或杂芳族烃基团;
iii.-杂芳基,-CO-杂芳基,-(CO)-O-杂芳基,亚磺酰基杂芳基,磺酰基杂芳基,-(P=O)-二杂芳基,氧膦基二杂芳基,氧膦基芳基杂芳基,氧膦基杂芳基烷基,膦酰基杂芳基,杂芳基磷烷,杂芳基芳基磷烷,杂芳基芳基烷基磷烷,N,N'-杂芳基咪唑烷-2-亚胺基,N-杂芳基-N'-烷基咪唑烷-2-亚胺基,N-杂芳基-N'-芳基咪唑烷-2-亚胺基,其中杂芳基是C2至C18杂芳族烃,任选具有至少一个取代基,取代基选自卤素,优选F和/或Cl,C1至C6脂族烃,任选具有至少一个取代基,取代基选自卤素,优选F和/或Cl,氰基,硝基,亚氨基=NH,取代亚氨基=NRC,氨基-NH2,或取代的氨基-NHRC,NRC 2,其中RC彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团,芳族烃基团或杂芳族烃基团;
其中对于那些具有至少一个C=O、S=O或P=O部分的i.)、ii.)和iii.)的基团,=O可以被亚氨基=N-R'替代,和/或对于那些具有至少一个C-O-、S-O-或P-O-部分的i.)、ii.)和iii.)的基团,-O-部分可以被氨基-NR'R”替代,其中R'和R”彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团或杂芳族烃基团。
因此,含氧原子=O或-O-的RN基团可以进一步被修饰,其中一个或所有氧原子被其他吸电子基团替代,其可以用R′和R″表示如下:
Figure BDA0004163091100000201
在两个氧原子被选自上述实例的吸电子基团替代的情况下,吸电子基团可以彼此相同或不同。RN的进一步示例如图4所示。
Yagupolskii等人已经公开了用吸电子取代基替代氧原子(J.Chem.Soc.PerkinTrans.2,2002,1950-1955)。然而,本发明人发现了一种更适用和更安全的替代方法来合成这些更高级同系物(R′和R″),这些同系物用于如上文和下文实验部分详述的本发明方法中。
然而,另一方面,本发明人还发现了将给电子基团引入系统的方式,特别是具有给电子取代基的脂肪族或芳族烃基团,例如-O-烷基,-O-芳基,-O-杂芳基,氨基,其中氨基任选地被如上所定义的RC进一步取代,亚氨基,其中亚氨基任选地被如上所定义的RC进一步取代,等等,如上文和下文实验部分详述。
在本申请的范围内,表述“亚氨基二磷酰化合物”应理解为包括其衍生物,其中氨基磷酰亚胺酯部分的一个或多个氧原子被如上定义的S、Se、NRN替代,只要它们是手性的,并优选是对映纯(enantiopure)。
定义
在下文中,应理解,上述式(I)以及本文所用的任何其他式包括任何互变异构形式。在这方面,互变异构和极化键Wδ+-Nδ-被理解为被所述定义涵盖。
在本申请的范围内,表达“亚氨基二磷酰化合物”应理解为包括其衍生物,其中亚胺二膦酰部分的一个或多个氧原子被如上定义的S、Se、NRC替代,或者其中RC直接连接到亚氨基二磷酰部分,只要它们是非手性或手性的,优选是对映纯的。
在上面的式(I)和下面的衍生式中,应当理解,本发明的手性亚氨基二磷酰化合物的任何互变异构形式以及其任何带电形式(包括任何阴离子形式)都将包含在所述式的表示中。还应理解,即使所有基团R1至R4或RN都是非手性基团,亚氨基二磷酰化合物也可以具有固有的手性。因此,如果P被四个不同的取代基取代,则本发明化合物也可能存在手性。
在上式(I)中,R1至R4中的任一个各自且彼此独立地选自C1至C20直链、支链或环状脂族烃,任选具有一个或多个不饱和键,例如C1-C20-烷基,C2-C20-烯基或C2-C20-炔基,选自C3-C8-杂环烷基或选自C6-C20芳族烃和部分芳烃氢化形式如芳基,芳基-(C1-C6)-烷基,杂芳基-(C1-C6)-烷基,每个脂族或芳族烃任选被选自C1至C20直链、支链或环状脂族烃,选自C6至C20芳族烃和部分芳烃氢化形式或选自杂取代基的一个或多个基团取代。
R1和R2也可以与P、Z1和Z2一起形成环系统,并且独立地,R3和R4也可以分别与P、Z3和Z4一起形成环系统。R1至R4中的任一个可以是手性的或可以包含至少一个手性中心,或者R1和R2和/或R3和R4可以分别形成手性基团。
在上述式(I)中,R1还可以与R2、R3或R4中的任何一个形成环系,并且R2、R3和R4中的另外两个可以彼此形成环系。因此,一个环系统可以形成在一个磷酰单元上,或者可以将一个磷酰单元连接到酰胺中心部分(amide center moiety)任一侧的另一磷酰单元。
在上述式(I)中,W是能够与亚氨基二磷酰部分形成键的取代基,其可以是离子键或共价键,其也可以是被极化的,因此,W选自氢,卤素,金属如Li、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg、Al、Ga、In、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se、Te、La、Sm、Eu、Yb、U或阳离子有机基团、取代的硼烷-BRIRIIRIII或取代的硅-SiRIRIIRIII,其中RI、RII和RIII可以相同或不同,并且各自代表氢,卤素,任选-O-键合的C1至C20直链、支链或环状脂族烃,任选地在链中具有一个或多个不饱和键或一个或多个杂原子,C5至C18杂芳族烃,C6至C18芳族烃或其部分芳烃氢化形式,每个烃任选地被一个或多个基团取代,所述基团选自C1至C20直链、支链或环状脂族烃,或一个或多个杂取代基,W优选选自氢和取代的硅–SiRIRIIRIII,其中RI、RII和RIII如前文所定义,W为氢或上述取代的硅基团被有利地使用。
在方案3中,举例说明了可能的阳离子基团。
方案3:可能的阳离子有机基团M+XA -的实例
Figure BDA0004163091100000231
R3Si+,R2B+,I+其中R=alkyl,aryl XA -
硅烷基鎓、硼烷基鎓和碘鎓盐
Figure BDA0004163091100000232
“其部分芳烃氢化形式”的表述应理解为,在芳族结构包括一个以上的芳族环的情况下,例如萘,至少一个芳族环可被部分或完全氢化,剩余一个芳族环。
阴离子形式可以由用于形成离子对的任何阳离子补充。
在上述式(I)的实施方案中,Z1至Z4独立地表示O、S、Se或NRC,优选O或NRC,并且X、R1至R4、RC、RN以及W如前文所定义。在这些式(I)和(II)中,所述结构还可以包括分别为(R1、R2、Z1、Z2和-PX-)或(R3、R4、Z3、Z4和-PNRN-)的五至十元环结构,其中R1至R4、Z1至Z4、n、RC、RN、X和W如上文所定义。
以下定义同样适用于各个基团R、RC、RN和R1至R4,如下所述。
根据本发明定义的杂取代基可以选自OH,F,Cl,Br,I,CN,NO2,I-RS 2,NO,NCO,-NCS,-SCN,SO3H,单卤甲基,二卤甲基,三卤甲基,CF(CF3)2,SF5,脂族,芳族,杂芳族,伯,仲,叔胺或铵,通过N原子结合,-O-烷基(烷氧基),-O-芳基,-O-杂芳基-O-SiRS 3,-S-S-RS,-S-RS,-S(O)-RS,-S(O)2-RS,-COOH,-CO2-RS,-BRS 2,-PRS 2,-OPRS 2,酰胺,通过C或N原子结合,甲酰基,-C(O)-RS,-COOM,其中M是金属,如Li,Na,K,Cs,Ag。RS可以彼此独立地相同或不同,并且各自是脂族、杂脂族、芳族或杂芳族基团,各自任选被一个或多个杂取代基,脂族、杂脂族、芳族或杂芳族基团进一步取代;和/或任选地由-O-原子桥接,表示卤化物
包括烷基、烯基和炔基的脂族烃可以包括直链、支链和环状烃。
杂脂肪族是包括烷基、烯基和炔基的烃,其可包括直链、支链和环状烃,其中一个或多个碳原子被杂原子取代。
更详细地,C1-C20烷基可以是直链或支链的,并且具有1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20个碳原子。烷基可以是C1-C6烷基,特别是甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基,同样是戊基、1-、2-或3-甲基丙基、1,1-、1,2-或2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、己基、1-、-2-、3-或4-甲基戊基、1,1-,1,2-,1,3-,2,2-,2,3-或3,3-二甲基丁基、1-或2-乙基丁基、1-乙基-1-甲基丙基、1-乙基-2-甲基丙基、1,1,2-或1,2,2-三甲基丙基。取代的烷基是三氟甲基、五氟乙基和1,1,1-三氟乙基。
环烷基可以是环丙基、环丁基、环戊基、环己基或环庚基。
烯基可以是C2-C20烯基。炔基可以是C2-C20炔基。
所述不饱和烯基或炔基可用于将本发明化合物连接到载体例如聚合物上以用作固定化催化剂。
卤素是F、Cl、Br或I。
烷氧基优选为C2-C10烷氧基,例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、叔丁氧基、丁氧基和戊氧基等及其异构体。
具有一个或多个选自N、O和S的杂原子的C3-C8-杂环烷基优选为2,3-二氢-2-、-3-、-4-或-5-呋喃基,2,5-二氢-2-,-3-,-4-或-5-呋喃基,四氢-2-或-3-呋喃基,1,3-二氧戊环-4-基,四氢-2-或-3-噻吩基,2,3-二氢-1-、-2-、3-、4-或-5-吡咯基,2,5-二氢-1-,2-,-3-,4-或-5吡咯基,1-,2-或3-吡咯烷基,四氢-1-,-2-或-4-咪唑基,2,3-二氢-1-、-2-、-3-、-4-或-5-吡唑基,四氢-1-、-3-或-4-吡唑基,1,4-二氢-1-、2-、3-或-4-吡啶基,1,2,3,4-四氢-1-、-2-、-3-、-4-、5-或-6-吡啶基,1-、2-、3-或4-哌啶基,2-、3-或4-吗啉基,四氢-2-、-3-或-4-吡喃基,1,4-二噁烷基,1,3-二噁烷-2-、-4-或-5-基,六氢-1-、-3-或-4-哒嗪基,六氢-1-、-2-、-4-或-5-嘧啶基,1-、2-或3-哌嗪基,1,2,3,4-四氢-1-、-2-、3-、-4-、-5-、-6-、-7-或-8-喹啉基,1,2,3,4-四氢-1-、2-、-3-、-4-、-5、-6-、7-或-8-异喹啉基,2-、3-、5-、6-、7-或8-3,4-二氢-2H-苯并-1,4-噁嗪基。
任选取代是指未取代的或单取代、二取代、三取代、四取代、五取代,或甚至进一步取代烃上的各个氢,例如全取代。
芳基可以是C6至C22芳族烃,并且可以是苯基、萘基、蒽基、菲基或联苯基
芳基烷基可能是苄基。
杂芳基可以是C5至C18杂芳族烃,并且可以具有一个或多个选自N、O和S的杂原子,并且优选为2-或3-呋喃基,2-或3-噻吩基,1-、2-或-3-吡咯基,1-、2-、4-或5-咪唑基,1-、3-、4-或5-吡唑基,2-、4-或5-噁唑基,3-、4-或5-异噁唑基,2-、4-或5-噻唑基,3-、4-或5-异噻唑基,2-、3-或4-吡啶基,2-、4-、5-或6-嘧啶基,还优选1,2,3-三唑-1-、-4-或-5-基,1,2,4-三唑-1-、-3-或-5-基,1-或5-四唑基,1,2,3-噁二唑-4-或-5-基,1,2,4-噁二唑-3-或-5-基,1,3,4-噻二唑-2-或-5-基,1,2,4-噻二唑-3-或-5基,1,2,3-噻二唑-4-或-5-基,3-或4-哒嗪基,吡嗪基,1-、2-、3-、4-、5-、6-或7-吲哚基,4-或5-异吲哚基,1-、2-、4-或5-苯并咪唑基,1-、3-、4-、5-、6-或7-苯并吡唑基,2-、4-、5-、6-或7-苯并噁唑基,3-、4-、-5-、6-或7-苯并异噁唑基,2-、-4-、5-、6-或7-苯并噻唑基,2-、4-、5-、6-或7-苯并异噻唑基,4-、5-、6-或7-苯并-2,1,3-噁二唑基,2-、3-、4-、5-、6-、7-或8-喹啉基,1-、3-、4-、5-、6-、7-或8-异喹啉基,3-、4-、5-、6-、7-或8-噌啉基,2-、4-、5-、6-、7-或8-喹唑啉基,5-或6-喹喔啉基,2-、3-、5-、6-、7-或8-2H-苯并-1,4-噁嗪基,也优选1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基、1,4-苯并二噁烷-6-基、2,1,3-苯并噻二唑-4-或5-基或2,1,3-苯基噁二唑-5-基。
在如式(VI)或(VII)所示的本发明方法的优选实施方案中,-O-P键或-NRC-P键附近的R中的至少一个不是氢,并且选自甲基、乙基、异丙基、环己基、环戊基、苯基、2,4,6-三异丙基苯基、2,4,6-三乙基苯基、2,6-二甲基苯基、2,6-二乙基苯基、2-异丙基苯基、5-甲基-2-异丙基苯基、均三甲苯基、9-菲基、9-蒽基、二茂铁基、N-(全氟苯基)乙酰胺、N-(4-氯苯基)乙酰胺、N-(萘-1-基)乙酰胺、N-二苯甲基乙酰胺、N-(2,6-二异丙基苯基)乙酰胺、6,8-二甲基芘-2-基、2-芘基、1-蒽基、珊瑚烯、卟啉、1-萘基、2-萘基、4-联苯基、3,5-(三氟甲基)苯基、3-(五氟硫基)苯基、4-(五氟硫基)苯基,3,5-二(五氟硫基)苯基、芴基、叔丁基、三甲基甲硅烷基、叔丁基二甲基甲硅烷基、苯基二甲基甲硅烷基、甲基二苯基甲硅烷基,三-均三甲苯基甲硅烷基、三苯基甲硅烷基,3-硝基苯基、4-硝基苯基和2,6-甲基-4-丁基苯基、三氟甲基、非支化(直链)和支化(C1-C12)-全氟烷基、3,4,5-三氟苯基、1,3-双(全氟丙烷-2-基)苯基,1,3-双(全氟丁基)苯基和/或五氟苯基以及氟化物、氯化物、溴化物、碘化物、COOH、B(OH)2、B(烷基)2、B(O-烷基)2、B(频哪醇)、BF3X,其中X=Li、Na或K、OTf。其他基团优选为氢。
取代的氨基或取代的亚氨基是指被一个或两个选自C1至C20脂族烃、C6至C18芳族烃或C5至C18杂芳族烃的烃基取代的氨基或亚氨基,所有这些烃基可以任选地被一个或多个杂取代基,优选卤素、氨基、C1至C6烷氧基取代。
根据本发明方法制备的化合物可以在本领域技术人员本身熟知的方法步骤中转化为有机盐、金属盐或金属配合物。
附图和实施例进一步解释和说明了本发明
在说明书附图中:
图1概括描述了本发明合成路径和亚氨基二磷酰衍生的布朗斯台德酸的性质;
图2 A-C更详细地说明了本发明的反应方案;
图3 A-B比较了本发明合成和之前策略的结果;
图4解释说明了在本发明方法中特别有用的一些式(VI)和(VII)化合物;
图5 A-C解释说明了在本发明方法中特别有用的一些基团RN
实验
实施例1:(三甲基甲硅烷基)亚氨基磷酰三氯的合成
Figure BDA0004163091100000281
在带有滴液漏斗的500mL火焰干燥双颈圆底烧瓶中加入乙醚(200mL)、六甲基二硅氮烷(12.5mL,60mmol),冷却至0℃(冰浴),然后在0℃下5分钟内加入正丁基锂(24mL(2,5M己烷中),60mmol)。将溶液在0℃下再搅拌30分钟,然后让其温热至室温,形成无色悬浮液。将悬浮液再次冷却至0℃(冰浴),然后在2分钟内滴加三氯化磷(5.2mL,60mmol)。在完全加入三氯化磷后除去冷却浴,使乳白色反应混合物升温至室温并在室温下再搅拌30分钟。将乳白色悬浮液冷却至0℃(冰浴),然后滴加硫酰氯(6mL,60mmol)。使无色悬浮液再次升温至室温并在室温下再搅拌60分钟,然后在之前干燥的硅藻土垫(schlenk玻璃料,硅藻土高度3cm)上进行惰性过滤,以获得无色滤液,该滤液在0℃、惰性条件下小心浓缩(130毫巴至30毫巴)。然后在静态真空(5毫巴,25至40℃)下通过球对球蒸馏(bulb to bulbdistillation)纯化所得高粘度油,冷凝所需产物–78℃。分离出无色粘性油状的(三甲基甲硅烷基)亚氨基磷酰三氯(12g,89%)。
过程基于参考文献:Inorg Chem.2002,41,1690
实施例2A:六氯双磷腈鎓六氯磷酸盐(HCCP)的合成
PCl6 -
Figure BDA0004163091100000282
/>
向火焰干燥的100mL Schlenk管中加入五氯化磷(16.6g,79.8mmol),然后在0℃下加入(三甲基甲硅烷基)亚氨基磷酰三氯在二氯甲烷(25mL)中的溶液,形成无色悬浮液,在室温下搅拌2.5小时。加入额外的二氯甲烷(20mL),然后进行惰性过滤。将无色沉淀物用二氯甲烷洗涤两次(各40mL),并在高真空(1*10-3毫巴)中干燥5小时,得到所需产物,为无色粉末(15.4g,72%)。
该过程基于参考Inorganic Chemistry,2004,43,2765
实施例2B:六氯双磷腈鎓六氯磷酸盐(HCPP)的替代一步合成
PCl6 -
Figure BDA0004163091100000291
将配有回流冷凝器和硫酸填充气体起泡器的250ml双颈圆底烧瓶在氩气下火焰干燥。向烧瓶中加入PCl5(53.0克,254毫摩尔,1当量)、NH4Cl(4.31克,80.6毫摩尔,0.95当量)并悬浮在硝基苯(80毫升)中。将悬浮液加热5.5小时至130℃。在最初的3小时内,观察到持续的气体生成,而在该时间之后气体生成缓慢停止,并且大部分固体在反应过程中溶解(注意:通过仔细摇动玻璃仪器,升华的PCl5重新溶解到反应混合物中)。将热反应混合物在惰性条件下(通过装有滤纸的PE管进行氩气超压)过滤到100ml Schlenk烧瓶中。一旦冷却至室温,滤液中形成无色沉淀。悬浮液在室温下放置过夜并在惰性反应条件下过滤(通过装有滤纸的PE管进行氩气超压)。将米色固体用干燥己烷充分洗涤,直到滤液保持无色,并另外用DCM(100ml)洗涤,得到无色固体形式的所需产物(62%,28.3g,53.2mmol)。
该过程基于参考Anorg.Allg.Chem.1977,433,229
实施例3:氯化六氯双磷腈鎓的合成
CI-
Figure BDA0004163091100000292
向火焰干燥的25mL schlenk烧瓶中加入六氯双磷腈鎓六氯磷酸盐(2.29g,4.30mmol)并悬浮于DCM(30mL)中。一次性加入4-二甲基氨基吡啶(552mg,4.52mmol,1.05当量),形成淡黄色溶液,在搅拌5分钟下形成无色沉淀。将得到的无色溶液在室温下再搅拌1小时,然后在冰浴中冷却。停止搅拌,在惰性条件下过滤悬浮液,用另外的DCM(2×20mL)洗涤无色沉淀,并在高真空下干燥,得到所需产物,为无色固体(73%,1.02g,3.14mmol)
过程基于参考Inorganic Chemistry,2004,43,2765
实施例4:六氯双磷腈鎓六氯锑酸盐的合成
SbCl6 -
Figure BDA0004163091100000301
向火焰干燥的100mL schlenk烧瓶中加入六氯双磷腈鎓六氯磷酸盐(1.99g,3.74mmol),悬浮于DCM(40mL)中并在丙酮/干冰浴中冷却。向第二个火焰干燥的25mLschlenk烧瓶中加入用DCM(10mL)稀释的SbCl5(1.18g,3.94mmol,1.05当量),并将所得溶液通过氩气超压(1.2巴)的聚乙烯管逐滴转移至第一预冷却的schlenk中。完全加入SbCl5后,将形成的悬浮液在-78℃下搅拌1小时,在室温下再搅拌3小时。将悬浮液在惰性条件下过滤,无色沉淀物用另外的DCM(10mL)洗涤,然后在高真空下干燥,得到所需产物,为无色固体(69%,1.61g,2.59mmol)
实施例5:六氯双磷腈鎓四氯硼酸盐的合成
BCl4 -
Figure BDA0004163091100000302
向火焰干燥的25mL schlenk烧瓶中加入悬浮在DCM(10mL)中的六氯双磷腈鎓六氯磷酸盐(537mg,1.01mmol)。加入三氯化硼(1M/庚烷,1.2mL,1.19当量)。完全加入后,将形成的溶液在室温下再搅拌30分钟,然后将溶液浓缩至约5mL的总体积以形成悬浮液。加入另外的正己烷(15mL)并在惰性条件下过滤悬浮液。用另外的正己烷(2×10mL)洗涤无色沉淀物,并将无色固体在高真空下干燥,得到所需产物,为无色固体(产率64%,285mg,646μmol)。
实施例6:(S,S)-4-氯-N-(4-氯-2,6-二苯基-4l5-二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧磷杂环庚烯(dioxaphosphepin)-4-亚基)-2,6-二苯基-4l5-二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧磷杂环庚烯-4-亚胺鎓氯化物
Figure BDA0004163091100000311
向火焰干燥的5mL schlenk管中加入六氯双磷腈鎓六氯磷酸盐(2310mg,0.58mmol)和(S)-3,3'-二苯基-[1,1'-联萘]-2,2'-二醇(510mg,1,64mmol),然后加入无水吡啶(10mL)。将浅黄色的反应混合物在室温下再搅拌20分钟,然后在高真空(1×10-3毫巴)中除去所有挥发性化合物,得到米色沉淀,将其重悬于乙酸乙酯(20mL)中。通过惰性过滤除去有机相,将得到的无色沉淀物在高真空(1×10-3毫巴)中干燥,得到所需产物(538毫克,87%)。
实施例7:逐步的氯化物取代
Figure BDA0004163091100000312
向10mL火焰干燥的schlenk管中加入六氯双磷腈鎓氯化物(155mg,479μmol,1当量)和N,N'-(氨基(苯基)-16-硫烷二亚基)双(1,1,1-三氟甲磺酰胺)(402mg,959μmol,2当量)。加入DCM(1mL),将所得悬浮液搅拌(100rpm)1小时,直至气体析出停止,悬浮液变成浅橙色的溶液。通过31P-NMR分析等分试样,表明单加成产物的特征信号(31P NMR(203MHz,CD2Cl2)δ9.36(d,2J=31.5Hz),-5.78(d,2J=31.5Hz)。加入另外的DCM(2mL),然后滴加入NEt3(133μl,0.96mmol,2当量)。将反应在室温下搅拌1小时,并通过31P-NMR分析,表明形成所需的双加成产物。(31P NMR(203MHz,CD2Cl2)δ-10.39(s))。真空除去所有挥发物。加入甲苯(4mL)和(S)-苯基BINOL(210mg,480μmol,1当量),随后加入NEt3(300μl,2.16mmol,4.5当量)。在90℃搅拌反应16小时。通过31P-NMR((203MHz,CD2Cl2)δ-8.52(d,2J=60.2Hz),-13.90(d,2J=60.2Hz))和质谱分析,表明所描绘的化合物形成,为粗产物,其31P-NMR纯度为约84%。
实施例8:3,3-双(9-蒽基)IDP的合成
Figure BDA0004163091100000321
向火焰干燥的5mL schlenk管中加入六氯双磷腈鎓六氯磷酸盐(41mg,77μmol)、(S)-3,3'-二(蒽-9-基)-[1,1'-联萘]-2,2'-二醇(98.4mg,154μmol),然后加入吡啶(1mL)。将悬浮液在室温下搅拌15分钟,然后通过巴氏移液管加入蒸馏水(250μl,13.8mmol),并在50℃下再搅拌17小时。冷却至室温后,将反应混合物倒入饱和NaHCO3溶液中并用二氯甲烷萃取。将合并的有机相用硫酸钠干燥,真空浓缩并通过快速柱色谱(二氯甲烷)纯化,得到无色固体,将其用6M HCl水溶液酸化。将固体溶于少量二氯甲烷中并用己烷沉淀。倾析有机相后,得到所需产物,为无色粉末(90mg,85%)。
实施例9:(S,S)-4-(((2r)-4-氧代-2,6-双(2,4,6-三戊基苯基)二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯-4-基)氨基)-2,6-双(2,4,6-三戊基苯基)二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯4-氧化物
Figure BDA0004163091100000331
向火焰干燥的10mL schlenk管中加入六氯双磷腈鎓六氯磷酸盐(156mg,293μmol)和(S)-3,3'-双(2,4,6-三戊基苯基)-[1,1'-联萘]-2,2'-二醇的吡啶(5mL)溶液。将浅黄色悬浮液在室温下搅拌24小时,然后加入蒸馏水(1mL)。将溶液在室温下再搅拌24小时,然后加入HCl水溶液(6M,20mL)和二氯甲烷(20mL)。水相用二氯甲烷萃取三次(各20mL)。将合并的有机相用硫酸钠干燥并浓缩至干,得到无色油状物,将其通过快速柱色谱法(梯度,己烷然后二氯甲烷/己烷(1:4))进一步纯化,得到所需产物,为无色油状物。将该油状物溶于少量二氯甲烷中,用HCl水溶液(6M)洗涤,得到所需产物,为无色固体(381mg,71%)。
实施例10:(S,S)-4-(((2r)-4-氧代-2,6-双(2,4,6-三己基苯基)二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯-4-基)氨基)-2,6-双(2,4,6-三己基苯基)二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯4-氧化物
Figure BDA0004163091100000332
向10mL火焰干燥和氩气氛围的schlenk管中加入六氯双磷腈鎓六氯磷酸盐(46mg,86.4μmol)并溶于(S)-(o,o,p-三(正己基)苯基)BINOL的溶液中。(在1.5mL吡啶中163mg,0.17mmol 2当量)。将反应在室温下搅拌19小时,然后加入水(300μl,16.6mmol,192当量)并在80℃下再搅拌5小时直至31P-NMR分析显示完全水解成所需产物。冷却至室温后,将反应混合物倒入30mL HCl(aq)中并用DCM(3×30mL)萃取。将合并的有机相用硫酸钠干燥,浓缩至干并通过FCC(Biotage,梯度:己烷至己烷/DCM(1:1))纯化,以洗脱所需产物,为盐。通过将盐溶解在DCM(3mL)和HCl(aq)(6M,3mL)中进行酸化。分离有机相,浓缩至干,然后在高真空中干燥过夜,得到所需产物,为无色粘性油状物(78%,172mg)。
实施例11:(S,S)-4-(((2r)-4-氧代-2,6-双(2,4,6-三庚基苯基)二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯-4-基)氨基)-2,6-双(2,4,6-三庚基苯基)二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯4-氧化物
Figure BDA0004163091100000341
向10mL火焰干燥和氩气氛围的schlenk管中加入六氯双磷腈鎓六氯磷酸盐(117mg,220μmol)并溶于(S)-(o,o,p-三(正庚基)苯基)BINOL(490mg,0.48mmol,2.1当量,在4mL吡啶中)的溶液中。将反应在室温下搅拌19小时,然后加入水(800μl,44.4mmol,202当量)并在80℃下再搅拌5小时直至31P-NMR分析显示完全水解成所需产物。冷却至室温后,将反应混合物倒入30mL HCl(aq)中并用DCM(3×30mL)萃取。将合并的有机相用硫酸钠干燥,浓缩至干,并通过FCC(Biotage,梯度:己烷至己烷/DCM(3:2))纯化,以洗脱所需产物,为盐。通过将盐溶解在DCM(5mL)和HCl(aq)(6M,5mL)中进行酸化。分离有机相,浓缩至干,然后在高真空中干燥过夜,得到所需产物,为无色粘性油状物(82%,389mg)
实施例12:(S,S)-4-(((2r)-4-氧代-2,6-双(2,4,6-三-(2-丙基)苯基)二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯-4-基)氨基)-2,6-双(2,4,6-三-(2-丙基)苯基)二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯4-氧化物
Figure BDA0004163091100000351
向25mL火焰干燥和氩气氛围的schlenk管中加入六氯双磷腈鎓六氯磷酸盐(472mg,887μmol)和(S)-(o,o,p-三(2-丙基)苯基)BINOL(1.23g,1.78mmol 2.0当量),然后加入吡啶(9mL)。将反应在室温下搅拌12小时,然后加入水(320μl,17.7mmol,20当量)并在80℃下再搅拌16小时。冷却至室温后,将反应混合物倒入20mL HCl(aq)中并用DCM(3×30mL)萃取。将合并的有机相用硫酸钠干燥,浓缩至干,并通过FCC(Biotage,梯度:己烷至己烷/DCM(3:2))纯化,以洗脱所需产物,为盐。通过将盐溶解在DCM(10mL)和HCl(aq)(6M,10mL)中进行酸化。分离有机相,浓缩至干,然后在高真空中干燥过夜,得到所需产物,为无色固体(35%,462mg)
实施例13:1,1,1-三氟-N-((2r)-4-(((2s)-4-氧代-2,6-双(2,4,6-三异丙基苯基)二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧磷杂环庚烯-4-基)亚氨基)-2,6-双(2,4,6-三异丙基苯基)-4l5-二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧磷杂环庚烯-4-基)甲磺酰胺
Figure BDA0004163091100000361
向火焰干燥的10mL Young-schlenk管中加入六氯双磷腈鎓六氯磷酸盐(99.0mg,186μmol)、(S)-3,3'-二(2,4,6-三异丙基苯基)-[1,1'-联萘]-2,2'-二醇(268mg,388μmol2.09当量),然后加入甲苯(2ml),随后滴加入NEt3(109μl,781μmol,4.2当量),形成无色悬浮液,将其在室温下再搅拌1.5小时。一次性加入TfNH2(243mg,1.63mmol,8.76当量),然后加入另外的NEt3(4l5μL,2.98mmol,16.0当量),并将悬浮液在80℃下再搅拌25小时。加入4-DMAP(20.5mg,0.167μmol,0.90当量)并将反应混合物在110℃下搅拌17小时。加入水(2mL)和DCM(2mL)并将乳液在室温下再搅拌16小时,然后分离有机相,将其用硫酸钠干燥,浓缩至干,并将所得粗产物通过FCC(己烷/EtOAc 9:1)洗脱所需产物,为盐。将盐溶于DCM(10mL)中并在室温下用HCl(6M,10mL)酸化30分钟。分离有机相,浓缩至干并在高真空下干燥,得到酸形式的所需产物(64%,194mg,186mol)。
实施例14:(S,S)-1,1,1-三氟-N-(4-((4-氧代-2,6-二苯基二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯-4-基)亚氨基)-2,6-二苯基-4l5-二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯-4-基)甲磺酰胺
Figure BDA0004163091100000371
向火焰干燥的schlenk中加入六氯双磷腈鎓六氯磷酸盐(62.8mg,118μmol)、(S)-3,3'-二苯基-[1,1'-联萘]-2,2'-二醇(104mg,237μmol),然后加入吡啶(1mL)。将黄色反应混合物在室温下再搅拌3小时,然后加入固体三氟甲磺酰胺(90mg,604μmol),并将所得悬浮液在室温下搅拌72小时。加入蒸馏水(100μl,5.55mmol)并将黄色悬浮液在室温下再搅拌4小时,然后用HCl水溶液(10%)淬灭,水相用二氯甲烷萃取。将合并的有机相用硫酸钠干燥,浓缩至干。通过快速柱色谱法(己烷/乙酸乙酯/二氯甲烷(4:2:4))纯化粗产物,得到无色固体,将其用Dowex 50WX80垫(酸性形式)过滤,得到所需产物,为无色固体(65mg,49%),将其从二氯甲烷/戊烷中再沉淀,然后在高真空下干燥。
实施例15:(S,S)-1,1,1-三氟-N-(4-((4-氧代-2,6-双(4-(五氟-16-硫烷基)苯基)二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯-4-基)氨基)-2,6-双(4-(五氟-16-硫烷基)苯基)-4l5-二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯-4-亚基)甲烷磺酰胺的合成
Figure BDA0004163091100000372
向火焰干燥的schlenk中加入六氯双磷腈鎓六氯磷酸盐(56.8g mg,107μmol)、(S)-3,3'-双(4-(五氟-16-硫烷基)苯基)-[1,1'-联萘]-2,2'-二醇(147mg,213μmol),然后加入吡啶(1mL)。将黄色反应混合物在室温下再搅拌3小时,然后加入固体三氟甲磺酰胺(90mg,604μmol)并将所得悬浮液在室温下搅拌17小时。加入蒸馏水(100μl,5.55mmol)并将黄色悬浮液在室温下再搅拌4小时,然后用HCl水溶液(10%)淬灭,水相用二氯甲烷萃取。将合并的有机相用硫酸钠干燥,浓缩至干。通过快速柱色谱法(己烷/乙酸乙酯(5:1至3:1))纯化粗产物,得到无色固体,将其用Dowex 50WX80垫(酸性形式)过滤,得到所需产物,为无色固体(123mg,71%),将其从二氯甲烷/正戊烷中再沉淀,然后高真空干燥。
实施例16:N-(4-((4-氧代-2,6-双(4-(三氟甲基)苯基)二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧磷杂环庚烯-4-基)氨基)-2,6-双(4-(三氟甲基)苯基)-4l5-二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧杂-磷杂环庚烯-4-亚基)-3,5-双(三氟甲基)苯磺酰胺
Figure BDA0004163091100000381
在高真空火焰干燥和氩气氛围的Schlenk烧瓶中加入HCPP(67.3mg,0.126mmol,1.0当量)、(S)-3,3'-双(4-三氟甲基苯基)-BINOL(161mg,0.253mmol,2.0当量),然后加入吡啶(1mL)以形成澄清的黄色溶液,将其搅拌直至完全消耗BINOL(1小时),导致形成悬浮液。加入3,5-双(三氟甲基)苯磺酰胺(94.2mg,0.632mmol,4.9当量)并将反应混合物在室温下再搅拌1小时。加入水(0.15mL,10wt%)并将反应在室温下再搅拌16小时,然后加入过量的HCl(10wt%)以淬灭反应。水相用CH2Cl2萃取,合并的有机层用盐水洗涤,用NaSO4干燥并浓缩至干。所得固体通过柱色谱法(戊烷:Et2O,梯度为4:1至2:1)纯化,得到所需产物,为盐,通过作为DCM溶液在DOWEX 50WX-8垫上过滤进一步酸化,获得酸性形式的所需产物(65%,51.3mg,94.0μmol)
实施例17:(S-苯基-N-((三氟甲基)磺酰基)亚磺酰亚胺基)-((三氟甲基)磺酰基)酰胺的合成
Figure BDA0004163091100000391
向具有100mL滴液漏斗的500mL火焰干燥的双颈烧瓶中加入叔丁醇钾(23.0g,205mmol)、四氢呋喃(250mL)并冷却至0℃(冰浴)。在剧烈搅拌所得深棕色悬浮液的情况下,在20分钟内分小份加入碘(46.1g,182mmol)。完全加入后,将得到的深棕色悬浮液在0℃下再搅拌1小时。向滴液漏斗中加入三氟甲磺酰胺(10.8g,72.6mmol)和苯硫酚(4.00g,36.3mmol)的乙腈(50mL)溶液。在0℃剧烈搅拌下,在20分钟内将滴液漏斗溶液滴加到深棕色悬浮液中。完全加入后,将得到的深棕色悬浮液在室温下再搅拌17小时,然后加入饱和硫代硫酸钠水溶液直至深棕色悬浮液变成浅黄色悬浮液。将悬浮液转移至1L分液漏斗中。用乙醚(150mL)冲洗500mL双颈圆底烧瓶并加入滴液漏斗中。有机相用硫酸钠(两次,每次200mL)、盐水(200mL)洗涤,用硫酸钠干燥并浓缩至干。快速柱色谱(梯度,纯二氯甲烷,然后二氯甲烷/丙酮(3:2))后,分离出所需产物,为无色固体(8.54g,55%)。
实施例18:N,N'-(氨基(苯基)-16-硫烷二亚基)双(1,1,1-三氟甲磺酰胺)的合成
Figure BDA0004163091100000392
/>
向20mL微波容器中加入(S-苯基-N-((三氟甲基)磺酰基)亚磺酰亚胺基)-(三氟甲酰基)酰胺钠(2.00g,4.69mmol)、Selectfluor(4.26g,12.0mmol)和乙腈(10mL)。将悬浮液在微波(
Figure BDA0004163091100000401
Initiator+)反应器(100℃,1bar过压)中加热60分钟,然后转移至带氩气适配器的火焰干燥100mL圆底烧瓶中。在高真空(1*10-3毫巴)中除去所有挥发性化合物,得到黄色沉淀。将该沉淀物悬浮在二氯甲烷(20mL)中,并在氩气超压下通过PE管转移到填充有硅藻土的schlenk玻璃料(3cm高)中。将滤液收集在100mL火焰干燥的schlenk管中。将沉淀用二氯甲烷(各20mL)洗涤两次,过滤并如上所述。用无水氨气处理含有所需磺酰氟PhS(NTf)2F的合并二氯甲烷溶液15分钟,形成无色悬浮液。将该悬浮液转移到250mL圆底烧瓶中并浓缩至干。加入二乙基醚(50mL)和HCl水溶液(6M,50mL),将乳液转移到250mL分液漏斗中。有机相用HCl水溶液(6M,各50mL)、盐水再洗涤两次,并浓缩至干。所得无色沉淀物在甲苯中重结晶,得到无色结晶固体形式的所需产物(1.20g,61%)。
实施例19:(S,S)-N,N'-(((4-((4-氧代-2,6-二苯基二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧磷杂环庚烯-4-基)氨基)-2,6-二苯基-4l5-二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧磷杂环庚烯-4-亚基)氨基)(苯基)-16-硫烷二亚基)双(1,1,1-三氟甲磺酰胺)
Figure BDA0004163091100000402
向5mL火焰干燥的schlenk管中加入六氯双磷腈鎓六氯磷酸盐(146mg,274μmol)、(S)-3,3'-双(苯基)-[1,1’-联萘]-2,2'-二醇(239mg,546μmol),然后加入吡啶(3mL)。将浅黄色悬浮液在室温下搅拌3小时,然后加入N,N'-(氨基(苯基)-16-硫烷二亚基)双(1,1,1-三氟甲磺酰胺)(345mg,823μmol),并在室温下搅拌4天。加入蒸馏水(300μl mL,16.6mmol),得到米色悬浮液,在室温下再搅拌16小时。将该悬浮液倒入6M HCl水溶液(30mL)和二氯甲烷(30ml)的混合物中,并转移到分离漏斗中。水相用二氯甲烷萃取两次(各30mL),合并的有机相用硫酸钠干燥并浓缩至干。粗产物通过快速柱色谱(乙酸乙酯/己烷(1∶2))进一步纯化,得到无色结晶固体,通过Dowex50WX80(酸形式,8cm高)过滤,得到所需产物,为无色固体(100mg,26%)。
实施例20:(S,S)-N,N'-(((4-((2,6-双(3,5-双(三氟甲基)苯基)-4-氧二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯-4-基)氨基)-2,6-双(3,5-双(三氟甲基)苯基)-4l5-二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯-4-亚基)氨基)(苯基)-16-硫烷二亚基)双(1,1,1-三氟甲磺酰胺)
Figure BDA0004163091100000411
向25mL火焰干燥的schlenk管中加入六氯双磷腈鎓六氯磷酸盐(155mg,291μmol)、(S)-3,3'-双(3,5-双(三氟甲基)苯基)-[1,1'-联萘]-2,2'-二醇,然后加入吡啶(5mL)。将浅黄色悬浮液在室温下搅拌90分钟,然后加入N,N'-(氨基(苯基)-16-硫烷二亚基)双(1,1,1-三氟甲磺酰胺)(420mg,1mmol)并在60℃下搅拌72小时。冷却至室温后,加入蒸馏水(1mL,27mmol),得到米色悬浮液,将其在室温下再搅拌24小时。将悬浮液倒入6M HCl水溶液(30mL)和二氯甲烷(30mL)的混合物中,并转移至分液漏斗中。将水相用二氯甲烷(各30mL)再萃取两次,合并的有机相用硫酸钠干燥并浓缩至干。通过快速柱色谱法(乙酸乙酯/己烷(1:4))进一步纯化粗产物,得到无色结晶固体,将其通过Dowex 50WX80(酸形式,8cm高)过滤,得到所需产物,为无色固体(92mg,16%)。
实施例21:合成N-((2s)-4-(((E)-2-((Z)-丁-2-烯-1-亚基)-4,8-二均三甲苯基-6-((三氟甲基)磺酰氨基)-1,2-二氢-6l5-苯并[d]萘[1,2-f][1,3,2]二氧磷杂环庚烯-6-亚基)氨基)-2,6-二均三甲苯基-4l5-二萘并[2,1-d:1',2'-f][1,3,2]二氧磷杂环庚烯-4-亚基)-1,1,1-三氟甲磺酰胺
Figure BDA0004163091100000421
向10mL火焰干燥的schlenk管中加入六氯双磷腈鎓六氯磷酸盐(129mg,0.24mmol,1当量)、(S)-均三甲苯-Binol(271mg,0.52mmol,2.1当量)并悬浮于甲苯(5mL)中。在剧烈搅拌下通过Hamilton注射器滴加三乙胺(0.15mL,1,09mmol,4.5当量),形成浅橙色的悬浮液,其中颜色在室温下5分钟内消退。将得到的无色悬浮液在室温下再搅拌60分钟,然后加入TfNH2(289mg,1.94mmol,8当量)。加入另外的三乙胺(0.54mL,3.88mmol,16当量),并将悬浮液在80℃再搅拌26小时。将橙色悬浮液冷却至室温,然后加入4-二甲基氨基吡啶(26.6mg,0.22mmol,0.9当量)并在100℃下再搅拌6天。然后通过NMR分析反应混合物(在惰性条件下将少量等分试样转移到NMR管中,在高真空中除去所有挥发物,然后加入DCM-d2),显示出约60%转化为所需产物。然后将反应混合物用约1mL HCl水溶液(6M)淬灭,然后用二氯甲烷(约10mL)稀释。将混合物转移至25mL分液漏斗中并用HCl(6M,10mL)洗涤,然后用饱和NaHCO3(aq)洗涤(各2次10mL)。有机相用硫酸钠干燥,浓缩至干,然后FCC(Biotage,梯度:正己烷/EtOAc(100/0)至(60/40)洗脱中间体,其中仅一个氯已被取代(36%,114mg)和所需产物,为盐(m=126mg,44%收率的钠盐)。将46mg该盐溶于少量二氯甲烷中,并通过填充有Dowex 40Wx8的柱,得到酸形式的所需产物(42mg,93%)。
实施例22:6,6'-氮烷二基双(7-甲基-7H-二苯并[d,f][1,3,2]氧氮杂磷杂环庚烯6-氧化物
Figure BDA0004163091100000431
向10mL火焰干燥的schlenk管中加入六氯双磷腈鎓六氯磷酸盐(327mg,0.62mmol,1当量)、2’-(甲基氨基)-[1,1’-联苯基]-2-醇(245mg,1.25mmol,2当量)并溶解在预冷却(0℃)的吡啶(3.50mL)中。将黄色反应混合物在0℃(冰浴)下搅拌2.5h,随后添加水(0.22mL,12.3mmol,20当量)。然后将反应在室温下搅拌过夜,接着添加6N HCl(约5mL)并用二氯甲烷(3x 20mL)萃取水相。将合并的有机相经硫酸钠干燥,浓缩至干,随后快速柱色谱法(DCM/EtOAc(4/1))以洗脱呈盐形式的所需产物,该盐形式随后用6N HCl(水性)/DCM(10mL 1/1v/v%)酸化。将所需的产物(153mg,49%)分离为非对映异构体的混合物,通过制备型HPLC(Daicel Chiralpak QN-AX,150mm,21mm,MeOH/HOAc,NH4Ac=98:2:0.5(v/v/w),20mL/min)将其拆分以提供相应的富对映体产物。
实例23:(S)-6-(((R)-6-氧代-7-甲苯磺酰基-7H-二苯并[d,f][1,3,2]氧氮杂磷杂环庚烯(oxazaphosphepin)-6-基)氨基)-7-甲苯磺酰基-7H-二苯并[d,f][1,3,2]氧氮杂磷杂环庚烯6-氧化物的合成
Figure BDA0004163091100000441
向10mL火焰干燥的schlenk管中加入六氯双磷腈鎓六氯磷酸盐(35.4mg,72.0μmol,1当量)、2’-(N-甲苯磺酰基)-[1,1’-联苯基]-2-醇(54.5mg,152μmol,2.1当量)并且溶解在THF中。添加NaH(分散体,60%,8.69mg,217μmol,3当量)并且将该反应在室温下搅拌1.5h。添加NaOH水溶液(1M,700μl)并且将该反应在室温下再搅拌45分钟。添加EtOAc(5mL)并且将有机相用HCl水溶液(10%,2x5 mL)洗涤并且在真空中干燥以提供粗产物(52.1mg)。将该粗产物的一部分通过制备型TLC(EtOAc/DCM 1:4)纯化,得到标题产物,为盐,其包含固有的手性,基于分析型HPLC测量(150mm Chiralpak QN-AX,4.6mm,MeOH/HOAc/NH4OAc=98.2:0.5(v/v/w))。
实例24:(S,S)-3,5-二苄基-4-(苄基氨基)-N-(3,5-二苄基-4-(苄基氨基)-4,5-二氢-3H-4λ5-二萘并[2,1-d:1’,2’-f][1,3,2]二氮杂磷杂环庚烯-4-亚基)-4,5-二氢-3H-4λ5-二萘并[2,1-d:1’,2’-f][1,3,2]二氮杂磷杂环庚烯-4-亚胺鎓氯化物的合成
Figure BDA0004163091100000442
向火焰干燥的schlenk中装入六氯双磷腈鎓氯化物(32.4mg,0.1mmol)、(S)-N2,N2’-二苄基-(1,1’-联萘)-2,2’-二胺(97.6mg,0.21mmol),随后加入吡啶(1mL)。将该棕色反应混合物在100℃下再搅拌12h,随后添加蒸馏的苯甲胺(107.2mg,1mmol)。将所得悬浮液在110℃下再搅拌24h,随后用饱和的氯化铵溶液淬灭。将该混合物用EtOAc萃取,将合并的有机相经硫酸钠干燥并且浓缩至干。通过快速柱色谱(二氯甲烷/甲醇)(100:1至50:1)纯化粗产物,得到黄色固体状所需产物(25%,31.2mg)。
实例25:(S,S)-4-(丁基氨基)-N-(4-(丁基氨基)-3,5-二苯基-4,5-二氢-3H-4l5-二萘并[2,1-d:1’,2’-f][1,3,2]二氮杂磷杂环庚烯(diazaphosphepin)-4-亚基)-3,5-二苯基-4,5-二氢-3H-4l5-二萘并[2,1-d:1’,2’-f][1,3,2]二氮杂磷杂环庚烯-4-亚胺鎓氯化物的合成
Figure BDA0004163091100000451
在10mL火焰干燥的schlenk中装入六氯双磷腈鎓氯化物(162mg,0.5mmol,1当量)、(S)-N2,N2’-二苯基-[1,1’-联萘]-2,2’-二胺(436.2mg,1mmol,2当量),随后加入吡啶(1mL)。将该棕色反应混合物在120℃下再搅拌24h,随后添加蒸馏的正丁基胺(365mg,5mmol,5当量)。将所得悬浮液在110℃下再搅拌24h,随后用饱和的氯化铵溶液淬灭。将该混合物用EtOAc(3x20mL)萃取,将合并的有机相经硫酸钠干燥并且浓缩至干。通过快速柱色谱(二氯甲烷/甲醇)(100:1至50:1)纯化粗产物,得到黄色固体状所需产物(45%,252mg)。
实施例26:(S,S)-3,5-二([1,1’:3’,1”-三联苯基]-5’-基)-4-(丁基氨基)-N-(3,5-二([1,1’:3’,1”-三联苯基]-5’-基)-4-(丁基氨基)-4,5-二氢-3H-4l5-二萘并[2,1-d:1’,2’-f][1,3,2]二氮杂磷杂环庚烯-4-亚基)-4,5-二氢-3H-4l5-二萘并[2,1-d:1’,2’-f][1,3,2]二氮杂磷杂环庚烯-4-亚胺鎓氯化物的合成
Figure BDA0004163091100000461
向10mL火焰干燥的schlenk加入六氯双磷腈鎓氯化物(81mg,0.25mmol,1当量)、(S)-N2,N2’-二([1,1’:3’,1”-三联苯基]-5’-基)-[1,1’-联萘]-2,2’-二胺(370mg,0.5mmol,2当量),随后加入吡啶(0.5mL)。将该棕色反应混合物在120℃下再搅拌24h,随后添加蒸馏的正丁基胺(365mg,5mmol,10当量)。将所得悬浮液在110℃下再搅拌24h,随后用饱和的氯化铵溶液淬灭。将该混合物用EtOAc(3x 20mL)萃取,将合并的有机相经硫酸钠干燥并且浓缩至干。通过快速柱色谱(二氯甲烷/甲醇)(100:1至50:1)纯化粗产物,得到黄色固体状所需产物(54%,233mg)。
实施例27:N,N’-((2s,2’s)-氮烷二基双(2,6-双(2,4,6-三乙基苯基)-4l5-二萘并[2,1-d:1’,2’-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯-4-基-4-亚基))双(1,1,1-三氟甲磺酰胺)
Figure BDA0004163091100000462
向10mL火焰干燥的schlenk管中装入六氯双磷腈鎓六氯磷酸盐(45mg,0.085mmol,1.0当量)和(S)-3,3’-(o,o,p-三(正-乙基)苯基)BINOL(110mg,0.18mmol,2.2当量)并且溶解在甲苯(1mL)中。在剧烈搅拌下向该溶液中滴加NEt3(53μl,0.38mmol,4.5当量)。将所得黄色悬浮液在室温下搅拌60min,随后添加H2NTf(100mg,0.68mmol,8当量)和NEt3(195μl,137mg,1.35mmol,16.0当量)。在搅拌下,将混合物加热至80℃持续15h,并且随后在室温下,添加4-DMAP(9.3mg,0.076mmol,0.9当量)。在120℃下搅拌反应120小时。将粗混合物不经后处理通过FCC(Biotage,梯度:己烷直到己烷/EtOAc(5:1))来纯化,以洗脱作为盐的所需产物。通过将该盐溶解在Et2O(3mL)中并且将该溶液冲洗通过5cm的
Figure BDA0004163091100000472
50WX8垫来进行酸化。将有机相浓缩至干,得到呈无色固体的所需产物(36%,48mg)
实施例28:N,N’,N”,N”’-(((氮烷二基双(2,6-二苯基-4l5-二萘并[2,1-d:1’,2’-f][1,3,2]二氧杂-磷杂环庚烯-4-基-4-亚基))双(氮烷基亚基))双(苯基-16-硫烷基二亚基))四(1,1,1-三氟甲磺酰胺)
Figure BDA0004163091100000471
向25mL火焰干燥的schlenk烧瓶中装入六氯双磷腈鎓氯化物(132mg,407μmol,1当量)和来自实例18的N,N'-(氨基(苯基)-16-硫烷二亚基)双(1,1,1-三氟甲磺酰胺)(343mg,818μmol,2当量)并且悬浮于甲苯(4mL)中。将悬浮液搅拌15分钟直到气体生成停止。添加氢化钠(分散在矿物油中,60%,218mg,5.45mmol,13当量)并在60℃下搅拌反应混合物3小时。添加(S)-3,3’-(苯基)BINOL(401mg,914μmol,2.2当量)并在100℃下搅拌反应混合物23小时。然后将反应混合物小心地倒入饱和NaHCO3并且水层用DCM萃取。用盐水洗涤合并的有机相,经硫酸钠干燥并浓缩至干,然后通过FCC(Biotage,梯度DCM至DCM/MeOH(3:2))加以纯化,以洗脱作为盐的所需产物。然后通过溶解在小量的DCM中并且冲洗通过
Figure BDA0004163091100000483
50WX8的5cm垫来酸化该盐。将有机相浓缩至干,以提供呈酸性形式的所需产物(60%,437mg)。
实施例29:N,N’-(氮烷二基双(2,6-双(4-(叔丁基)苯基)-4l5-二萘并[2,1-d:1’,2’-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯-4-基-4-亚基))双(1,1,1-三氟甲磺酰胺)
Figure BDA0004163091100000481
将六氯双磷腈鎓氯化物(42mg,130μmol,1当量)、TfNH2(38.6mg,259μmol,2当量)装入10mL火焰干燥的schlenk烧瓶并且悬浮于甲苯(1mL)中。在室温下搅拌悬浮液1小时,接着添加氢化钠(分散在矿物油中,60%,82.9mg,2.07mmol,16当量)并在100℃下搅拌6小时,接着添加(S)-3,3′-(4-叔丁基苯基)BINOL(173mg,314μmol,2.4当量)并在100℃下进一步搅拌34小时。然后将反应混合物小心地倒入饱和NaHCO3,水层用DCM萃取。用盐水洗涤合并的有机相,经硫酸钠干燥并浓缩至干,然后通过FCC(Biotage,梯度DCM至DCM/EtOAc(9:1))加以纯化,以洗脱作为盐的所需产物,其通过溶解于小量的DCM中并冲洗通过
Figure BDA0004163091100000482
50WX8的5cm垫加以酸化。将有机相浓缩至干,以提供所需的呈酸性形式的产物(56%,107mg)。
实施例30:(S,S)-N-(4-((2,6-双(2-环己基-5-甲基苯基)-4-氧代二萘并[2,1-d:1’,2’-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯-4-基)氨基)-2,6-双(2-环己基-5-甲基苯基)-415-二萘并[2,1-d:1’,2’-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯-4-亚基)-1,1,1-三氟甲磺酰胺的合成
Figure BDA0004163091100000491
在25ml火焰干燥的Schlenk管中加入HCPP(265mg,498μmol,1当量),3,3’-双(2-环己基-5-甲基苯基)-[1,1’-联萘]-2,2’-二醇(628mg,996μmol,2当量),然后加入吡啶(10ml),形成淡黄色溶液。在室温下搅拌反应50分钟,然后加入TfNH2(371mg,2.49mmol(5当量),并在室温搅拌1小时。加入水(1ml,55.5mmol,112当量),所得悬浮液在室温搅拌6小时。将反应混合物倒入冰冷的HCl(aq)(6M,100ml)中,转移到分离漏斗中,用DCM(3x 40ml)萃取水相。合并的有机相经硫酸钠干燥,浓缩至干,粗产物经FCC(DCM/EtOAc 4:1)纯化,以洗脱所需产物,为盐。将该盐溶解在少量DCM(约4ml)中,用戊烷覆盖,并在冰箱(-20℃)中放置3d,形成无色晶体。倾析有机相,将无色晶体溶解在20ml DCM中,然后加入HCl(6M,20ml),并在室温下搅拌30分钟。分离DCM相,浓缩至干,并在高真空中进一步干燥过夜,得到所需的呈无色固体的酸性形式的产物(67%,503mg,498μmol)。[NMR分析显示了两组信号,表明存在旋转异构体(比率9:1)。
实施例31:1,1,1-三氟-N-((2s)-4-((4-氧代-2,6-双(2,4,6-三戊基苯基)二萘并[2,1-d:1’,2’-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯-4-基)亚氨基)-2,6-双(2,4,6-三戊基苯基)-4l5-二萘并[2,1-d:1’,2’-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯-4-基)甲磺酰胺的合成
Figure BDA0004163091100000501
在装有氩气适配器的10ml圆底烧瓶中加入(S)-3,3'-双(2,4,6-三正戊基苯基)-BINOL(256mg,298μmol,2当量)、HCPP(82mg,154μmol,1当量),随后加入甲苯和NEt3(249μl,1.79mmol,12当量),形成浅黄色悬浮液,在室温下搅拌3小时。加入TfNH2(177mg,1.19mmol,8当量),在室温下搅拌反应23小时,然后加入H2O(268μl,14.9mmol、100当量)、吡啶(1ml,以增加溶解度并促进水解),并在70℃下搅拌3小时。将反应混合物倒入HCl水溶液(6M)中并用DCM萃取。将合并的有机DCM相浓缩至干,并通过FCC(Biotage,梯度:己烷/DCM 100:0至0:100;产物用60:40洗脱)纯化,以提供盐形式的所需产物,其通过溶解在DCM(3ml)中和在HCl(6M,3ml)中的乳液而酸化。将乳液搅拌30分钟,分离有机相,浓缩至干,并在高真空下干燥过夜,得到所需的酸性形式的产物(79%,231mg,149μmol)。
实施例32:(S,S)-N,N’-(氮烷二基双(2,6-双(2’-(叔丁基)螺[环戊烷-1,9’-芴]-7’-基)-4l5-二萘并[2,1-d:1’,2’-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯-4-基-4-亚基))双(1,1,1-三氟甲磺酰胺)的合成
Figure BDA0004163091100000511
向10ml火焰干燥和炔化的Schlenk管中加入HCPP(30mg,56μmol,1.0当量)和(S)-3,3'-双(2'-(叔丁基)螺[环戊烷-1,9'-芴]-7'-基)-BINOL(64mg,116μmol,2.05当量),并溶解在0.8ml甲苯中。在剧烈搅拌下向溶液中滴加NEt3(35μl,254μmol,4.5当量)。将所得黄色悬浮液在室温下搅拌60分钟,然后加入H2NTf(327mg,2.19mmol,8当量)。在搅拌下将混合物加热至120℃反应36小时。粗混合物未经后处理通过FCC(梯度:己烷/EtOAc 1:0至9:1)纯化,以洗脱所需产物,为盐。通过将盐溶解在Et2O(3ml)中并通过5cm的
Figure BDA0004163091100000513
50WX2垫冲洗溶液来进行酸化。将有机相浓缩至干,得到所需产物,为无色固体(70%,392mg)。
实施例33:N,N’,N”,N”’-(((氮烷二基双(2,6-二苯基-4l5-二萘并[2,1-d:1’,2’-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯-4-基-4-亚基))双(氮烷基亚基))双(苯基-16-硫烷基二亚基))四(1,1,1-三氟甲磺酰胺)的合成
Figure BDA0004163091100000512
向25ml火焰干燥且氩气氛围的schlenk烧瓶中加入六氯双磷腈鎓氯化物(132mg,407μmol,1当量)和实施例18中的N,N'-(氨基(苯基)-16-硫烷二亚基)双(1,1,1-三氟甲磺酰胺)(343mg,818μmol,2当量),并悬浮在甲苯(4ml)中。将悬浮液搅拌15分钟,直到气体生成停止。加入氢化钠(分散在矿物油中,60%,218mg,5.45mmol,13当量),并在60℃下搅拌反应混合物3小时。(S)加入-3,3′-(苯基)BINOL(401mg,914μmol,2.2当量),将反应混合物在100℃下搅拌23小时。然后将反应混合物小心地倒入饱和NaHCO3中,并用DCM萃取水层。合并的有机相用盐水洗涤,用硫酸钠干燥并浓缩至干,然后通过FCC(Biotage,梯度DCM至DCM/MeOH(3:2))纯化,以洗脱所需产物,为盐。然后将该盐溶解在少量DCM中并冲洗通过5cm的
Figure BDA0004163091100000522
50WX8垫酸化该盐。将有机相浓缩至干以提供酸性形式的所需产物(60%,437mg)。
实施例34:合成N,N’,N”,N”’-(((氮烷二基双(2,6-双(3,5-双(三氟甲基)苯基)-4l5-二萘并[2,1-d:1’,2’-f][1,3,2]二氧杂磷杂环庚烯-4-基-4-亚基))双(氮烷基亚基))双(苯基-16-硫烷基二亚基))四(1,1,1-三氟甲磺酰胺)
Figure BDA0004163091100000521
将HCPC(73.0mg,0.23mmol)、苯基双(三氟甲基磺酰亚胺基)磺酰胺(191mg,0.46mmol,2当量)装入10ml schlenk管中,并悬浮在2ml甲苯中。将反应在室温下搅拌30分钟(150rpm),直到气体生成停止。加入氢化钠(分散在矿物油中,60%;116mg,2.90mmol,13当量),将所得悬浮液在预热至110℃的金属块中搅拌2小时。一份加入(S,S)-3,3’-(m,m-双三氟甲基苯基)BINOL,并密封schlenk烧瓶,在110℃下搅拌44小时。将反应混合物冷却至室温,用DCM稀释并倒入饱和NaHCO3(aq)中。水相用DCM(4x 20ml)萃取,合并的有机相用硫酸钠干燥并浓缩至干。快速柱纯化(Biotage梯度;DCM/MeOH至4/1)得到所需的盐产物,通过将产物溶解在少量DCM中并通过预活化的Dowex40WX8酸化,得到酸性形式的所需产物(81%,426mg,0.18mmol)。
结论
综上所述,发明人开发了一种新的方法,允许使用六氯双磷腈鎓盐作为构建单元,快速高效地单瓶合成范围广泛的二聚磷腈衍生催化剂。具有独特结构受限的新型IDP、iIDP和IDPi可通过直接且操作简单的合成获得,并可用于不对称催化
随着新型和未开发的具有独特结构受限腔的二聚磷腈催化剂的新获得,发明人开始将注意力集中在小底物上,特别是那些迄今为止仍难以在不对称催化中进行立体选择性控制的底物。丙基甲基硫醚是一种含有两个结构非常相似的基团的底物,迄今为止还没有以优异的对映选择性被催化氧化。
令人惊讶的是,新的极为受限的IDP的新的可获得性导致了实施例9中IDP的快速鉴定,用于这种对映体比率为95:5的特殊挑战性底物的不对称亚砜化(J.Am.Chem.Soc.2012,134,10765)。丙基甲基亚砜的优异对映选择性说明了这种新的催化剂合成方法对设计新的、以前无法获得的高受限催化剂的重要性和影响,解决了不对称催化中的巨大挑战。我们的实验室目前正在研究这些新催化剂的应用。
发明人预计,利用六氯双磷腈鎓盐及其衍生物作为合成亚胺基二磷酰化合物的构建单元,可能会在合成新的,结构不同的催化剂基序方面找到未来的应用,这可能在布朗斯台德酸和布朗斯台德碱以及路易斯酸和路易斯碱催化领域中找到应用。

Claims (12)

1.制备式(I)的手性亚氨基二磷酰化合物,包括其互变异构和离子形式的方法:
(I)
Figure FDA0004163091090000011
其中,在式(I)中:
-X在每个P上相同或不同,并且代表O,S,Se,CRC 2或NRC
-Z1至Z4彼此独立地,相同或不同,并且各自代表O,S,Se或NRC
-每个n彼此独立地,相同或不同,并且代表0或优选1,
-W选自氢,卤素,选自Li,Na,K,Rb,Cs,Be,Mg,Ca,Sr,Ba Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Y,Zr,Mo,Ru,Rh,Pd,Ag,Cd,W,Re,Os,Ir,Pt,Au,Hg,Al,Ga,In,Ge,Sn,Pb,As,Sb,Bi,Se,Te,La,Sm,Eu,Yb,U的金属或阳离子有机基团,取代的硼烷-BRIRIIRIII或取代的硅-SiRIRIIRIII,其中RI、RII和RIII可以是相同的或不同的,并且各自代表氢,卤素,任选地-O-键合的C1至C20直链、支链或环状脂族烃,任选地在链中具有一个或多个不饱和键或一个或多个杂原子,C5至C18杂芳族烃,C6至C18芳族烃或其部分芳烃氢化形式,每个烃任选被一个或多个选自C1至C20直链、支链或环状脂族烃的基团,或一个或多个杂取代基取代,W优选选自氢和取代的硅-SiRIRIIRIII,其中RI,RII和RIII如前所定义,
-R1、R2、R3和R4彼此独立地,相同或不同,并且各自代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团、杂芳族烃基团,并且对于n=0,代表F、Cl、Br、I、CN、OTf、OMs、OTs或具有离去基团性质的任何其他拟卤化物,
当R1、R2、R3和R4各自代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团、杂芳族烃基团时,由此R1可以与R2、R3或R4中的任何一个形成键,并且R2、R3或R4中的另外两个可以彼此形成键,或者由此R1、R2、R3、R4、X1和X2可以彼此形成键;
-RC彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团、杂芳族烃基团、或RN
条件是R1、R2、R3、R4或RC中的至少一个代表如前所定义的烃基团,每个烃基团任选地进一步被一个或多个杂取代基、脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团或杂芳族烃基团取代,
-RN是吸电子或给电子基团,在每个位置上相同或不同并且选自:
i.-烷基,-CO-烷基,-(CO)-O-烷基,亚磺酰基烷基,磺酰基烷基,磺酰基亚氨基烷基,磺酰基双亚氨基烷基,氧膦基二烷基,膦酰基烷基,烷基磷烷,N,N'-烷基咪唑烷-2-亚氨基,其中烷基是C1至C20直链、支链或环状脂族烃,任选地具有至少一个取代基,取代基选自卤素,优选F和/或Cl,氰基,硝基,亚氨基=NH,取代的亚氨基=NRC,氨基-NH2或取代的氨基-NHRC,-NRC 2,其中RC彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团,芳族烃基团或杂芳族烃基团;
ii.-芳基,-CO-芳基,-(CO)-O-芳基,亚磺酰基芳基,磺酰基芳基,磺酰基亚氨基芳基,磺酰基亚氨基磺酰基芳基,磺酰基双亚氨基芳基,氧膦基二芳基,氧膦基烷基芳基,膦酰基芳基,芳基磷烷,芳基烷基磷烷,N,N'-芳基咪唑烷-2-亚胺基,N-芳基-N'-烷基咪唑烷-2-亚胺基,其中芳基是C6至C18芳族烃,任选具有至少一个取代基,取代基选自卤素,优选F和/或Cl,C1至C6脂族烃,任选地具有至少一个取代基,取代基选自卤素,优选F和/或Cl,氰基,硝基,亚氨基=NH,取代的亚氨基=NRC,氨基-NH2或取代的氨基-NHRC,-NRC 2,其中RC彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团或杂芳族烃基团;
iii.-杂芳基,-CO-杂芳基,-(CO)-O-杂芳基,亚磺酰基杂芳基,磺酰基杂芳基,-(P=O)-二杂芳基,氧膦基二杂芳基,氧膦基芳基杂芳基,氧膦基杂芳基烷基,膦酰基杂芳基,杂芳基磷烷,杂芳基芳基磷烷,杂芳基芳基烷基磷烷,N,N'-杂芳基咪唑烷-2-亚胺基,N-杂芳基-N'-烷基咪唑烷-2-亚胺基,N-杂芳基-N'-芳基咪唑烷-2-亚胺基,其中杂芳基是C2至C18杂芳族烃,任选具有至少一个取代基,取代基选自卤素,优选F和/或Cl,C1至C6脂族烃,任选具有至少一个取代基,取代基选自卤素,优选F和/或Cl,氰基,硝基,亚氨基=NH,取代亚氨基=NRC,氨基-NH2,或取代的氨基-NHRC,NRC 2,其中RC彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团,芳族烃基团或杂芳族烃基团;
由此,对于那些具有至少一个C=O、S=O或P=O部分的i.)、ii.)和iii.)的基团,=O可以被亚氨基=N-R'替代,和/或对于那些具有至少一个C-OR、S-OR或P-OR部分的i.)、ii.)和iii.)的基团,-OR可以被氨基-NR'R”替代,其中R'和R”彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团或杂芳族烃基团,
所述方法包括在至少一个反应步骤中使式(II)的双磷腈化合物:
(II)
Figure FDA0004163091090000031
其中,在式(II)中:
-每个Q彼此独立地,相同或不同,并且代表F、Cl、Br、I、CN、OTf、OMs、OTs或具有离去基团性质的任何其他拟卤化物,并且
-其中A-代表卤化物或弱配位阴离子,
与存在于一至六种任选手性化合物上的一至六个亲核基团反应的步骤:
-其中一个或两个亲核基团XW,其彼此可以相同或不同并且存在于式(III)XWW2的一至两种任选手性二价化合物上,其中XW具有O、S、Se、CRC 2或NRC中的任何一个的含义;其中RC和W具有如上所定义的含义,
其中至多四个亲核基团ZW,其彼此可以相同或不同并且存在于式(IV)RCZW nW的一至四种任选手性单价化合物上,其中RC具有如上所定义的含义,ZW在每种化合物上相同或不同并具有Z1至Z4中任一个的含义,并且W和n具有如上所定义的含义,
其中至少一个亲核基团XW,存在于式(III)XWW2的一至两种任选手性二价化合物上,其中XW具有CRC 2或NRC任何一个的含义;其中RC具有如上所定义的含义,或者至少一个,优选至少两个亲核基团ZW,存在于式(IV)RCZW nW的一至四种任选手性单价化合物上,其中RC具有如上所定义的含义;ZW、W和n具有如上所定义的含义,
与式(II)化合物反应,
条件是,在式(I)中,R1至R4中的至少一个是手性的,或R1至R4中的至少两个形成手性基团,或至少一个P或至少一个S是手性的。
2.如权利要求1所述的制备式(I)的手性亚氨基二磷酰化合物的方法,其中在第一反应步骤中,一个亲核基团XW,其具有如权利要求1所定义的X的含义,优选O或NRC,并且其存在于式(III)XWW2的一种任选手性化合物上或两个亲核基团XW,其具有如权利要求1所定义的X的含义,优选O或NRC,并且其分别存在于式(III)XWW2的一种或两种任选手性化合物上,与式(II)的双磷腈化合物反应,并且在第二步骤中,任选地使在第一反应步骤中获得的反应产物与以下反应:
-与猝灭剂反应以去除任何剩余的Q基团,或
-与至多四个亲核基团ZW反应,其可以彼此相同或不同并且存在于式(IV)RCZW nW的一至四种任选手性化合物上,其中RC具有权利要求1中定义的含义,ZW是相同的或不同的并且具有Z1至Z4中的任何一个的含义,优选O或NRC,W具有权利要求1中定义的含义,并且n是0或优选1,与第一步的反应产物反应,由此,在第二步中获得的反应产物任选地与猝灭剂反应以除去任何剩余的Q基团,
其中Z1至Z4和Q具有权利要求1中所定义的含义。
3.如权利要求1所述的制备式(I)的手性亚氨基二磷酰化合物的方法,其中在第一反应步骤中,使一至四种亲核基团ZW,其可以彼此相同或不同并且存在于式(IV)RCZW nW的一至四种任选手性化合物上,其中RC具有权利要求1所定义的含义,ZW是相同的或不同的并且具有Z1至Z4中的任何一个的含义,优选O或NRC,W具有权利要求1中定义的含义,并且n是0或优选1,与通式(II)的双磷腈化合物反应,并且任选地在第二步中,使一个亲核基团XW,其具有如权利要求1所定义的X的含义并且存在于式(III)XWW2的一种任选手性化合物上或两个亲核基团XW,其具有如权利要求1所定义的X的含义,优选O或NRC,并且其分别存在于式(III)XWW2的一种或两种任选手性化合物上,与第一反应步骤的反应产物反应,并且当在第二步中,存在于式(III)XWW2的一种任选手性化合物上的一个亲核基团XW与在第一步中获得的反应产物反应,任选地使在第二步中获得的反应产物与猝灭剂反应以除去剩余的Q基团,其中Z1至Z4和Q具有权利要求1中定义的含义。
4.如权利要求1所述的制备式(I)的手性亚氨基二磷酰化合物的方法,其中在第一反应步骤中,使四个亲核基团ZW,其可以彼此相同或不同并且存在于式(IV)RCZW nW的两到四种任选手性化合物上,其中RC具有权利要求1所定义的含义,ZW是相同的或不同的并且具有Z1至Z4中的任何一个的含义,优选O或NRC,W具有权利要求1中定义的含义,并且n是0或优选1,与式(II)的双磷腈化合物反应,并且在第二反应步骤中,任选地使在第一步骤中获得的反应产物与猝灭剂反应以去除剩余Q基团,其中Z1至Z4和Q具有权利要求1中定义的含义。
5.如权利要求1所述的制备式(I)的手性亚氨基二磷酰化合物的方法,其中式(III)XWW2化合物上的两个亲核基团XW,其中W具有如权利要求1中所定义的含义,其是CRC 2或NRC以及式(IV)RCZW nW化合物上的四个亲核基团ZW,其中RC具有权利要求1中定义的含义,ZW是相同的或不同的并且具有Z1至Z4中的任何一个的含义,优选O或NRC,W具有权利要求1中定义的含义,并且n为0或优选1,存在于一种任选手性化合物上并且与式(II)的双磷腈化合物逐步反应,其中Z1至Z4和Q具有权利要求1中定义的含义。
6.如权利要求1至4中任一项所述的制备式(I)的手性亚氨基二磷酰化合物的方法,其中四个亲核基团ZW,其彼此可以相同或不同并且存在于式(IV)RCZW nW的两种任选手性化合物上,其中RC具有权利要求1中定义的含义,ZW相同或不同并且具有Z1至Z4中的任何一个的含义,优选O或NRC,W具有权利要求1中定义的含义,并且n为0或优选1,与式(II)的双磷腈化合物反应,
(II)
Figure FDA0004163091090000061
其中,在式(II)中:
-每个Q彼此独立地相同或不同,并且代表F、Cl、Br、I、CN、OTf、OMs、OTs或具有离去基团性质的任何其他拟卤化物,并且
-其中A-代表卤化物或弱配位阴离子,
其中所述式(IV)RCZW nW的两种任选手性化合物,其可以相同或不同,各自由式(V)的结构单元表示:
Figure FDA0004163091090000062
其中Z1、Z2、Z3、Z4、R1、R2、R3和R4具有权利要求1中定义的含义。
7.如权利要求6所述的制备式(I)手性酰亚胺基二磷酰化合物的方法,其中所述式(V)的结构单元相同或不同并且由以下表示:BINOL、VANOL、VAPOL、TADDOL、SPINOL,或作为Z1,3-R1,3-R2,4-Z2,4包括1,1'-联萘基,8H-1,1-联萘基,联苯基,3,3'-(二苯基)-2,2'-联萘基,联苯基,2,2'-二苯基-3,3'-联菲基,1,1'-联蒽基,1,1'-联菲基或其部分芳烃氢化形式,2,2-二甲基-1,3-二氧戊环基,C2至C18烷基链,螺二茚基,四氢螺二萘基,对环芳烷基,金属茂基,其中W为H,
其中所述化合物各自任选地被一个或多个取代基取代,所述取代基在每个位置上可以相同或不同,并且各自选自氢,杂取代基,C1至C20脂族烃,任选具有一个或多个不饱和键,C6至C18芳族烃或C5至C18杂芳族烃,所述烃可被一个或多个杂取代基取代。
8.如权利要求1至4、6或7任一项所述的制备式(I)的手性亚氨基二磷酰化合物的方法,其中所述式(III)XWW2的一种或两种任选手性化合物可以相同或不同,由RN-NH2表示,其中RN具有权利要求1中定义的含义。
9.如权利要求7或8所述的制备式(I)的手性亚氨基二磷酰化合物的方法,其中所述式(V)的结构单元相同或不同,并由式(VI)、其部分芳烃氢化形式,或由式(VII)表示:
Figure FDA0004163091090000071
其中在所述式(VI)和(VII)中,所述取代基R在每个位置上可以相同或不同,并且各自选自氢,杂取代基,C1至C20脂族烃,任选具有一个或多个不饱和键,C6至C18芳族烃或C5至C18杂芳族烃,所述烃可被一个或多个杂取代基取代,并且其中两个取代基R可以彼此形成脂族或芳族环系统,并且其中ZW和W如权利要求1中所定义。
10.根据权利要求1至9所述的任一方法获得的式(I)手性亚氨基二磷酰化合物,包括其互变异构和离子形式:
(I)
Figure FDA0004163091090000081
其中,在式(I)中,X、Z1至Z4、R1、R2、R3、R4可以相同或不同,并且W和n具有权利要求1中定义的含义。
11.根据权利要求10的式(I)的手性亚氨基二磷酰化合物,包括其互变异构和离子形式:
(I)
Figure FDA0004163091090000082
其中,在式(I)中:
-X在每个P上相同或不同并且代表NRC,其中RC彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团、杂芳族烃基团、或RN,其中RN代表给电子取代基,其中对于那些具有至少一个C=O、S=O或P=O部分的i.)、ii.)和iii.)的基团,=O被亚氨基=N-R'替代,和/或对于那些具有至少一个C-OR、S-OR或P-OR部分的i.)、ii.)和iii.)的基团,-OR被氨基-NR'R”替代,其中R'和R”彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团或杂芳族烃基团、或RN,其中RN选自:
i.-烷基,-CO-烷基,-(CO)-O-烷基,亚磺酰基烷基,磺酰基烷基,磺酰基亚氨基烷基,磺酰基双亚氨基烷基,氧膦基二烷基,膦酰基烷基,烷基磷烷,N,N'-烷基咪唑烷-2-亚氨基,其中烷基是C1至C20直链、支链或环状脂族烃,任选地具有至少一个取代基,取代基选自亚氨基=NH,取代的亚氨基=NRC,氨基-NH2或取代的氨基-NHRC,-NRC 2,其中RC彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团,芳族烃基团或杂芳族烃基团;
ii.-芳基,-CO-芳基,-(CO)-O-芳基,亚磺酰基芳基,磺酰基芳基,磺酰基亚氨基芳基,磺酰基亚氨基磺酰基芳基,磺酰基双亚氨基芳基,氧膦基二芳基,氧膦基烷基芳基,膦酰基芳基,芳基磷烷,芳基烷基磷烷,N,N'-芳基咪唑烷-2-亚胺基,N-芳基-N'-烷基咪唑烷-2-亚胺基,其中芳基是C6至C18芳族烃,任选具有至少一个取代基,取代基选自C1至C6脂族烃,任选具有至少一个取代基,取代基选自亚氨基=NH,取代的亚氨基=NRC,氨基-NH2或取代的氨基-NHRC,-NRC 2,其中RC彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团、芳族烃基团或杂芳族烃基团;
iii.-杂芳基,-CO-杂芳基,-(CO)-O-杂芳基,亚磺酰基杂芳基,磺酰基杂芳基,-(P=O)-二杂芳基,氧膦基二杂芳基,氧膦基芳基杂芳基,氧膦基杂芳基烷基,膦酰基杂芳基,杂芳基磷烷,杂芳基芳基磷烷,杂芳基芳基烷基磷烷,N,N'-杂芳基咪唑烷-2-亚胺基,N-杂芳基-N'-烷基咪唑烷-2-亚胺基,N-杂芳基-N'-芳基咪唑烷-2-亚胺基,其中杂芳基是C2至C18杂芳族烃,任选具有至少一个取代基,取代基选自C1至C6脂族烃,任选具有至少一个取代基,取代基选自亚氨基=NH,取代亚氨基=NRC,氨基-NH2,或取代的氨基-NHRC,NRC 2,其中RC彼此独立地代表脂族烃基团、杂脂族烃基团,芳族烃基团或杂芳族烃基团;
Z1至Z4、R1、R2、R3、R4可以相同或不同,W和n具有权利要求1中定义的含义。
12.式(II)的双磷腈化合物:
(II)
Figure FDA0004163091090000101
其中每个Q彼此独立地相同或不同,并且具有权利要求1中定义的含义,
其中A-表示卤化物或弱配位阴离子,
用于制备任选手性的亚氨基二磷酰化合物的用途,其优选用作催化剂。
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