CN1760198A - 新型螺环亚磷酸酯及制备方法与在不对称加成反应中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于手性配体化合物的合成，具体地讲是公开了一种新型螺环亚磷酸酯及制备方法与在不对称加成反应中的应用。本发明以螺环二酚为原料，可通过三种方法反应生成本发明所说的螺环亚磷酸酯。该螺环亚磷酸酯中的螺二氢茚结构具有轴向手性，因此该类化合物有两个旋光异构体：右旋螺环亚磷酸酯和左旋螺环亚磷酸酯，该两个旋光异构体的等量混合物则成为外消旋螺环亚磷酸酯。本发明的螺环亚磷酸酯是一种用途十分广泛的化合物，如可作为手性配体用于醛和亚胺的不对称加成反应，具有很高的立体选择性，e.e.值可达到96％。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型手性螺环单磷配体，具体地讲是一种具有C2对称轴的螺环亚磷酸酯及制备方法，以及其在醛及亚胺的不对称加成反应中的应用。
背景技术
含磷手性配体在不对称催化反应中占有重要地位，它们在许多过渡金属催化的反应中都表现出优秀的手性诱导能力(Ohkuma，T.；Kitamura，M.；Noyori，R.Catalytic AsymmetricSynthesis，Wiley，New York，2000)。目前报道的含磷手性配体中的大部分都是双齿配体，例如DIOP、DIPAMP、BINAP、DuPhos等，其在不对称催化反应中的成功应用使得很长一段时间以来单齿磷配体的研究被人们所忽视，直到1991年Hayashi等成功地将单齿MOP配体应用于Pd催化的烯丙基取代反应(Uozumi，Y；Hayashi，T.J，Am，Chem.Soc.1991，113，9987)，人们才对单磷配体的研究又逐渐重视起来。最近几年，许多新型的手性单磷配体被合成出来，并且在许多的不对称催化反应中都有很高的对映选择性(Ansell，J；Wills，M.Chem.Soc.Rev.2002，31，259)。
就Rh(I)催化的硼酸对醛及亚胺的不对称加成反应而言，虽然人们做了很多的研究工作，但是使用已有的单磷配体仍然不能获得理想的结果，主要表现为对映选择性低(Sakai，M.；Ueda，M.；Miyaura，N.Angew.Chem.Int.Ed.1998，37，3279)，或者只有对特定类型的底物才能获得较好的结果(Kuriyama，M.；Soeta，T.；X.-Y.，Hao；Q.Chen，Tomioka，K.J，Am，Chem.Soc.2004，126，8128)。硼酸对醛及亚胺的不对称加成产物是合成手性药物的重要原料(Spencer，C.M.；Foulds，D.；Peter，D.H.Drugs 1993，46，1055；Sakurai，S.；Ogawa，N.；Suzuki，T.；Kato，K.；Ohashi，T.；Yasuda，S.；Kato，H.；Ito，Y.Chem.Pharm.Bull.1996，44，765)，故要实现此类反应的高对映选择性就必须开发新的、高效的手性单磷配体。
发明内容
本发明的目的旨在为克服现有技术的缺点，而提供一种新型的具有螺二氢茚结构的单齿螺环亚磷酸酯配体；本发明的另一个目的是提供上述新型的具有螺二氢茚结构的螺环单磷配体的三种合成方法；此外，本发明还提供了上述新型的具有螺二氢茚结构的螺环单磷配体的用途，即与铑等过渡金属络合，在芳基硼酸对醛及亚胺的不对称加成等不对称催化反应中作催化剂，可以获得很高的对映选择性。
本发明为实现上述发明目的公开了一种新型的螺环亚磷酸酯，其特征在于它是具有以下化学结构通式的化合物：
其中：n＝0～3，R1是C1～C6的烷基、苯基、取代苯基(苯基上的取代基为C1～C6的烷基、烷氧基、苯基、取代苯基以及卤代烷基，取代基数量为1～5)、1-萘基、2-萘基、二苯基甲基等；R2是C1～C6的烷基、苯基、取代苯基(苯基上的取代基为C1～C6的烷基、烷氧基、苯基、取代苯基以及卤代烷基，取代基数量为1～5)、1-萘基、2-萘基、卤素，氰基；所述的烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基等，所述的烷氧基为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基等。
所述的螺环亚磷酸酯，是外消旋螺环亚磷酸酯-(±)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-烷基亚磷酸酯以及(±)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-芳基亚磷酸酯。
所述的螺环亚磷酸酯，是右旋螺环亚磷酸酯-(R)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-烷基亚磷酸酯以及(R)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-芳基亚磷酸酯。
所述的螺环亚磷酸酯，是左旋螺环亚磷酸酯-(S)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-烷基亚磷酸酯以及(S)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-芳基亚磷酸酯。
本发明的新型螺环亚磷酸酯可以通过下述的方法进行合成：
方法1：用螺环二酚(SPINOL)和三氯化磷以摩尔比为1∶1～4，甲苯为溶剂，温度-20～80℃下反应1～24小时生成中间体磷酰氯，然后在碱的作用下与羟基化合物在室温下反应1～24小时生成螺环亚磷酸酯。
方法2：用螺环二酚(SPINOL)在碱的作用下和烷氧基二氯化磷或芳氧基二氯化磷以摩尔比为1∶1～4，CH2Cl2为溶剂，温度-20～80℃下反应1～24小时生成螺环亚磷酸酯。
方法3：用螺环二酚(SPINOL)和六甲基亚磷酰胺在氮气流中以摩尔比为1∶1～4，温度范围O～150℃，溶剂为苯或甲苯反应1～24小时，生成螺环亚磷酰胺，然后再经过与醇或酚的交换合成相应的螺环亚磷酸酯。
螺环亚磷酸酯中的螺二氢茚结构具有轴向手性，所以具有两个旋光异构体，其一为右旋螺环亚磷酸酯，其二为左旋螺环亚磷酸酯，该两个旋光异构体的等量混合物则成为外消旋螺环亚磷酸酯。因此，本发明所说的螺环亚磷酸酯实际上包含外消旋体、右旋体和左旋体。外消旋体、右旋体和左旋体具有相同的化学结构通式，但具有不同的立体结构和旋光性能。
本发明的螺环亚磷酸酯的应用，其特征在于该化合物制成铑(I)络合物在溶剂中作为催化剂用于芳基硼酸对醛的不对称加成反应，催化剂用量为0.01～10％，反应温度为-20～80℃，反应时间为1～48小时，反应溶剂是水或有机溶剂如二氯乙烷、二氧六环、二甲基乙二醚、甲苯、甲醇等，也可以是由水和有机溶剂如二氯乙烷、二氧六环、二甲基乙二醚、甲苯、甲醇等中的两种或两种以上组成的混合溶剂。其反应式为：
其中：
n＝0～3，R1是C1～C6的烷基、苯基、取代苯基(苯基上的取代基为C1～C6的烷基、烷氧基、苯基、取代苯基以及卤代烷基，取代基数量为1～5)、1-萘基、2-萘基、二苯基甲基；R2是C1～C6的烷基、苯基、取代苯基(苯基上的取代基为C1～C6的烷基、烷氧基、苯基、取代苯基以及卤代烷基，取代基数量为1～5)、1-萘基、2-萘基、卤素、氰基；所述的烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基，所述的烷氧基为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基。R3、R4、R5为C1～C6的烷基、苯基、取代苯基(苯基上的取代基为C1～C6的烷基、烷氧基以及卤素，取代基数为1～5)、1-萘基、2-萘基、呋喃基、噻吩基、吡咯基取代基。
本发明的螺环亚磷酸酯的应用，其特征在于该化合物制成铑(I)络合物在溶剂中作为催化剂用于芳基硼酸对亚胺的不对称加成反应，催化剂用量为0.01～10％，反应温度为-20～80℃，反应时间为1～48小时，反应溶剂是水或有机溶剂如二氯乙烷、二氧六环、二甲基乙二醚、甲苯、甲醇等，也可以是由水和有机溶剂如二氯乙烷、二氧六环、二甲基乙二醚、甲苯、甲醇等中的两种或两种以上组成的混合溶剂。其反应式为：
其中：
n＝0～3，R1是C1～C6的烷基、苯基、取代苯基(苯基上的取代基为C1～C6的烷基、烷氧基、苯基、取代苯基以及卤代烷基，取代基数量为1～5)、1-萘基、2-萘基、二苯基甲基；R2是C1～C6的烷基、苯基、取代苯基(苯基上的取代基为C1～C6的烷基、烷氧基、苯基、取代苯基以及卤代烷基，取代基数量为1～5)、1-萘基、2-萘基、卤素、氰基；所述的烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基，所述的烷氧基为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基。R3、R4、R5为C1～C6的烷基、苯基、取代苯基(苯基上的取代基为C1～C6的烷基、烷氧基以及卤素，取代基数为1～5)、1-萘基、2-萘基、呋喃基、噻吩基、吡咯基取代基。
螺环单磷配体可为消旋体，也可为(R)-异构体或(S)-异构体。
这种铑催化剂的制备方法简单，将本发明螺环单磷配体与一价铑化合物络合即可得到。所述一价铑化合物可以是Rh(acac)(CH2CH2)2、Rh(COD)2BF4、Rh(COD)2PF6、Rh(COD)2SnF6、Rh(COD)2OTf、[Rh(COD)(CH3CN)]BF4、Rh(acac)(CO)2、[RH(COD)Cl]2、[RhCl(CH2CH2)]2等。
这种铑催化剂可通过如下的制备方法获得：
在二氯乙烷、二氧六环、二甲基乙二醚、甲苯、甲醇等有机溶剂中，1当量的一价铑化合物、2～3当量的本发明所述螺环单磷配体，在-20～80℃反应0.5～5小时得到相应的金属铑催化剂。
本发明所述的螺环亚磷酸酯以螺环二酚为原料，具有合成方法简单，基团构筑方便的特点。由于本发明所述螺环亚磷酸酯与铑所形成的络合物有合适的构型，因此作为催化剂应用于芳基硼酸对醛的加成反应表现出高的立体选择性，e.e.值可达到87％，优于该类型反应所见报道的最好结果(41％ee，see：Sakai，M.；Ueda，M.；Miyaura，N.Angew.Chem.Int.Ed.1998，37，3279)。所得产物——手性二芳基甲醇是一类重要的药物合成中间体，如可用于合成药物((+)-(R))neobenodine。
芳基硼酸是一类稳定、价廉、便于携带各种官能团的商品化试剂，以芳基硼酸为亲核试剂替代敏感、贵重的芳基锌、芳基钛以及不易合成的芳基硼酸酯等试剂用于亚胺的加成反应是有机合成的一个重要研究课题(Kuriyama，M.；Soeta，T.；Hao，X.Y.；Chen，O.；Tomioka，K.J.Am.Chem.Soc.2004，126，8128；Tokunaga，N.；Otomaru，Y.；Okamoto，K.；Ueyama，K.；Shintani，R.；Hayashi，T.J.Am.Chem.Soc.2004，126，13584)。以本发明所述螺环亚磷酸酯与铑所形成的络合物作为催化剂在芳基硼酸对亚胺的加成反应中可获得高达96％的对映选择性。所得产物——手性二芳基甲基胺是一类重要的药物合成中间体，如可用于合成药物(S)-cetirizine。
具体实施方式
通过下述实施实例将有助于进一步理解本发明，但并不限制本发明内容。本发明的制备方法可进一步用代表化合物的制备过程体现如下：
实施例1：(R)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-甲基亚磷酸酯的制备
在氮气氛围下，向装有308mg(1.2mmol)(R)-螺环二酚、15mL二氯甲烷的反应瓶中加入263mg(2.6mmol)三乙基胺，搅拌下于0℃向反应瓶内滴加甲氧基二氯化磷174mg(1.3mmol)，保持0℃反应0.5小时，再在室温反应3小时。所得反应液减压除去溶剂，剩余物用正己烷溶解，经硅藻土过滤，脱除溶剂后得白色固体318mg。收率：85％。熔点：135-137℃。[α]D 20＝-522.8(c 0.5，CH2Cl2)；1H NMR：δ7.21-7.14(m，2H，Ar-H)，7.06(t，J＝8Hz，2H，Ar-H)，6.92(d，J＝7.8Hz，1H，Ar-H)，6.78(d，J＝7.8Hz，1H，Ar-H)，3.46(d，J＝10.1Hz，3H，CH3)，3.12-3.01(m，2H，CH2)，2.85-2.78(m，2H，CH2)，2.26-2.20(m，2H，CH2)2.03-1.96(m，2H，CH2)；13C NMR：δ146.2，145.8，145.7，144.2，142.7，140.3，128.7，128.2，122.1，121.9，121.7，121.5，59.3，52.0，38.6，38.2，31.1，30.7；31PNMR：δ123.5(s)；MS(EI)m/z 312(M+)；元素分析(理论值)C18H17O3P：C 69.49(69.23)；H 5.70(5.49)。
实施例2：(R)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)-O-苯基亚磷酸酯的制备
在氮气氛围下，向装有308mg(1.2mmol)(R)-螺环二酚、15mL甲苯的反应瓶中加入263mg(2.6mmol)三乙基胺，搅拌下于0℃向反应瓶内滴加三氯化磷178mg(1.3mmol)，再在室温反应20小时，经硅藻土过滤，向所得滤液中加入苯酚113mg(1.2mmol)，搅拌下加入三乙基胺152mg(1.5mmol)，室温反应3小时，除去溶剂，剩余物经硅胶柱层析(洗脱剂为乙酸乙酯/石油醚＝1∶10)得白色固体336mg。收率：75％。熔点104～105℃。[α]D 25＝+72(c 0.5，CHCl3).1H NMR：δ7.35-6.77(m，11H)，3.12-3.03(m，2H)，2.87-2.80(m，2H)，2.28-2.22(m，2H)，2.07-2.00(m，2H).13C NMR：δ151.2，145.1，144.7，143.8，142.3，141.9，138.7，128.7，127.6，126.9，123.2，122.8，121.1，120.9，120.6，119.7，118.5，58.2，37.5，36.9，29.9，29.4，28.6.31P NMR：δ120.5.HR-MS(FAB)(理论值)C23H19O3P+H：375.1144(375.1140)。
实施例3：(R)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-叔丁基亚磷酸酯的制备
以叔丁醇取代实施例2中的苯酚，制备方法与实施例2相同，得(R)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-叔丁基亚磷酸酯，白色固体，收率：65％。熔点：57-58℃。[α]D 20＝+80(c0.5，CHCl3)。1H NMR：δ7.20-6.76(m，6H)，3.08-3.02(m，2H)，2.85-2.81(m，2H)，2.24-2.18(m，2H)，2.04-2.00(m，2H)，1.48(s，9H).13C NMR：δ145.1，14.8，144.4，142.9，142.0，139.1，127.3，126.2，121.8，120.8，120.5，119.9，58.0，37.4，36.9，29.9 9.5.31P NMR：δ128.1.HR-MS(FAB)(理论值)C21H23O3P+H：355.1463(355.1457)。
实施例4：(R)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-二苯基甲基亚磷酸酯的制备
以二苯基甲醇取代实施例2中的苯酚，制备方法与实施例2相同，得(R)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-二苯基甲基亚磷酸酯，白色固体，收率：43％。熔点：77-79℃。[α]D25＝+218(c 0.53，CHCl3)。1H NMR：δ7.31-6.30(m，16H)，6.153(d，1H)，3.13-1.91(m，8H).13CNMR：δ146.4，145.9，145.5，144.0，143.8，l42.8，141.8，141.7，139.9，128.3，128.2，127.9，127.6，127.5，127.4，126.6，123.3，122.6，121.7，121.1，79.2，19.0，59.1，38.5，37.9，31.0，30.5.31PNMR：δ126.4.HR-MS(FAB)(理论值)C30H25O3P：464.1546(464.1541)。
实施例5：(S)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)-O-4-甲氧基苯基亚磷酸酯的制备
以(S)-螺环二酚取代实施例2中(R)-螺环二酚，以对甲氧基苯酚取代实施例2中的苯酚，制备方法与实施例2相同，得(S)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-4-甲氧基苯基亚磷酸酯，白色固体，收率：68％。熔点：118-120℃.[α]D 20＝-170.0(c 0.5，CH2Cl2)；1HNMR：δ7.25-7.21(m，1H，Ar-H)，7.18-7.08(m，5H，Ar-H)，7.01-6.99(d，J＝8Hz，1H，Ar-H)，6.89-6.86(d，J＝9.2Hz，2H，Ar-H)，6.83-6.81(d，J＝8 Hz，1H，Ar-H)，3.97(s，3H，CH3)，3.17-3.05(m，2H，CH2)，2.89-2.83(m，2H，CH2)，2.30-2.26(m，2H，CH2)，2.11-2.00(m，2H，CH2)；13CNMR：δ156.0，146.0，145.9，145.8，145.0，144.9，143.5，143.4，142.9，139.9，128.5，127.8，122.0，121.7，121.6，120.6，120.5，114.8，59.2，55.6，38.6，37.9，30.9，30.5；31PNMR：δ120.9(s)；MS(EI)m/z 404(M+)；
元素分析(理论值)C24H21O4P：C，71.34(71.28)；H，5.38(5.23)。
实施例6：(S)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-2-三氟甲基苯基亚磷酸酯的制备
以(S)-螺环二酚取代实施例2中(R)-螺环二酚，以邻三氟甲基苯酚取代实施例2中的苯酚，制备方法与实施例2相同，得(S)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-2-三氟甲基苯基亚磷酸酯，白色固体，收率：50％。熔点：125-127℃.[α]D 20＝-238.4(c 0.5，CH2Cl2)；1H NMR：δ7.62(d，J＝7.5 Hz，1H，Ar-H)，7.48(t，J＝7.5Hz，1H，Ar-H)，7.27-7.06(m，6H，Ar-H)，6.97(t，J＝7.5Hz，2H，Ar-H)，3.18-3.02(m，2H，CH2)，2.90-2.81(m，2H，CH2)，2.30-2.24(m，2H，CH2)，2.08-1.98(m，2H，CH2)；13C NMR：δ150.3，146.4，145.7，144.6，143.9，143.8，143.2，139.7，133.4，128.8，128.2，127.5，127.4，124.7，123.8，122.5，121.9，120.9，120.8，59.5，38.9，38.1，31.2，30.7；31P NMR：δ124.8(s)；MS(EI)m/z 442(M+)；元素分析(理论值)C24H18F3O3P：C，65.24(65.16)；H，3.83(4.10)。
实施例7：(S)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-4-三氟甲基苯基亚磷酸酯的制备以(S)-螺环二酚取代实施例2中(R)-螺环二酚，以对三氟甲基苯酚取代实施例2中的苯酚，制备方法与实施例2相同，得(S)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-4-三氟甲基苯基亚磷酸酯，白色固体，收率：73％。熔点：71-73℃.[α]D 20＝-159.2(c 0.5，CH2Cl2)；1HNMR：δ7.59(d，J＝9.0Hz，2H，Ar-H)，7.26-7.07(m，6H，Ar-H)，6.99(d，J＝8.3Hz，1H，Ar-H)，6.71(t，J＝6.8Hz，1H，Ar-H)，3.18-3.03(m，2H，CH2)，2.90-2.82(m，2H，CH2)，2.30-2.24(m，2H，CH2)，2.10-1.97(m，2H，CH2)；13C NMR：δ155.2，146.4，146.1，144.7，144.6，143.5，143.4，143.0，139.9，128.9，128.1，127.3，122.6，122.0，121.9，121.8，120.0，1 19.9，59.5，38.8，38.2，31.2，30.7；31PNMR：δ118.3(s)；MS(EI)m/z442(M+)；元素分析(理论值)C24H18F3O3P：C，65.48(65.16)；H，4.16(4.10)。
实施例8：(S)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-2，6-二叔丁基-4-甲氧基苯基亚磷酸酯的制备以(S)-螺环二酚取代实施例2中(R)-螺环二酚，以2，6-二叔丁基-4-甲氧基苯酚取代实施例2中的苯酚，制备方法与实施例2相同，得(S)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-2，6-二叔丁基-4-甲氧基苯基亚磷酸酯，白色固体，收率：50％。熔点：125-127℃.[α]D 20＝-272.6(c 0.5，CH2Cl2)；1HNMR：δ7.25(s，1H，Ar-H)，7.17-7.09(m，4H，Ar-H)，6.98(m，2H，Ar-H)，6.74(d，J＝7.8Hz，1H，Ar-H)，3.11-3.03(m，2H，CH2)，2.87-2.80(m，2H，CH2)，2.27-2.22(m，5H)，2.03-1.95(m，2H，CH2)，1.27(s，18H，CH3)；13C NMR：δ146.0，145.7，145.3，145.0，144.9，144.7，143.2，143.0，140.2，136.0，132.0，128.5，128.2，128.1，125.7，122.7，121.9，121.4，59.5，39.1，38.0，36.1，34.4，33.0，32.4，31.1，30.7，30.5，21.3；31P NMR：δ124.8(s)；MS(EI)m/z 500(M+)；元素分析(理论值)C32H37O3P：C，76.91(76.78)；H，7.62(7.45)。
实施例9：(S)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-3，5-二叔丁基苯基亚磷酸酯的制备
以(S)-螺环二酚取代实施例2中(R)-螺环二酚，以3，5-二叔丁基苯苯酚取代实施例2中的苯酚，制备方法与实施例2相同，得(S)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-3，5-二叔丁基苯基亚磷酸酯，白色固体，收率：73％。熔点：88-90℃.[α]D 20＝-366.6(c0.5，CH2Cl2)；1H NMR：δ7.25(d，J＝8.2Hz，2H，Ar-H)，7.18-6.97(m，6H，Ar-H)，6.72(d，J＝6.5Hz 1H，Ar-H)，3.14-3.03(m，2H，CH2)，2.88-2.79(m，2H，CH2)，2.30-2.22(m，2H，CH2)，2.05-1.92(m，2H，CH2)，1.28(s，18H，CH3)；13C NMR：δ147.4，146.1，145.8，144.9，144.8，144.6，143.4，143.2，140.2，128.5，128.1，127.4，123.2，122.6，121.9，121.8，121.4，58.5，39.1，36.2，33.0，31.1，30.7，30.5；31P NMR：δ124.7(s)；MS(EI)m/z 486(M+)；元素分析(理论值)C31H35O3P：C，76.36(76.52)；H，7.38(7.25)。
实施例10：(R)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-2，6-二甲基苯基亚磷酸酯的制备
以2，6-二甲基苯酚取代实施例2中的苯酚，制备方法与实施例2相同，得(R)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-2，6-二甲基苯基亚磷酸酯，白色固体，收率：76％。熔点：143-145℃.[α]D 25＝+324(c 0.5，CH2Cl2)；1H NMR：7.25-6.81(m，9H)，3.16-3.04(m，2H)，2.90-2.81(m，2H)，2.31-2.26(m，2H)，2.24(s，6H)，2.09-2.0(m，2H).13C NMR：δ149.2，146.2，145.8，145.1，144.1，144.0，143.2，140.2，130.8，129.1，128.6，127.8，124.5，123.0，122.1，121.9，121.8，121.6，59.5，38.9，38.1，31.2，30.7，18.0；31P NMR：δ122.7；HR-MS(FAB)(理论值)C25H23O3P+H：403.1447(403.1457)。
实施例11：(S)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-1-萘基亚磷酸酯的制备
以(S)-螺环二酚取代实施例1中(R)-螺环二酚，以1-萘氧基二氯化磷取代实施例1中的甲氧基二氯化磷，制备方法与实施例1相同，得(S)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-1-萘基亚磷酸酯，白色固体，收率：81％。熔点：121-123℃.[a]D 20＝-86.6(c 0.5，CH2Cl2)；1H NMR：δ8.04(d，J＝7.8Hz，1H，Ar-H)，7.82(d，J＝7.8Hz，1H，Ar-H)，7.62(d，J＝7.8Hz，1H，Ar-H)，7.52-7.32(m，3H，Ar-H)，7.25-7.20(m，2H，Ar-H)，7.16-7.08(m，3H，Ar-H)，6.99(d，J＝7.8Hz，1H，Ar-H)，6.93(d，J＝7.0Hz，1H，Ar-H)，3.18-3.06(m，2H，CH2)，2.91-2.85(m，2H，CH2)，2.31-2.27(m，2H，CH2)，2.12-2.02(m，2H，CH2)；13C NMR：δ148.6，146.3，146.0，145.0，143.9，143.2，140.1，135.5，128.8，128.2，127.8，126.9，126.1，125.7，124.0，122.7，122.3，122.0，121.9，113.8，113.6，108.8，59.5，38.9，38.2，31.2，30.8；31P NMR：δ119.7(s)；MS(EI)m/z 424(M+)；元素分析(理论值)C27H21O3P：C，76.67(76.41)；H，4.95(4.99)。
实施例12：(S)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-2-萘基亚磷酸酯的制备
以(S)-螺环二酚取代实施例1中(R)-螺环二酚，以2-萘氧基二氯化磷取代实施例1中的甲氧基二氯化磷，制备方法与实施例1相同，得(S)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-2-萘基亚磷酸酯，白色固体，收率：85％。熔点：113-115℃.[α]D 20＝-70.2(c 0.5，CH2Cl2)；1H NMR：δ7.82-7.77(m，3H，Ar-H)，7.56(s，1H，Ar-H)，7.50-7.40(m，2H，Ar-H)，7.27-7.22(m，3H，Ar-H)，7.13-7.01(m，3H，Ar-H)，6.81(d，J＝7.8Hz，1H，Ar-H)，3.17-3.05(m，2H，CH2)，2.90-2.83(m，2H，CH2)，2.30-2.26(m，2H，CH2)，2.11-2.00(m，2H，CH2)；13C NMR：δ150.2，146.3，146.0，145.0，143.7，143.1，140.1，134.2，130.6，130.1，128.9，128.1，127.9，127.4，126.9，125.1，122.4，122.2，121.9，120.8，115.3，115.2，59.5，38.3，38.2，31.2，30.8；31P NMR：δ119.7(s)；MS(EI)m/z424(M+)；元素分析(理论值)C27H21O3P：C，76.26(76.4)；H，5.02(4.99)。
实施例13：Rh(I)催化的芳基硼酸对醛的不对称加成反应
(以(S)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-2-萘基亚磷酸酯与[RhCl(CH2CH2)2]2形成的络合物催化苯基硼酸与1-萘甲醛的加成反应为例)
氮气氛围下向反应瓶中加入0.37mg(1.9μmol，1mol％)[RhCl(CH2CH2)2]2，1.7mg(4μmol)(S)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-2-萘基亚磷酸酯(实施例12)和1mL甲苯，室温搅拌反应0.5小时，降至0℃，加入1mL水、苯基硼酸47mg(0.38mmol)，KF 22mg(0.38mmol)、1-萘甲醛30mg(0.19mmol)，保持0 ℃反应7小时，反应液经二氯甲烷萃取、硫酸镁干燥，经硅胶柱层析分离得到目标产物。产物光学纯度用HPLC测定。
所得实验结果见下表1(芳基硼酸R3B(OH)2中R3＝Ph、4-Me-Ph、4-F-Ph、4-Ac-Ph、3-MeO-Ph、4-Ph-Ph为例；醛R4CHO中R4＝1-Naphthyl、2-Me-Ph、2-Cl-Ph、2-Br-Ph、4-MeO-Ph、4-Cl-Ph为例)。
表1：芳基硼酸对醛的不对称加成反应实验结果
| R4 | R3 | 反应时间(h) | 收率(％) | ee(％) | |
| 1234567891011 | 1-Naphthyl2-Me-Ph2-Cl-Ph2-Br-Ph4-MeO-Ph4-Cl-Ph2-Cl-Ph2-Cl-Ph2-Cl-Ph2-Cl-Ph2-Br-Ph | PhPhPhPhPhPh4-Me-Ph4-F-Ph4-Ac-Ph3-MeO-Ph4-Ph-Ph | 7755124691088 | 9594979690949498889194 | 80(R)80(R)82(R)83(R)65(R)62(R)8483858087 |
实施例14：Rh(I)催化的芳基硼酸对亚胺的不对称加成反应
(以(R)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-苯基亚磷酸酯与Rh(acac)(CH2CH2)2形成的络合物催化苯基硼酸与(4-氯苯基)-甲叉基-4-甲基苯磺酰亚胺的加成反应为例)
氮气氛围下向反应瓶中加入1.5mg(5.7μmol，3mol％)Rh(acac)(CH2CH2)2，4.7mg(12.5μmol)(R)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-苯基亚磷酸酯(实施例2)和1mL甲苯，室温搅拌反应0.5小时，加入1mL水、苯基硼酸47mg(0.38mmol)，KF 44mg(0.76mmol)、(4-氯苯基)-甲叉基-4-甲基苯磺酰亚胺55mg(0.19mmol)，室温反应48小时。反应液经二氯甲烷萃取、硫酸镁干燥，经硅胶柱层析分离得到目标产物。产物光学纯度用HPLC测定。
所得实验结果见下表2(芳基硼酸R3B(OH)2中R3＝Ph、4-Me-Ph、4-F-Ph、4-MeO-Ph为例；醛R5CH＝NSO2Ph-4-Me中R5＝4-Cl-Ph、4-Me-Ph、4-F-Ph、2-Cl-Ph、2-Br-Ph、1-Naphthyl为例)。
表2：芳基硼酸对亚胺的不对称加成反应实验结果
| R5 | R3 | 反应时间(h) | 收率(％) | ee(％) | |
| 123456789 | 4-Cl-Ph4-Me-Ph4-F-Ph2-Cl-Ph2-Br-Ph1-NaphthylPhPhPh | PhPhPhPhPhPh4-Me-Ph4-F-Ph4-MeO-Ph | 484848484848484848 | 918190837976796371 | 939494959396929496 |
Claims (10)
1.一种新型螺环亚磷酸酯，其特征在于具有如下的结构式：
其中：n＝0～3，R1是C1～C6的烷基、苯基、取代苯基(苯基上的取代基为C1～C6的烷基、烷氧基、苯基、取代苯基以及卤代烷基，取代基数量为1～5)、1-萘基、2-萘基、二苯基甲基；R2是C1～C6的烷基、苯基、取代苯基(苯基上的取代基为C1～C6的烷基、烷氧基、苯基、取代苯基以及卤代烷基，取代基数量为1～5)、1-萘基、2-萘基、卤素，氰基；所述的烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基，所述的烷氧基为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基。
2.按照权利要求1所述的螺环亚磷酸酯，其特征在于它是外消旋螺环亚磷酸酯-(±)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-烷基亚磷酸酯以及(±)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-芳基亚磷酸酯。
3.按照权利要求1所述的螺环亚磷酸酯，其特征在于它是右旋螺环亚磷酸酯-(R)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-烷基亚磷酸酯以及(R)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-芳基亚磷酸酯。
4.按照权利要求1所述的螺环亚磷酸酯，其特征在于它是左旋螺环亚磷酸酯-(S)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-烷基亚磷酸酯以及(S)-O，O’-[7，7’-(1，1’-螺二氢茚)]-O-芳基亚磷酸酯。
5.一种权利要求1的新型螺环亚磷酸酯的制备方法，其特征在于它是螺环二酚和三氯化磷以摩尔比为1∶1～4，温度-20～80℃下反应1～24小时生成中间体磷酰氯，然后在碱的作用下与羟基化合物在室温下反应1～24小时生成螺环亚磷酸酯。其反应步骤如下：
6.一种权利要求1的新型螺环亚磷酸酯的制备方法，其特征在于它是螺环二酚在碱的作用下和烷氧基二氯化磷或芳氧基二氯化磷以摩尔比为1∶1～4，温度-20～80℃下反应1～24小时生成螺环亚磷酸酯。其反应步骤如下：
7.一种权利要求1的新型螺环亚磷酸酯的制备方法，其特征在于它是螺环二酚和六甲基亚磷酰胺在氮气流中以摩尔比为1∶1～4，温度范围0～150℃，溶剂为苯或甲苯反应1～24小时，生成螺环亚磷酰胺，然后再经过与醇或酚的交换合成相应的螺环亚磷酸酯。其反应步骤如下：
8.一种权利要求1的新型螺环亚磷酸酯在醛的不对称加成反应中的应用，其特征在于该化合物制成铑(I)络合物在溶剂中作为催化剂用于芳基硼酸对醛的不对称加成反应，催化剂用量为0.01～10％，反应温度为-20～80℃，反应时间为1～48小时。
其中：
n＝0～3，R1是C1～C6的烷基、苯基、取代苯基(苯基上的取代基为C1～C6的烷基、烷氧基、苯基、取代苯基以及卤代烷基，取代基数量为1～5)、1-萘基、2-萘基、二苯基甲基；R2是C1～C6的烷基、苯基、取代苯基(苯基上的取代基为C1～C6的烷基、烷氧基、苯基、取代苯基以及卤代烷基，取代基数量为1～5)、1-萘基、2-萘基、卤素、氰基；所述的烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基；所述的烷氧基为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基；R3、R4、R5为C1～C6的烷基、苯基、取代苯基(苯基上的取代基为C1～C6的烷基、烷氧基以及卤素，取代基数为1～5)、1-萘基、2-萘基、呋喃基、噻吩基、吡咯基取代基。
9.一种权利要求1的新型螺环亚磷酸酯在亚胺的不对称加成反应中的应用，其特征在于该化合物制成铑(I)络合物在溶剂中作为催化剂用于芳基硼酸对亚胺的不对称加成反应，催化剂用量为0.01～10％，反应温度为-20～80℃，反应时间为1～48小时。
其中：
n＝0～3，R1是C1～C6的烷基、苯基、取代苯基(苯基上的取代基为C1～C6的烷基、烷氧基、苯基、取代苯基以及卤代烷基，取代基数量为1～5)、1-萘基、2-萘基、二苯基甲基；R2是C1～C6的烷基、苯基、取代苯基(苯基上的取代基为C1～C6的烷基、烷氧基、苯基、取代苯基以及卤代烷基，取代基数量为1～5)、1-萘基、2-萘基、卤素、氰基；所述的烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基；所述的烷氧基为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基；R3、R4、R5为C1～C6的烷基、苯基、取代苯基(苯基上的取代基为C1～C6的烷基、烷氧基以及卤素，取代基数为1～5)、1-萘基、2-萘基、呋喃基、噻吩基、吡咯基取代基。
10.按照权利要求8和权利要求9所述的应用，其特征在于所述溶剂是水或有机溶剂：二氯乙烷、二氧六环、二甲基乙二醚、甲苯、甲醇，也可以是由水和有机溶剂：二氯乙烷、二氧六环、二甲基乙二醚、甲苯、甲醇中的两种或两种以上组成的混合溶剂。
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