CN1876668A - C2－对称的只具有面手性的二茂钌双膦配体 - Google Patents

C2－对称的只具有面手性的二茂钌双膦配体 Download PDF

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Abstract

一种化工技术领域的C2－对称的只具有面手性的二茂钌双膦配体，该配体是只具有面手性的且C2－对称双膦配体。该类配体可应用于各种金属催化的不对称反应中，如不对称环丙烷化反应，烯丙基取代反应，官能化或非官能团化的烯烃及亚胺类化合物的氢化等，具有很高的反应活性和立体选择性，其结构式如图。其中R为R＝－Me，或－Et。

Description

C2-对称的只具有面手性的二茂钌双膦配体
技术领域
本发明涉及一种化工技术领域的配体，具体是一种C2-对称的只具有面手性的二茂钌双膦配体。
技术背景
手性药物工业的迅速兴起，主要得益于不对称合成方法学研究的极大发展，反过来，手性药物工业又促进了不对称合成方法学的研究。不对称催化有机合成是获得手性化合物最有效也是最有利的方法之一。在不对称催化有机合成反应中，能够达到高反应活性高对映选择性的关键在于手性膦配体的结构。因此手性膦配体的开发一直是学术界和产业界关注的重点研究领域。
1996年，张万斌和池田功小组首次合成出了只具有面手性C2-对称二茂铁P，P-配体，并且成功地将它应用到烯丙基取代反应中，得到了高达94％e.e的光学收率。
正如C2-对称轴手性配体，在不对称催化反应中，手性配体与金属配位形成的二面角的大小往往是影响催化反应中不对称诱导的关键因素。这种夹角的微小变换可能会极大地影响不对称催化反应的立体选择性。可以推测，对于二茂铁类的配体恰恰可以通过变换茂金属，以调节两个环戊二烯环间的距离，从而改变配体与金属配位时所形成的二面角(扭角)，最终改变催化反应的手性场。本发明在此概念的指导下，设计合成出了只具有面手性的新型C2-对称的二茂钌双膦配体，通过考察在面手性中二面角对不对称催化效果的影响，以筛选出具有高催化活性和宽广普性的新型催化剂。
经对现有技术的文献检索发现，至今尚未发现与本发明主题相同或者类似的文献报道。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种C2-对称的只具有面手性的二茂钌双膦配体，使其能筛选出具有更好的不对称催化效果的面手性配体。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明所述的C2-对称的只具有面手性的二茂钌双膦配体，其结构式如下：
其中R均为R＝-Me，或-Et。
本发明配体中，二苯基膦邻位上的R是烷氧基羰基或烷氧基亚甲基。烷氧基中的烷基是甲基或乙基。
本发明配体面手性为S，S构型。
本发明C2-对称的只具有面手性的二茂钌双膦配体是通过以下方法制得：以C2-对称的(S)-(S)-I，1‘-二(二苯基膦基)-2，2’-二[(S)-4-异丙基噁唑啉基]二茂钌为原料，在三氟乙酸作用下水解将噁唑啉开环并保护氨基，然后通过相应醇钠进行酯交换或还原后再烷基化即可得到目标化合物。
本发明所合成的配体是只具有面手性的且C2-对称双膦配体。该类配体可应用于各种金属催化的不对称反应中，如不对称环丙烷化反应，烯丙基取代反应，官能化或非官能团化的烯烃及亚胺类化合物的氢化等，具有很高的反应活性和立体选择性，具有较好的应用前景。
具体实施方式
实施例一：
1、酰胺酯(2)的制备
(S)-(S)-1，1’-二(二苯基膦基)-2，2’-二[(S)-4-异丙基噁唑啉基]二茂钌(1.65g，2mmol)溶于四氢呋喃(40mL)，然后依次加入水(2mL)、三氟乙酸(3.8mL，49.4mmol)、无水硫酸钠Na2SO4(18.8g)，悬浮液室温搅拌过夜，过滤，蒸除溶剂，残余物溶于二氯甲烷(40mL)然后依次加入吡啶(7.2mL，89mmol)、醋酸酐(12.0mL，76.4mmol)，室温搅拌过夜，混合物以二氯甲烷(80mL)稀释，分别以稀盐酸(10％)、水、饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，蒸除溶剂得目标产物1.65g，y＝82.8％。
1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ7.34-7.14(m，20H，ArH)，6.59-6.58(brs，2H，NH)，5.39(brs，2H，RcH)，4.83(brs，2H，RcH)，4.39-4.34(dd，J＝4Hz，15.6，2H，OCH)，4.05-4.01(dd，J＝3.6Hz，11.2Hz，2H，OCH)，3.90(m，2H，NCH)，3.82(brs，2H，FCH)，2.18-2.17(m，2H，Me2CH)，2.16(s，6H，COCH3)，1.02-1.00(d，J＝8.8Hz，6H，CH3)，O.99-0.97(d，J＝8.8Hz，6H，CH3).
2、(S)-(S)-1，1‘-二(二苯基膦基)-2，2’-二(甲氧基羰基)二茂钌(1)的制备
酰胺酯(0.30g，0.32mmol)溶于四氢呋喃(8mL)，然后于室温下向其中加入由钠(0.3g，40equiv.)和甲醇(10mL)制得的甲醇钠溶液，室温搅拌过夜。以25％(v/v)醋酸的甲醇溶液调pH为中性，蒸去溶剂，以二氯甲烷(20mL)溶解，经过水、饱和食盐水洗涤后，无水硫酸镁干燥，除去溶剂后，残余物柱层析(乙酸乙酯/石油醚＝1∶6)，得淡绿色固体0.17g，y＝71.5％
1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ7.34-7.17(m，20H，ArH)，5.42-5.41(brs，2H，FcH)，4.70-4.67(t，J＝5.2Hz，2H，FcH)，3.87(brs，2H，FcH)，3.70(s，6H，OCH3).
实施例二：
1、酰胺酯(2)的制备
(S)-(S)-1，1’-二(二苯基膦基)-2，2’-二[(S)-4-异丙基噁唑啉基]二茂钌(1.65g，2mmol)溶于四氢呋喃(40mL)，然后依次加入水(2mL)、三氟乙酸(3.8mL，49.4mmol)、无水硫酸钠Na2SO4(18.8g)，悬浮液室温搅拌过夜，过滤，蒸除溶剂，残余物溶于二氯甲烷(40mL)然后依次加入吡啶(7.2mL，89mmol)、醋酸酐(12.0mL，76.4mmol)，室温搅拌过夜，混合物以二氯甲烷(80mL)稀释，分别以稀盐酸(10％)、水、饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，蒸除溶剂得目标产物1.65g，y＝82.8％。
1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ7.34-7.14(m，20H，ArH)，6.59-6.58(brs，2H，NH)，5.39(brs，2H，RcH)，4.83(brs，2H，RcH)，4.39-4.34(dd，J＝4Hz，15.6，2H，OCH)，4.05-4.01(dd，J＝3.6Hz，11.2Hz，2H，OCH)，3.90(m，2H，NCH)，3.82(brs，2H，FCH)，2.18-2.17(m，2H，Me2CH)，2.16(s，6H，COCH3)，1.02-1.00(d，J＝8.8Hz，6H，CH3)，0.99-0.97(d，J＝8.8Hz，6H，CH3).
2、(S)-(S)-I，1‘-二(二苯基膦基)-2，2’-二(乙氧基羰基)二茂钌的制备
酰胺酯(0.335g，0.36mmol)溶于四氢呋喃(20mL)，然后于室温下向其中加入由钠(0.6g，70equiv.)和乙醇(40mL)制得的乙醇钠溶液，室温搅拌过夜。以25％(v/v)醋酸的甲醇溶液调pH为中性，蒸去溶剂，以二氯甲烷(20mL)溶解，经过水、饱和食盐水洗涤后，无水硫酸镁干燥，除去溶剂后，残余物柱层析(乙酸乙酯/石油醚＝1∶6)，得淡绿色固体0.19g，y＝73.7％
1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ7.30-7.16(m，20H，ArH)，5.42-5.41(brs，2H，FcH)，4.78-4.79(t，J＝2.4Hz，2H，FcH)，4.24-4.08(m，4H，OCH2)，3.84-3.83(brs，2H，FcH)，.1.13-1.10(s，6H，CH3).
实施例三：
1、酰胺酯(2)的制备
(S)-(S)-1，1’-二(二苯基膦基)-2，2’-二[(S)-4-异丙基噁唑啉基]二茂钌(1.65g，2mmol)溶于四氢呋喃(40mL)，然后依次加入水(2mL)、三氟乙酸(3.8mL，49.4mmol)、无水硫酸钠Na2SO4(18.8g)，悬浮液室温搅拌过夜，过滤，蒸除溶剂，残余物溶于二氯甲烷(40mL)然后依次加入吡啶(7.2mL，89mmol)、醋酸酐(12.0mL，76.4mmol)，室温搅拌过夜，混合物以二氯甲烷(80mL)稀释，分别以稀盐酸(10％)、水、饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，蒸除溶剂得目标产物1.65g，y＝82.8％。
1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ7.34-7.14(m，20H，ArH)，6.59-6.58(brs，2H，NH)，5.39(brs，2H，RcH)，4.83(brs，2H，RcH)，4.39-4.34(dd，J＝4Hz，15.6，2H，OCH)，4.05-4.01(dd，J＝3.6Hz，11.2Hz，2H，OCH)，3.90(m，2H，NCH)，3.82(brs，2H，FCH)，2.18-2.17(m，2H，Me2CH)，2.16(s，6H，COCH3)，1.02-1.00(d，J＝8.8Hz，6H，CH3)，0.99-0.97(d，J＝8.8Hz，6H，CH3).
2、(S)-(S)-I，1‘-二(二苯基膦基)-2，2’-二羟甲基二茂钌的制备
向悬浮于四氢呋喃(8mL)的四氢锂铝(46mg，6equiv.)体系中加入酰胺酯(188mg，0.2mmol)的四氢呋喃(2mL)溶液，室温下搅拌2-3h，冰水浴下小心以饱和硫酸钠溶液猝灭，然后以三倍体积的乙酯乙酯稀释，体系依次以10％的盐酸溶液、饱和碳酸氢钠溶液、饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，蒸干后的残余物柱层析得产物二醇110mg，y＝89.5％。
1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ7.43-7.22(m，20H，Ar-H)，4.96(b，2H，RcH)，4.48(d，J＝12.8Hz，2H，-OCH2)，4.23(b，2H，RcH)，4.05(d，J＝12.8Hz，-OCH2)，3.92(b，2H，RcH)，3.34(b，2H，-OH).
3、(S)-(S)-I，1‘-二(二苯基膦基)-2，2’-二(甲氧基甲基)二茂钌的制备
二醇(14mg，0.022mmol)溶于DMF(5mL)中加入氢氧化钠(5mg，6equiv.)和Me2SO4(8.4μL)，在20-50℃之间反应8h，体系以二氯甲烷稀释，分别以水洗、饱和食盐水洗，无水硫酸镁干燥，蒸去溶剂，残余物柱层析得目标化合物12.4mg，y＝82％。
1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ7.34-7.22(m，20H，Ar-H)，4.83(b，2H，RcH)，4.33-4.29(dd，J＝2.8，11.2Hz，2H，-OCH2)，4.25(b，2H，RcH)，4.05(d，J＝11.2Hz，-OCH2)，3.83(b，2H，RcH)，3.17(s，6H，-OCH3).
实施例四：
1、酰胺酯(2)的制备
(S)-(S)-1，1’-二(二苯基膦基)-2，2’-二[(S)-4-异丙基噁唑啉基]二茂钌(1.65g，2mmol)溶于四氢呋喃(40mL)，然后依次加入水(2mL)、三氟乙酸(3.8mL，49.4mmol)、无水硫酸钠Na2SO4(18.8g)，悬浮液室温搅拌过夜，过滤，蒸除溶剂，残余物溶于二氯甲烷(40mL)然后依次加入吡啶(7.2mL，89mmol)、醋酸酐(12.0mL，76.4mmol)，室温搅拌过夜，混合物以二氯甲烷(80mL)稀释，分别以稀盐酸(10％)、水、饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，蒸除溶剂得目标产物1.65g，y＝82.8％。
1H NMR(400MHz，CDCl3)：7.34-7.14(m，20H，ArH)，6.59-6.58(brs，2H，NH)，5.39(brs，2H，RcH)，4.83(brs，2H，RcH)，4.39-4.34(dd，J＝4Hz，15.6，2H，OCH)，4.05-4.01(dd，J＝3.6Hz，11.2Hz，2H，OCH)，3.90(m，2H，NCH)，3.82(brs，2H，FCH)，2.18-2.17(m，2H，Me2CH)，2.16(s，6H，COCH3)，1.02-1.00(d，J＝8.8Hz，6H，CH3)，0.99-0.97(d，J＝8.8Hz，6H，CH3).
2、(S)-(S)-I，1‘-二(二苯基膦基)-2，2’-二羟甲基二茂钌的制备
向悬浮于四氢呋喃(8mL)的四氢锂铝(46mg，6equiv.)体系中加入酰胺酯(188mg，0.2mmol)的四氢呋喃(2mL)溶液，室温下搅拌2-3h，冰水浴下小心以饱和硫酸钠溶液猝灭，然后以三倍体积的乙酯乙酯稀释，体系依次以10％的盐酸溶液、饱和碳酸氢钠溶液、饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，蒸干后的残余物柱层析得产物二醇110mg，y＝89.5％。
1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ7.43-7.22(m，20H，Ar-H)，4.96(b，2H，RcH)，4.48(d，J＝12.8Hz，2H，-OCH2)，4.23(b，2H，RcH)，4.05(d，J＝12.8Hz，-OCH2)，3.92(b，2H，RcH)，3.34(b，2H，-OH).
3、(S)-(S)-I，1‘-二(二苯基膦基)-2，2’-二(乙氧基甲基)二茂钌的制备
二醇(33mg，0.05mmol)溶于DMF(10mL)中加入氢氧化钠(12mg，6equiv.)和Et2SO4(14.2μL，3equiv.)，在20-50℃之间反应8h，体系以二氯甲烷稀释，分别以水洗、饱和食盐水洗，无水硫酸镁干燥，蒸去溶剂，残余物柱层析得目标化合物27.9mg，y＝78％。
1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ7.51-7.19(m，20H，Ar-H)，4.83(b，2H，RcH)，4.35-4.32(dd，J＝11.6，2Hz，2H，RcCH2)，4.26(b，2H，RcH)，4.10(d，J＝11.6Hz，2H，RcH)，3.82(b，2H，RcH)，3.40-3.24(m，4H，OCH2)，0.89(t，J＝6.8，6H，-CH3).

Claims (4)

1.一种C2-对称的只具有面手性的二茂钌双膦配体，其特征在于，其结构式如下：
Figure A2006100274090002C1
其中R均为R＝-Me，或-Et。
2.根据权利要求1所述的C2-对称的只具有面手性的二茂钌双膦配体，其特征是，二苯基膦邻位上的R是烷氧基羰基或烷氧基亚甲基。
3.根据权利要求1所述的C2-对称的只具有面手性的二茂钌双膦配体，其特征是，烷氧基中的烷基是甲基或乙基。
4.根据权利要求1所述的C2-对称的只具有面手性的二茂钌双膦配体，其特征是，面手性为S，S构型。
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