手性螺环膦-氮-膦三齿配体及其铱催化剂的制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111484533A(43)申请公布日2020.08.04(21)申请号202010012689.5(22)申请日2020.01.09(71)申请人南开大学地址300071天津市南开区卫津路94号南开大学元素有机化学研究所(72)发明人周其林张丰华谢建华王立新(51)Int.Cl.C07F15/00(2006.01)B01J31/24(2006.01)权利要求书4页说明书23页(54)发明名称手性螺环膦-氮-膦三齿配体及其铱催化剂的制备方法和应用(57)摘要本发明涉及一种手性螺环膦-氮-膦三齿配体SpiroPNP及其铱催化剂Ir-SpiroPNP制备方法和应用。该手性螺环膦-氮-膦三齿配体是具有式I所示的化合物，或其消旋体或旋光异构体，或其催化可接受的盐，主要结构特征是具有手性螺二氢茚骨架和具有大位阻取代基的膦配体。该手性螺环膦-氮-膦三齿配体可以由具有螺环骨架的7-二芳/烷基膦基-7′-氨基-1，1′-螺二氢茚类化合物为手性起始原料合成。该手性螺环膦-氮-膦三齿配体的铱催化剂是具有式II所示的化合物，或其消旋体或旋光异构体，或其催化可接受的盐，可用于催化羰基化合物的不对称催化氢化反应，特别是在简单双烷基酮的不对称氢化反应中表现出很高的收率(＞99％)和对映选择性(高达99.8％ee)，具有实用价值。CN111484533ACN111484533A权利要求书1/4页1.一种手性螺环膦-氮-膦三齿配体SpiroPNP，是具有通式I的化合物或所述化合物的对映体、消旋体，或其催化可接受的盐；其中，R1选自C1～C10的烃基、苯基、取代苯基、1-萘基、2-萘基、杂芳基或苄基，所述的苯基上的取代基为C1～C10的烃基、烷氧基，取代基数量为1～5，杂芳基为呋喃基、噻吩基或吡啶基；R2、R3、R4、R5分别独立选自H、C1～C10烷基、苯基、取代苯基、1-萘基、2-萘基、杂芳基或苄基，所述的苯基上的取代基为C1～C10的烃基、烷氧基，取代基数量为1～5，杂芳基为呋喃基、噻吩基或吡啶基；或C1～C10烷氧基；或R2～R3、R4～R5并为C3～C7脂肪环、芳香环；R2、R3、R4、R5可以相同也可以不同；R6、R7分别独立选自H、C1～C10烷基、C1～C10烷氧基、C1～C10脂肪胺基，n＝0～3；或当n≥2时，两个相邻的R6、R7可并为C3～C7脂肪环或芳香环，R6、R7可以相同也可以不同；R8、R9分别独立选自C1～C10烷基、C1～C10烷氧基，苯基、取代苯基、1-萘基、2-萘基、杂芳基或苄基，所述的苯基上的取代基为C1～C10的烃基、烷氧基，取代基数量为1～5，杂芳基为呋喃基、噻吩基或吡啶基；或R8和R9可通过C2～C4的碳链，含氮、氧、硫的碳链、芳香环、或杂芳香环连接成环；R8、R9可以相同也可以不同。2.一种手性螺环膦-氮-膦三齿配体的铱催化剂Ir-SpiroPNP，是具有式II的化合物或所述化合物的对映体、消旋体，或其催化可接受的盐；19其中，式II中R～R的含义如权利要求1所述。X可以是Cl，Br，OMe，BF4，OTf等常见的阴离子。3.根据权利要求1和2所述的手性螺环膦-氮-膦三齿配体SpiroPNP及其铱催化剂Ir-SpiroPNP的合成方法，其特征是以具有手性螺二氢茚骨架的式4所示的消旋或旋光活性的7-二芳/烷基膦基-7′-氨基-1，1′-螺二氢茚类化合物为起始原料经过下述反应式制备：2CN111484533A权利要求书2/4页其中，式1、2、3、4、5以及I、II中R1～R9和X的含义如权利要求1和2所述。4.根据权利要求3所述的手性螺环膦-氮-膦三齿配体SpiroPNP及其铱催化剂Ir-SpiroPNP的合成方法，其特征包括如下步骤：在有机溶剂，碱和钯催化剂存在的条件下，具有式1所示的化合物先与式2所示的化合物在反应器中反应12～24小时制备得到式3所示的化合物；在有机溶剂和还原剂存在的条件下，式3所示的化合物与式4所示的化合物经还原胺化得到式5所示的化合物；在有机溶剂和还原剂存在的条件下，式5所示的化合物发生还原反应得到式I所示的化合物；式I所示的化合物与各种铱催化剂前体在有机溶剂中络合得到式II所示的化合物；在上述合成方法中，所述的有机溶剂可为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、四氢呋喃、甲苯、二甲苯、甲基叔丁基醚、乙醚、二氧六环、N，N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、二氯甲烷、氯仿、1，2-二氯乙烷中的一种或其中几种的混合溶剂；所述的还原试剂可为氢化铝锂、硼氢化钠、三乙酰氧基硼氢化钠、腈基硼氢化钠、三氯硅烷，苯硅烷等；所述的碱包括有机碱和无机碱，其中有机碱可为吡啶、三乙胺、三丁胺、N-甲基吗啡啉、N，N-二乙基异丙基胺；无机碱可为氢氧化钠、氢