本发明专利技术涉及一类氮膦双齿配体及其在不对称催化反应中的应用。本发明专利技术中公开的新型双齿膦‑噁唑啉配体是一类含联苯轴不稳定性结构的配体，并成功应用α‑甲基肉桂酸及其衍生物的高效高选择性不对称氢化及其类似反应。该类型配体合成路线简单，成本低廉，空气稳定，对碳碳双键的不对称氢化反应表现出高活性和高选择性，具有广阔的工业应用前景。
Chiral bidentate nitrogen phosphine ligand and its application in asymmetric catalytic reaction
The present invention relates to a kind of nitrogen phosphorus bidentate ligand and its application in asymmetric catalytic reaction. The present invention discloses the new bidentate phosphine oxazoline ligands is a kind of axial instability of structure containing biphenyl ligands with high selectivity and successful application of asymmetric hydrogenation of alpha methyl cinnamic acid and its derivatives and similar reaction. This type of ligand has the advantages of simple synthesis route, low cost and stable air. It has high activity and high selectivity for asymmetric hydrogenation of carbon carbon double bond.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种手性双齿氮膦配体及其在不对称氢化反应和类似反应中的应用，属于不对称催化合成领域。
技术介绍
随着人们对手性药物、农药、香料和精细化学品的需求量日益增加，不对称催化技术获得了快速的发展。前手性的烯烃(C＝C)、酮(C＝O)和亚胺(C＝N)等不饱和化合物的不对称催化氢化反应，由于具有高效、高选择性、高原子经济性的优点，一直是不对称催化领域的研究热点[1]。影响不对称催化氢化效率的核心因素是催化剂，催化剂由金属中心和配体组成，由于元素周期表的限制，可供选择的过渡金属种类有限，因此新型手性配体的开发是不对称氢化领域的最根本和最核心的研究内容。1965年，Wilkinson教授报道了第一例均相催化的氢化反应[2]。随后在1968年Knowles教授报道了第一例均相催化的不对称氢化反应[3]。由于催化不对称氢化反应具有高效、高选择性、高原子经济性等优点，已有大量的催化不对称氢化反应应用于工业化生产的实例，例如：1)Monsanto公司的L-DOPA的合成(脱氢氨基酸的不对称氢化反应，运用Rh-DIPAMP催化体系获得2000转化数，94％ee[4]；2)Takasago公司L-Menthol的合成是运用Rh-BINAP催化体系取得98％ee和高达300000转化数[5]；3)Norvatis公司的(S)-Metolachlor的合成是运用Ir-ferrocenylphosphine催化体系催化亚胺的不对称氢化反应，获得80％ee和1000000转化数[6-7]。而且在2012年，BASF公司成功利用不对称氢化反应实现了L-Menthol的10000吨级合成。在不对称氢化反应领域中，手性配体的结构对反应的活性和立体选择性具有十分重要的影响，因此化学家们可以通过合理的配体电性和空间位阻设计实现对反应的精细调控。然而并没有一种万能的配体能够解决所有的问题，因而发展高效、高选择性、底物适用范围广的手性配体和不对称催化体系将是永恒的主题。自Knowles教授的DIPAMP配体和Noyori教授的BINAP配体报道以来，不对称氢化配体的研究主要集中在这两种类型的双齿膦配体的研究上，张绪穆教授在这方面做出了杰出贡献，建立了一个非常有用的不对称氢化手性配体工具箱，发展了一系列高效的膦手性和骨架手性的双齿膦配体[8]。相对于手性双齿膦配体，手性膦-噁唑啉配体用于不对称氢化反应的研究具有较强的新颖性。这类配体的铱催化剂，比如Pfaltz等[9]发展的PHOX配体的铱催化剂，能够催化亚胺和非官能化烯烃的不对称氢化反应。还有周其林等设计合成的高效、高选择性的具有螺二氢茚骨架的手性螺环膦-噁唑啉配体SIPHOX，其刚性的螺二氢茚骨架有效的抑制了催化剂的自聚[10]。以上都是一些轴安定性的配体，这些配体有以下两个局限性[11]：(1)一是获得光学纯轴手性配体比较困难，价格较为昂贵；二是对于轴手性双膦配体而言，在工业生产上由于对产品手性的要求往往只有一种构型的配体可以得到很好的利用，而另一种构型的配体则往往被浪费。池田功和张万斌小组[12]于1997年开发了轴不安定性的2，2’-双嗯唑啉联苯类配体，提出了在配位基团上引入手性基团，当配体与金属离子配位时诱导产生安定轴手性催化剂的设计理念。由于这类配体是轴不安定性的，因此它们在溶液中是以一对处于平衡状态的非对映异构体混合物的形式存在。研究发现，当这类配体与金属离子(M＝ZnX2，PdCl，CuOTf,AgOTf；X＝I，Br，Cl，OTf)配位时，由于嗯唑啉环上中心手性的诱导，处于平衡状态的一对非对映异构体均选择性地转化为一种具有固定轴手性的双噁唑啉金属配位化合物。这类配体在多种金属催化的不对称反应中均显现出优异的对映选择。2006年，张万斌小组[13]又开发出了轴不稳定性的膦-噁唑啉联苯类配体，当其与Ir盐配位后，由于噁唑啉环上取代基的手性诱导作用，所有配体均选择性地转化为一种具有单一的固定的轴手性催化剂。几种代表性的不对称氢化三齿配体如下：相较于已有的轴不稳定膦-噁唑啉联苯配体，本专利技术提出了一个原料易得，合成路线简单，收率高，易于大规模制备，结构和电子性质便于调节的新型轴不稳定膦-噁唑啉联苯配体，该配体已在催化不对称氢化反应中表现出超高活性和立体选择性，具有广阔的工业应用前景。参考文献：[1]Ojima,I.,Ed.CatalyticAsymmetricSynthesis,VCH,NewYork,1993andNoyori,R.AsymmetricCatalysisInOrganicSynthesis,JohnWiley&Sons,Inc.,NewYork,1994.[2]Osborn,J.A.；Wilkinson,G.；Young,J.F.Chem.Commun.1965,17.[3]Knowles,W.S.；Sabacky,M.J.Chem.Commun.1968,1445.[4]Knowles,W.S.J.Chem.Educ.1986,63,222.[5]Noyori,R.；Takaya,H.Acc.Chem.Res.1990,23,345.[6]Spindler,F.；Pugin,B.；Jalett,H.-P.,Buser,H.-P.；Pittelknow,U.；Blaser,H,-U.,Altanta,Chem.Ind.(Dekker),1996,63.[7]Tongni,A.Angew.Chem.Int.Ed.1996,35,1475.[8]Zhang,W.；Chi,Y.；Zhang,X.Acc.Chem.Res.2007,40,1278.[9](a)Schnider,P.；Koch,G.；Pretot,R.；Wang,G.；Bohnen,M.；Kruger,C.；Pfaltz,A.Chem.Eur.J.1997,3,887；(b)Lightfoot,A.；Schnider,P.；Pfaltz,A.Angew.Chem.,Int.Ed.1998,37,2897；(c)Kainz,S.；Brinkmann,A.；Leitner,W.；Pflatz,A.J.Am.Chem.Soc.1999,121,6421.[10]Zhu,S.-F.；Xie,J.-H.；Zhang；Y.-Z.,Li,S.；Zhou；Q.-L.J.Am.Chem.Soc.2006,128,12886.[11]Yao,D.；Tian,F.；Zhang,W.Chinese.J.Org.Chem,2011,31,505.[12]Imai,Y.；Zhang,W.；Kida,T.；Nakatsuji,Y.；Ikeda,I.；TetrahedronLett.,1997,38,2681.[13]Liu,Y.；Yao,D.；Li,K.；Tian,F.；Xie,F.；Zhang,W.Tetrahedron,2011,67,8445.
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种原料易得，合成简便，易于工业化生产的手性双齿氮膦配体及其用于催化不对称氢化反应和类似反应。本专利技术的配体具有空气稳定，催化活性高，立体选择性高，易于实现工业化生产等诸多优点。为了实现上述目标，本专利技术提出的手性双齿氮膦配体，具本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种手性双齿氮膦配体，其特征在于具有含膦基团和噁唑环结构，具有以下通式的结构：通式中：R为烷基或芳香基，R’为烷基或芳香基。
【技术特征摘要】
1.一种手性双齿氮膦配体，其特征在于具有含膦基团和噁唑环结构，具有以下通式的结构：通式中：R为烷基或芳香基，R’为烷基或芳香基。2.根据权利要求1所述的手性双齿氮膦配体，其特征在于：R为叔丁基、苯基或3，5-二叔丁基苯基，R’为苯基或者环己基。3.一种催化剂，为权利要求1所述的手性氮膦双齿配体与过渡金属前体络合所得的配合物。4.根据权利要求3所述的催化剂，其特征在于，所述的过渡金属为Ru、Rh、Ir、Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Ag或Pd。5.权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：张绪穆，王茜，董秀琴，
申请(专利权)人：武汉凯特立斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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