催化端炔或端位共轭烯炔制备烯醛的方法及其使用的双膦配体技术

本发明专利技术公开了一种催化端炔或端位共轭烯炔制备烯醛的方法及其使用的双膦配体，本发明专利技术利用连续一锅法合成了在空气中稳定、对光不敏感的以吲哚取代的亚膦酰胺双膦配体，将其与铑催化剂共同催化，首次成功实现了芳香族端炔和端位共轭烯炔在合成气条件下的氢甲酰化反应，可快速大量制备烯醛结构化合物，尤其是可轻松制备合成现有技术合成难度更大的多烯醛结构化合物，为药物分子、中间体、化工产品的合成、修饰提供了新的方法。

【技术实现步骤摘要】
催化端炔或端位共轭烯炔制备烯醛的方法及其使用的双膦配体
本专利技术属于烯醛合成领域，特别是涉及一种吲哚衍生物取代的亚膦酰胺双膦配体及其在催化芳香族端炔和端位共轭烯炔氢甲酰化制备多烯醛中的应用。
技术介绍
烯醛结构广泛存在于自然界的天然产物中，常具有重要生物活性，如杀菌消毒、对肿瘤细胞的致死性、具有特殊香味等。同时，烯醛结构化合物也是一种具有双官能化的中间体，在有机合成化学中有重要应用。在化工生产中，合成醛类化合物通常采用合成气进行氢甲酰化反应(即OXO合成)，具有100％的原子经济性。若要采用相同原理合成烯醛类化合物，反应底物则是炔烃，但炔烃及产物α，β-不饱和醛在合成气条件下很容易过度加氢，且该副反应难以有效抑制，因此，炔烃氢甲酰化反应是一大具有挑战性的难题。1976年，Manfred等人(Manfredetal，Erdoel&Kohle，Erdgas，Petrochem.，1976，29，149.)第一次用钴和铑催化剂催化炔烃氢甲酰化反应，得到了饱和醛。此后，炔烃氢甲酰化反应因其副反应很难得到抑制而陷入停滞状态。近20多年来，利用过渡金属催化炔烃与合成气氢甲酰化制备烯醛取得了很大的进展，发现通过膦配体的调控，原料及产物的过度加氢问题得到很好的解决，膦配体的结构和性质在氢甲酰化反应中起了决定性的作用。在近年来的文献中，Buchward(Buchwaldetal，Angew.Chem.Int.Ed.，1995，34，1760.)、Hidai(Hidaietal，J.Am.Chem.Soc.，1997，119，6448.)、HowardAlper(Alperetal，J.Org.Chem.，1999，64，9640.)等能够实现内炔的氢甲酰化反应，但是，未见有端炔氢甲酰化的报道。2006年，Sanchez小组(Sanchezetal，Chem.Commun.，2006，180.)开发了以氧化锆-氧化硅介孔粉末作为多相催化体系ZS20C并用于苯乙炔和1-辛炔的氢甲酰化反应中，此体系条件极为苛刻(110℃)，反应时间也很长(36h)，但其转化率极低(＜23％)。2013年，Breit等(Breitetal，Chem.Sci.，2013，4，2418.)利用自组装配体体系实现了铑催化苯乙炔的氢甲酰化反应得到仅39％-61％α，β-不饱和醛。同年，Beller研究团队(Belleretal，Angew.Chem.Int.Ed.，2013，52，4645.)利用N-苯基吡咯骨架双膦配体/钯催化苯乙炔和1-辛炔的氢甲酰化反应仅得到7％和17％的α，β-不饱和醛。2016年，张绪穆课题组(XM.Zhangetal，Org.Lett.，2016，18，3290.)利用极缺电的吡咯取代的四膦配体/铑催化苯乙炔的氢甲酰化反应仅得到10％(S/C＝1000)和40％(S/C＝100)的α，β-不饱和醛。2018年，陶晓春等人(Taoetal，Chem.Commun.，2018，54，2166.)发展了以Pd-(dppp/PPh3)作为催化剂，一水合乙醛酸替代合成气催化苯乙炔及其衍生物，以36％-82％的收率得到肉桂醛衍生物，但是，该体系有废气产生、原子利用率低且产物收率不高。2019年，游劲松课题组(Youetal，Angew.Chem.Int.Ed.，2019，58，7440；CN111943820A)发展了丁醛或多聚甲醛替代合成气合成烯醛的策略，但是这些策略均不能用于端炔的氢甲酰化。Girard课题组(Girardetal，Org.Lett.，2019，21，8861.)、贾肖飞等人(Jiaetal，Chem.Commun.，2019，55，13721.)发展的催化体系均只能用于内炔的氢甲酰化，端炔对于以上体系仍是具有挑战性的问题。由此可见，还未有能够与催化剂作用较好地实现炔氢甲酰化反应的膦配体，设计一类新型膦配体以实现催化端炔氢甲酰化反应对制备烯醛至关重要。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种吲哚取代亚膦酰胺双膦配体，可与铑催化剂共同催化实现端炔的氢甲酰化。为了解决上述问题，本专利技术提供一种吲哚取代亚膦酰胺双膦配体，具有式I所示结构：R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分别独立选自氢、卤素、硝基、氰基、醛基或取代或非取代的如下基团：烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、酰基、酯基、芳基、杂芳基、苯氧基，且不同时全部为氢，其中，取代基选自卤素、硝基、氰基、醛基、烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、酰基、酯基。n1、n2、n3、n4分别独立选自1、2、3、4。n5、n6、n7、n8分别独立选自1、2。R1、R2的位置不固定，是指R1可以在其所在苯环可取代位点的任意位置，R2可以在其所在吡咯环可取代位点的任意位置；R3、R4、R5、R6、R7、R8中类似情况同理。进一步地，n1、n2、n3、n4分别独立选自1、2；n5、n6、n7、n8为1。进一步地，所述双膦配体具有式I’所示结构：进一步地，R1、R2、R3、R4位于其所在的吲哚环的4位、5位或6位；R5、R6、R7、R8位于其所在的吲哚环的3位取代位点。在本领域内，吲哚的可取代位点编号如下：进一步地，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分别独立选自卤素、硝基、氰基、醛基或取代或非取代的如下基团：氢、烷基、烷氧基、酰基、酯基、芳基、苯氧基，且不同时为氢，其中，取代基选自卤素、烷基。进一步地，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分别独立选自氟、氯、溴、硝基、氰基、醛基或取代或非取代的如下基团：C1～C6烷基、2～6元烷氧基、酰基、酯基、苯基、苯氧基，其中，取代基选自氟、氯、溴、烷基。进一步地，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分别独立选自氢、氟、氯、溴、硝基、氰基、醛基，或，取代或非取代的如下基团：C1～C4烷基、2～3元烷氧基、酰基、酯基、苯氧基，其中，取代基选自氟、氯、溴、烷基。进一步地，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分别独立选自氢、C1～C4烷基、甲氧基、乙氧基、苯基、苯氧基、氟、氯、溴、甲酰基、乙酰基、-OC(O)CH3、-C(O)OCH3、氰基、硝基、三氟甲基、三氟乙酰基；优选氢、氟、氯、溴、Cl～C4烷基、甲氧基、乙氧基；更优选氢、氟、甲基、甲氧基。进一步地，R5、R6、R7、R8为氢。进一步地，所述吲哚取代亚膦酰胺双膦配体选自如下化合物：优选：本专利技术还提供一种催化端炔或端位共轭烯炔制备烯醛的方法：通过端炔或端位共轭烯炔与合成气发生氢甲酰化反应，使炔基生成烯醛结构，反应体系中还包括：铑催化剂、膦配体；所述膦配体为本专利技术吲哚取代亚膦酰胺双膦配体中的一种或几种，且R1～R8可同时为氢。所述端炔是指含有结构的化合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吲哚取代亚膦酰胺双膦配体，其特征在于，具有式I所示结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种吲哚取代亚膦酰胺双膦配体，其特征在于，具有式I所示结构：



R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分别独立选自氢、卤素、硝基、氰基、醛基或取代或非取代的如下基团：烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、酰基、酯基、芳基、杂芳基、苯氧基，且不同时全部为氢，其中，取代基选自卤素、硝基、氰基、醛基、烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、酰基、酯基；
n1、n2、n3、n4分别独立选自1、2、3、4；
n5、n6、n7、n8分别独立选自1、2。


2.根据权利要求1所述的双膦配体，其特征在于，n1、n2、n3、n4分别独立选自1、2；n5、n6、n7、n8为1；
进一步地，所述双膦配体具有式I’所示结构：



进一步地，R1、R2、R3、R4位于其所在的吲哚环的4位、5位或6位；R5、R6、R7、R8位于其所在的吲哚环的3位取代位点。


3.根据权利要求1或2所述的双膦配体，其特征在于，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分别独立选自卤素、硝基、氰基、醛基，或，取代或非取代的如下基团：氢、烷基、烷氧基、酰基、酯基、芳基、苯氧基，且不同时为氢，其中，取代基选自卤素、烷基；
进一步地，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分别独立选自氟、氯、溴、硝基、氰基、醛基，或，取代或非取代的如下基团：C1～C6烷基、2～6元烷氧基、酰基、酯基、苯基、苯氧基，其中，取代基选自氟、氯、溴、烷基；
进一步地，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分别独立选自氢、氟、氯、溴、硝基、氰基、醛基，或，取代或非取代的如下基团：C1～C4烷基、2～3元烷氧基、酰基、酯基、苯氧基，其中，取代基选自氟、氯、溴、烷基；
进一步地，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分别独立选自氢、C1～C4烷基、甲氧基、乙氧基、苯基、苯氧基、氟、氯、溴、甲酰基、乙酰基、-OC(O)CH3、-C(O)OCH3、氰基、硝基、三氟甲基、三氟乙酰基；优选氢、氟、氯、溴、C1～C4烷基、甲氧基、乙氧基；更优选氢、氟、甲基、甲氧基；
进一步地，R5、R6、R7、R8为氢。


4.根据权利要求1所述的双膦配体，其特征在于，选自如下化合物：






















；
进一步地，选自如下化合物：



优选：


5.一种催化端炔或端位共轭烯炔制备烯醛的方法，其特征在于，通过端炔或端位共轭烯炔与合成气发生氢甲酰化反应，使炔基生成烯醛结构，反应体系中还包括：铑催化剂、膦配体；
所述膦配体选自权利要求1～4任一项所述的双膦配体，且R1～R8可同时为氢；
进一步地，膦配体∶铑催化剂的摩尔比为1～5∶1，优选3∶1；
更进一步地，反应温度为20～50℃，优选20～35℃，更优选25～30℃。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述端炔结构式为：所述端位共轭烯炔结构式为：
R9、R10分别独立选自取代或非取代的如下基团：烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、烯基、环烯基、芳基、杂芳基；
R11每次出现时分别独立选自氢，或，取代或非取代的如下基团：烷基、环烷基、杂烷基、杂环烷基、烯基、炔基、环烯基、芳基、杂芳基，优选氢、取代或非取代的如下基团：C2～C6...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈华，袁茂林，赵健贵，付海燕，郑学丽，
申请(专利权)人：成都欣华源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51