一种手性二胺－质子酸催化剂及其制备和应用制造技术

本发明专利技术涉及一种手性二胺－质子酸催化剂及其制备和应用，该催化剂的结构如下所示，该催化剂可用于醛（比如芳香醛，脂肪醛等）的不对称Ａｌｄｏｌ，Ｍｉｃｈａｅｌ加成等涉及碳碳键形成的有机合成反应之中，该催化剂显示出较高的活性和高的光学选择性（高达９５％的ｅｅ值），且该催化剂可回收和循环利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及不对称碳-碳键形成反应，具体地说是一种手性二胺-质子酸催化剂 及其制备和应用，上述催化剂可用于在醛的不对称碳-碳键形成反应(Aldol反应，Michael 加成等)中。 近年来，人们对单一对映体手性化合物的需求巨大并且呈逐年递增的趋势 [Chem.&Eng. News. 79(2001)79]。 Aldol反应是存在于生命体中的一种重要的化学反应， 也是有机合成中用于碳_碳键形成的一类重要反应。而实现高效、高选择性不对称催化的 Aldol反应对认识生命体的化学本质以及天然产物的合成都有着重要的意义，被广泛应用 于合成具有高附加值的手性药物及其中间体。自2000年以来，Benjamin List等人发现的 天然氨基酸可以催化直接Aldol反应，从而揭开了有机催化新篇章。而由手性氨基酸衍生 出的一系列有机小分子逐渐受到重视。 —般而言，Aldol反应是潜亲核试剂(可烯醇化的醛、酮或羧酸衍生物)与含羰基 的亲电试剂的加成发应，后者一般是醛也可能是酮。 Aldol反应已经在大宗化学品以及精细化学品的生产中得到广泛应用。同时， Aldol反应也不断地向其不对称形式发展，这是由不对称Aldol反应的特点决定的，即在 碳-碳键形成的同时生成至少一个以上的手性中心，产物中具有像P-羟基、二醇和多酮 这样的在天然产物和手性药物中较常见的特殊骨架结构，因此不对称Aldol反应被应用 于药物的制备和生产中(例如治疗心血管疾病的Lipitor、免疫抑制剂FK506、抗菌试剂 Amphotericin B和肿瘤抑制剂Discodermolide)在这些过程中，如何控制Aldol产物的构 型是很重要的，这也是不对称Aldol及Michael加成反应中最具有挑战的工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有高活性、高的光学选择性的手性二胺_质子酸催化剂及其制备和应用，本专利技术的催化剂可用于不对称Aldol反应，Michael加成反应。 为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为 —种手性二胺-质子酸催化剂，该催化剂的结构如下所示，<formula>formula see original document page 3</formula> 其中，R「R3相互独立，&、& = H、C1-C20烷基，&、 R2可以相同也可以不同，且&、 R2间可化学健合，与它们间相连的N共同形成4-8元的环状结构；R3 = H、 Cl-C5烷基或芳 基等有机基团，手性二胺为R或S构型，X =能与H+形成质子酸的阴离子，m = 1、2、3或4。
技术介绍
所述R2为相互独立的取代基，&、 R2最好为H、 C4-C16烷基或芳基之一 ；R3为_CH3、代基。SiMo12040(R凡NH)<formula>formula see original document page 4</formula>所述X通常为Cl—、 N03—、 S04—、 CF3C00—、 CH3C00—、 PW1204。3—、 PMo1204。3—、 SiW12 0404—、 卜之一，也可以是酸性无机二氧化硅材料、有机不溶性和可溶性聚合物. 本专利技术催化剂的制备步骤如下(1)制备手性二胺(手性二胺的制备过程可按常规方法进行) (a)带Cbz(也可以是Boc， Fmoc)保护基团的a _氨基酸l，在DCC作用下与胺 发生縮合反应得到2 [参考文献Bull. Chem. Soc. Jpn. 63， 721-727 (1990)]: <formula>formula see original document page 4</formula>(b)反应物2在有机溶剂中用钯碳作催化剂，H2作为氢源，还原得到化合物3<formula>formula see original document page 4</formula>(c)化合物3在四氢呋喃溶剂中使用氢化铝锂还原得到手性二胺4 :<formula>formula see original document page 4</formula>(2)手性二胺再与质子酸反应得到用于反应的目标催化剂5 : 惰性气体(氩气或氮气)保护条件下，手性二胺与质子酸HmX以摩尔比为m : 1， 在有机溶剂(如四氢呋喃)中搅拌反应l-4小时后，减压旋转蒸发，除去溶剂，得到催化剂 固体，再用无水乙醚洗涤2-4次，得到的固体30-6(TC真空干燥8-24h即可。 上述催化剂可用于醛与醛或醛与酮的不对称Aldol或Michael加成的碳碳键形成 反应； 所述醛为芳香醛或脂肪醛；且同时参与反应的醛为结构不同的二种醛； 所述酮为脂肪酮以及环状酮(比如环己酮、环戊酮等) 本专利技术的有益效果是 与现有的催化剂相比，本专利技术具有以下优点 1、本专利技术提供了一种用于不对称Aldol反应的新型手性二胺-质子酸催化剂制备 方法，该催化剂与其它催化剂相比活性高，容易回收，反应后处理操作简单，分离催化剂与 产物容易。 2、该催化剂应用于不对称Aldo1反应，Michael加成，具有高活性和高的光学选择 性(高达95X的ee值)。 3、该催化剂表现出较高的稳定性，能多次循环回收使用；重复使用时，催化剂活性 和手性选择性没有明显降低。 4、回收催化剂的方法具有普适性，很容易运用到其他反应体系中。 附图说明 图1为手性二胺核磁CHNMR)谱图； 图2本专利技术催化剂的红外谱图。具体实施例方式为了进一步说明本专利技术，采用[其中1 3=异丙基，R R2_(CH2)5-]为手性二胺，H3PW』4。为质子酸制备的催化剂，作为不对称Aldo1反应实施例，但它并不限制各附加权利要求所定义的专利技术范围。 实施例1 手性二胺的制备(步骤a) 25. 13g的l(分子量251. 3， lOOmmol)置于250ml的园底烧瓶中，加入30ml 二 氯甲烷溶剂，搅拌使之溶解，溶液冷却至OtV隋性气氛下通过滴液漏斗缓慢滴入60ml的 DCC (20. 6g， lOOmmol) 二氯甲烷溶液，搅拌反应30分钟，此时溶液中有白色沉淀产生，保持 (TC，再通过滴液漏斗缓慢滴入60ml六氢吡啶(8. 5g， lOOmmol)的二氯甲烷溶液，混合溶液 缓慢升至室温，搅拌过夜。待反应完成后，过滤，固体用二氯甲烷(10mlX3)洗涤，合并滤 液，依次用2%盐酸、4%碳酸氢钠溶液、去离子水、饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥。所得 溶液减压旋去有机溶剂，得粗产品-粘稠液体2。过柱分离，得到纯品，用于下一步反应。 实施例2 手性二胺的制备(步骤b) 70mmo1的纯产品2，溶解于30ml甲醇，5%钯炭催化剂1. 3g，于H2气氛下快速搅 拌，过夜，硅藻土过滤，减压浓縮得粘稠液体3。5 实施例3 手性二胺的制备(步骤c) 将实施例2中得到的粘稠液体3在惰性气氛下溶于75ml的四氢呋喃溶剂中，得到 的溶液通过滴液漏斗缓慢地滴入(TC的含氢化铝锂9. lg(240mmo1)的75ml四氢呋喃悬浊液 中，回流20h，反应完成后，在ot:下加入饱和硫酸钠本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手性二胺－质子酸催化剂，其特征在于：该催化剂的结构如下所示，＊＊＊其中，Ｒ↓［１］－Ｒ↓［３］相互独立，Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］＝Ｈ、Ｃ１－Ｃ２０烷基，Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］可以相同也可以不同，且Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］间可化学健合，与它们间相连的Ｎ共同形成４－８元的环状结构；Ｒ↓［３］＝Ｈ、Ｃ１－Ｃ５烷基或芳基有机基团之一，手性二胺为Ｒ或Ｓ构型，Ｘ＝能与Ｈ↑［＋］形成质子酸的阴离子，ｍ＝１、２、３或４。

【技术特征摘要】
一种手性二胺-质子酸催化剂，其特征在于该催化剂的结构如下所示，其中，R1-R3相互独立，R1、R2＝H、C1-C20烷基，R1、R2可以相同也可以不同，且R1、R2间可化学健合，与它们间相连的N共同形成4-8元的环状结构；R3＝H、C1-C5烷基或芳基有机基团之一，手性二胺为R或S构型，X＝能与H+形成质子酸的阴离子，m＝1、2、3或4。F2008102299775C0000011.tif2.按照权利要求1所述的催化齐U，其特征在于所述&、 R2为相互独立的取代基，R2 = H、 C4-C16烷基之<formula>formula see original document page 2</formula>取代基之-3. 按照权利要求1所述的催化剂，其特征在于所述X为Cr、 N03—、 804—、 CF3C00—、 CH3C00—、 PW1204。3—、 PMo1204。3—、 SiW1204。4—、 SiMo1204。4—之一，也可以是酸性无机二氧化硅材料、有 机不溶性或可溶性聚合物之一 。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李灿，高强，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：91[中国|大连]