[發明專利]手性N,N-二烷基-1,2-環己二胺催化劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201310000548.1
• 申請日: 2013-01-04
• 公開（公告）號: CN103111323A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 茍少華;李磊
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B01J31/02
• 分類號: B01J31/02;C07C211/36;C07C209/62;C07C205/45;C07C201/12;C07C49/747;C07C49/753;C07C45/68;C07C255/56;C07C253/30
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于催化劑技術領域，具體涉及一類新型手性N,N-二烷基-1,2-環己二胺催化劑及其制備方法和在不對稱羥醛縮合反應中的催化應用。

背景技術

羥醛縮合反應(aldol反應)，即具有α-H的醛或酮，在堿催化下生成碳負離子，然后碳負離子作為親核試劑對醛或酮進行親核加成，生成β-羥基酮的縮合反應。此反應也可在弱酸的催化下進行，是構建不對稱C-C鍵的最簡單的，同時又能滿足不對稱方法學最嚴格要求的一類化學轉化。其反應產物中具有β-羥基的基本單元，在天然產物及生物活性化合物的合成中占有非常重要的地位。

羥醛縮合反應在常規酸、堿催化下通常不具備立體選擇性，所得產物一般為消旋體，難以獲得光學純品。近年來不對稱羥醛縮合反應催化劑發展迅速，而其中有機小分子催化以其反應條件溫和、不含金屬、低毒、原子經濟和類似酶催化等特點備受關注。List和Barbas等(J.Am.Chem.Soc.2000,122,2395-2396;J.Am.Chem.Soc.2001,123,5260-5267)發現天然脯氨酸能有效地催化分子間直接不對稱反應。此后，關于沒有金屬離子參與的有機小分子催化劑的研究成果不斷見諸報道，新的催化劑不斷被發現或合成出來。這些新催化劑大多數是脯氨酸的衍生物，它們多數是基于反應設計繼而擴展應用到其它反應體系。

反式-1,2-環己二胺具有原料易得、穩定、易修飾等優點，在不對稱催化中有著廣泛的應用。2007年，Yamamoto小組首次報道了用手性二胺衍生物催化環己酮與對硝基苯甲醛之間的羥醛縮合反應，取得了很好的效果，產率高達99%，ee值達97%(Tetrahedron,2002,58,8167-8177)。隨后，有文獻報道通過簡單修飾的手性環己二胺可催化一系列支鏈酮及環狀酮與對硝基苯甲醛之間的直接不對稱羥醛縮合反應，也取得了很好的效果，這說明一級胺催化不但能夠催化大位阻酮參與的羥醛縮合反應，同樣能夠催化鏈狀酮參與的羥醛縮合反應(J.Am.Chem.Soc.2007,129,3074-3075)。上述手性環己二胺催化劑雖然取得了較好的效果，但也遇到了一些問題，如催化劑的用量、反應時間和產物光學活性等方面，離實際生產的需求還有一定的距離。

發明內容

發明目的：本發明目的在于提供一種一類新型手性N,N-二烷基-1,2-環己二胺催化劑；本發明的另一目的是提供上述催化劑的制備方法，通過對手性1,2-環己二胺的一個胺基氮原子上引入兩個不同的烷基取代基，設計并合成一系列基于手性1,2-環己二胺的新型催化劑；本發明還有一個目的是提供上述催化劑在不同構型β-羥基酮類化合物的制備中的應用。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為：

手性N,N-二烷基-1,2-環己二胺催化劑，結構通式如式(I)：

式(I)中，R和R'均為C_1-6的烷基，且R與R'不同時為同一基團；式(I)中(a)的兩個手性碳原子的構型都為R構型，式(I)中(b)的兩個手性碳原子的構型都為S構型。

手性N,N-二烷基-1,2-環己二胺催化劑，具體產物包括如下：

其中1a~1i中手性碳原子的構型都為R構型，1j的手性碳原子的構型為S構型。

一種制備手性N,N-烷基-1,2-環己二胺催化劑的方法，包括以下步驟：

1)：將1當量原料、5當量烷基醛或烷基酮、0.2當量的無水硫酸鈉加入到甲醇中，于0~60℃反應2~5小時，得到反應液；

2)：冰浴冷卻所述反應液，然后于冰浴條件下將3當量的NaBH₄分批加入，繼續反應0.5~2小時，然后加熱至25~60℃反應0.5~3小時，產物無需分離；

3)：向步驟2)產物中加入2當量的NaBH₃(CN)，2當量烷基醛或烷基酮，于0~30℃反應5~24小時，然后減壓除去溶劑，加入1mol/LNaOH水溶液，用乙酸乙酯萃取，有機相用飽和NaCl溶液洗滌，無水硫酸鈉干燥、濃縮；

4)：將步驟3)產物加入到4mol/LHCl水溶液中，室溫攪拌0.5~10小時后，用1mol/L?NaOH水溶液調節pH至11，然后用乙酸乙酯溶液萃取，有機相用飽和NaCl溶液洗滌，無水硫酸鈉干燥，除去溶劑后得式(I)所示產物；

5)：將步驟4)所得產物溶于乙醚、二氯甲烷或乙酸乙酯有機溶劑中，加入相應的1.5～3當量氯化氫的乙醚、二氯甲烷或乙酸乙酯飽和溶液，反應制得易保存的鹽酸鹽；