[發(fā)明專(zhuān)利]一種有機(jī)小分子催化劑及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610879283.0
• 申請(qǐng)日: 2016-10-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106478720B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 廉翔;余焓;韓生;王愛(ài)民;藺華林;許廣文;薛原;趙志成
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C07F9/653
• 分類(lèi)號(hào): C07F9/653;B01J31/02;C07C201/12;C07C205/44;C07C45/00;C07C47/273;C07C47/27
• 代理公司: 上海精晟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31253
• 代理人: 楊軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種有機(jī)小分子催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)

不對(duì)稱(chēng)合成是對(duì)映選擇性地制備光學(xué)活性物質(zhì)的有效手段，開(kāi)發(fā)高效率、高選擇性的手性催化劑是實(shí)現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)合成的關(guān)鍵。已成熟開(kāi)發(fā)的多為手性過(guò)渡金屬催化劑，而在藥物合成及農(nóng)業(yè)化學(xué)中，最終的產(chǎn)品中即使存在痕量的有害金屬元素也是不允許的，因此人們逐漸將注意力轉(zhuǎn)向了不含金屬的手性有機(jī)小分子催化的不對(duì)稱(chēng)合成反應(yīng)。一般有機(jī)小分子作為不對(duì)稱(chēng)反應(yīng)催化劑具有催化效率高和選擇性好，適用范圍廣，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)毒廉價(jià)，易于負(fù)載和易回收等優(yōu)點(diǎn)。

樟腦是一種廉價(jià)易得具有手性的天然產(chǎn)物，其自身骨架穩(wěn)定，易于衍生化，手性環(huán)境不易破壞，從而被廣泛地應(yīng)用于不對(duì)稱(chēng)合成中。我國(guó)是合成樟腦的出口大國(guó)，但樟腦為初級(jí)產(chǎn)品，其價(jià)格較低。由樟腦衍生物合成的手性配體，在有機(jī)不對(duì)稱(chēng)合成和有機(jī)光學(xué)材料領(lǐng)域，正發(fā)揮著重大的作用，市場(chǎng)應(yīng)用前景也在逐漸增大。

不對(duì)稱(chēng)催化合成的關(guān)鍵是如何設(shè)計(jì)和合成高選擇性和催化活性的手性催化劑。眾多的手性配體中，含氮、氧、磷等雜原子的配體在一些反應(yīng)中越來(lái)越顯示出其重要性。惡唑啉是比較優(yōu)秀的一類(lèi)手性配體，而且惡唑啉曾作為底物用來(lái)合成各種手性化合物，并取得了一定的成功，這使得它作為配體在不對(duì)稱(chēng)催化方面具有廣闊的前景。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，化學(xué)家們合成了各種惡唑啉配體，并將這些配體應(yīng)用于各種不對(duì)稱(chēng)的催化反應(yīng)中。如：不對(duì)稱(chēng)烯丙基取代反應(yīng)、丙烯位氧化反應(yīng)、烯烴及亞胺的環(huán)丙烷化反應(yīng)、D-A反應(yīng)、自由基加成反應(yīng)、亞胺及醛的親核加成反應(yīng)以及硅氫還原反應(yīng)等。

由于磷原子體積比較大，可極化性大，因此烷基膦親核性強(qiáng)，堿性卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)弱于相應(yīng)的胺，已廣泛用于不對(duì)稱(chēng)有機(jī)反應(yīng)中。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種有機(jī)小分子催化劑及其制備方法。本發(fā)明的這種新型有機(jī)小分子催化劑豐富了酮基蒎酸衍生物和惡唑啉配體的種類(lèi)，結(jié)合了酮基蒎酸骨架、惡唑啉環(huán)的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)利用了含磷配體的高效選擇性，在不對(duì)稱(chēng)催化中表現(xiàn)出良好的催化活性。

本發(fā)明提供一種有機(jī)小分子催化劑，其化學(xué)名稱(chēng)為2-((1R,2R,4R)-2-二苯基磷氧基-7,7-二甲基雙環(huán)[2.2.1]-1-庚基)-4-異丙基-4,5-二氫惡唑，結(jié)構(gòu)式如下：

本發(fā)明中以酮基蒎酸為原料，L-纈氨醇為惡唑啉前體，經(jīng)過(guò)氯化、縮合、環(huán)化、還原，接二苯基氯化磷，最終合成了2-((1R,2R,4R)-2-二苯基磷氧基-7,7-二甲基雙環(huán)[2.2.1]-1-庚基)-4-異丙基-4,5-二氫惡唑，即有機(jī)小分子催化劑。具體化學(xué)反應(yīng)方程式如下：

具體步驟如下：

(1)將酮基蒎酸和二氯亞砜回流反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后蒸除多余的二氯亞砜，得到酮基蒎酰氯；再將酮基蒎酰氯和L-纈氨醇在堿作用下反應(yīng)得到(1R,4R)-N-纈氨醇-2-羰基-7,7-二甲基雙環(huán)[2.2.1]-1-庚酰胺；

(2)將(1R,4R)-N-纈氨醇-2-羰基-7,7-二甲基雙環(huán)[2.2.1]-1-庚酰胺和甲磺酰氯在縛酸劑作用下，0～5℃的溫度下反應(yīng)，得到(1S,4R)-1-(4-異丙基-4,5-二氫惡唑-2-基)-7,7-二甲基雙環(huán)[2.2.1]-2-庚酮；

(3)將(1S,4R)-1-(4-異丙基-4,5-二氫惡唑-2-基)-7,7-二甲基雙環(huán)[2.2.1]-2-庚酮和四氫鋁鋰在-40～-20℃的溫度下反應(yīng)，得到(1R,2R,4R)-1-(4-異丙基-4,5-二氫惡唑-2-基)-7,7-二甲基雙環(huán)[2.2.1]-2-庚醇；

(4)將(1R,2R,4R)-1-(4-異丙基-4,5-二氫惡唑-2-基)-7,7-二甲基雙環(huán)[2.2.1]-2-庚醇和二苯基氯化膦在堿作用下反應(yīng)得到有機(jī)小分子催化劑2-((1R,2R,4R)-2-二苯基磷氧基-7,7-二甲基雙環(huán)[2.2.1]-1-庚基)-4-異丙基-4,5-二氫惡唑。

本發(fā)明中，步驟(1)、步驟(4)中的堿是三乙胺。

本發(fā)明中，步驟(2)中的縛酸劑選自三乙胺或二異丙基乙二胺中任意一種。

和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明以樟腦酮酸為原料，利用其手性環(huán)境穩(wěn)定及易衍生化的特點(diǎn)，將惡唑啉環(huán)的催化優(yōu)勢(shì)和含磷配體的高效選擇性結(jié)合起來(lái)，不僅拓展了樟腦衍生物及惡唑啉配體的種類(lèi)，而且，其在催化不對(duì)稱(chēng)Aldol反應(yīng)過(guò)程中表現(xiàn)出良好的催化活性和高效的對(duì)映選擇性，在有機(jī)催化領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說(shuō)明