[發明專利]一種手性磺酰胺脯氨酸類雙官能催化劑及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010107354.1
• 申請日: 2020-02-21
• 公開（公告）號: CN111499660A
• 公開（公告）日: 2020-08-07
• 發明（設計）人: 劉艷;盧漢彬;呂嘉敏;周燦華;丸岡啟二
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: C07F7/18
• 分類號: C07F7/18;B01J31/02;C07C201/12;C07C205/45;C07C45/72;C07C49/747;C07C253/30;C07C255/56;C07D335/02;C07D309/30;C07C49/753
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 陳勝杰

本發明公開了一種新型手性磺酰胺類雙官能催化劑及其制備方法和應用。所述催化劑包括化合物A或化合物B，所述化合物A的分子結構如式(Ⅰ)所示，所述化合物B的分子結構如式(Ⅱ)所示：其中，R₁取代基為羥基或硅烷基；R₂取代基為氫或烷基；Tf表示三氟甲基磺酰基。本發明的磺酰胺類雙官能團催化劑具有高光學純度，該催化劑屬于雙官能催化劑，能夠有效催化不對稱羥醛反應，該類催化劑介導的不對稱催化方法，反應條件溫和，產率高，操作步驟簡單，安全可靠，綠色環保，產率高達99％，非對映異構體和對映異構體的選擇性高達99％。

技術領域

本發明屬于合成化學和催化化學技術領域，更具體地，涉及一種手性磺酰胺脯氨酸類雙官能催化劑及其制備方法和在不對稱催化反應中的應用。

背景技術

手性催化劑通過新穎不對稱催化新方法創造新物質，可以廣泛推動生物醫藥，食品香料，精細化工，能源以及功能材料領域的進步。在各種構建復雜分子的方法中，高效高選擇性的構建手性C-C鍵是其中的關鍵和難點，是有機化學家關注的焦點。傳統的過渡金屬催化劑構建手性C-C鍵來合成手性功能分子尤其是手性藥物，往往會出現有毒過渡金屬殘留的問題。脯氨酸是具有代表性的一種雙功能催化劑，能夠有效地完成多種不對稱催化反應類型，如：羥醛縮合反應、邁克爾加成反應、曼尼希反應等。然而由于脯氨酸介導的不對稱催化的反應中，脯氨酸的用量大且存在著反應副產物較多，反應效率較低，反應時間長，對映體選擇性差等缺點。為了解決這些問題，多種脯氨酸類催化劑被陸續開發，其中一部分的脯氨酸類催化劑展示出較好的選擇性以及反應活性。然而，催化劑的合成路線較長，難以通過手性拆分獲得光學純催化劑等弊端難以實現產業化。

發明內容

為了克服現有技術的不足和缺陷，本發明的首要目的提供了一種手性磺酰胺脯氨酸類雙官能催化劑。該催化劑能夠通過利用反式-L-4-羥基脯氨酸為原料，通過簡潔地合成步驟，無需手性拆分，合成得到一類較高光學純度的手性催化劑 (ee％99.9％)。該類催化劑易于再生和重復利用，催化效率較高。對于傳統有毒過度金屬催化來說，基于該類新型催化劑的催化體系，綠色環保，反應條件溫和，有利于工業化生產。并且該催化劑具有較高催化活性和良好的選擇性。

本發明的另一目的在于提供上述手性磺酰胺脯氨酸類雙官能團催化劑的制備方法。該方法反應條件溫和，操作簡單，對環境友好等多個優點，能夠高效的合成出手性的雙官能催化劑。

本發明的再一目的在于提供上述手性磺酰胺脯氨酸類雙官能團催化劑的應用。

上述目的通過以下技術方案予以實現：

一種手性磺酰胺脯氨酸類雙官能催化劑，所述催化劑包括化合物A或化合物B，所述化合物A的分子結構如式(Ⅰ)所示，所述化合物B的分子結構如式(Ⅱ)所示：

其中，R₁取代基為羥基或硅烷基；R₂取代基為氫或烷基；Tf表示三氟甲基磺酰基。

優選地，所述硅烷基為三異丙基硅烷、叔丁基二甲基硅烷或叔丁基二苯基硅烷；所述烷基為甲基、乙基或正丁基。

更為優選地，所述催化劑的分子結構為：

所述的手性磺酰胺脯氨酸類雙官能催化劑的制備方法，包括如下具體步驟：

S1.將反式-L-4-羥基脯氨酸和叔丁基二甲基氯硅烷溶于乙腈中，在-20～0℃攪拌反應10～30min，加入縛酸劑1，8-二氮雜二環十一碳-7-烯，常溫中攪拌 24～72h，得到(2S，4R)-4-((叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基)吡咯烷-2-羧酸；