一種鈀催化不對稱氫化合成手性含雜原子磺內醯胺的方法

2023-06-20 03:20:26 3

專利名稱：：一種鈀催化不對稱氫化合成手性含雜原子磺內醯胺的方法
技術領域：
：本發明涉及一種應用鈀的均相體系高度對映選擇性催化氫化環狀亞胺合成手性含雜原子磺內醯胺的方法。許多含有環狀磺醯胺官能團的化合物，也稱之為磺內醯胺，是一類重要的化合物，對於結構單元為氧硫氮雜環(oxathiazinaneheterocycles)的磺內醯胺，它們可以和多種親核試劑反應得到相應的胺衍生物，如式1所示，X可以是Bn、Ph、Cbz等取代基，X的存在是有利於能更好的被親核試劑進攻。如果含有氧硫氮雜環磺內醯胺的化合物是對映純，則可以得到相應對映純的手性胺。因此，含有氧硫氮雜環磺內醯胺化合物是合成手性胺的一類重要中間體。對於光學活性含有氧硫氮雜環磺內醯胺化合物的合成，目前主要是採用從手性氨基醇出發，先和二氯亞碸反應再氧化得到。獲得手性化合物的方法很多，主要有(1)由天然產物分離和衍生；(2)手性酶拆分和生物合成；(3)催化的不對稱合成等。其中催化的不對稱合成技術是通過一個手
背景技術：
：02S、性催化劑分子誘導產生大量的手性產物分子，實現手性增值，而且還可以通過改變配體的構型而獲得不同構型的目標產物，因此受到人們廣泛關注，已成為獲得手性化合物最重要的方法之一，也是目前最具吸引和挑戰性的領域。雖然催化不對稱合成是獲得光學活性物質最有效的方法，但目前通過催化不對稱反應生成含有氧硫氮雜環磺內醯胺化合物的只有一類分子內的胺化反應，就是在分子內的胺和飽和碳氫鍵氧化形成相應的C-N鍵，並且所取得的結果(收率和對映選擇性)都不是很好。在2002年Che等報導了以Phl(OAc)2為氧化劑，用手性Rh催化劑催化的不對稱分子內胺化反應，得到的產物是含有氧硫氮雜環磺內醯胺(式2),所用的手性配體是一個結構比較大的卟啉環衍生物，最高88。/。ee是對位甲氧基取代的苯基底物；當有兩種情況時，優先生成六元環結構。在以後這個小組拓展的研究中，用手性的錳席夫鹼絡合物(式2)也能催化這個反應，這個催化劑也是優先生成六元環。H2N-，0210mol。/o催化劑，Phl(OAc)2H"-S、。2參考文獻(a)Liang,丄-L.;Yuan,S.陽X.;Huang,丄-S.:Yu,W.-Y.:Che,C.-M.Zl叩ew.CA7柳./W.￡d2002,"，3465.(b)Liang,丄-L;Yuan,S.-X.;Huang,丄-S.;Che，C,M.J.Org.CAjem.2004，69,3610參考文獻Zhang,丄Chan,P.W.H.;Che，C,M.Tefra/ecfronLeft.2005,35,54032004年，Fruit和Muller也用手性Rh催化劑通過分子內胺化反應報導了手性含有氧硫氮雜環苯並磺內醯胺的合成(式3)，所用手性配體是a-胺基酸的衍生物，但所取得的ee值都比較低。^^OS02NH2^r^O、SO[fY3.5mol%Rh(S)-nttl〗4,Phl(OAc)2〖，"在所有催化的不對稱合成反應中，不對稱氫化具有許多優點催化劑的活性非常高、反應速度快、產物的分離方便、副反應少等。應用手性催化劑催化不對稱氫化反應到現在已取得了巨大的成就，其中已有許多手性催化體系在工業上獲得了應用。由於理論和應用上的成就，兩位從事不對稱氫化研究的科學家Noyori和Knowles獲得了2001年的諾貝爾化學獎。由於亞胺的不對稱氫化能夠得到手性胺，因此，本發明想通過催化不對稱氫化的方法合成含有氧硫氮雜環磺內醯胺。本發明的目的是提供一種鈀催化不對稱氫化合成手性含雜原子磺內醯胺的方法。該方法操作簡便實用，對映選擇性高，產率好，且反應具有綠色原子經濟性，環境友好等優點。本發明提供了一種鈀催化不對稱氫化合成手性含雜原子磺內醯胺的方法反應中所用催化劑為含鈀的金屬前體與手性配體的配合物；1C02HO(S)-nttl參考文獻Fruit,C,;Miiller,P.T"efraAjec/ro/7:Asymmefry2004,75，1019
發明內容反應式如下。2027X+H2-^^XR匈nR^nX=0,NHn-1，2反應條件反應溫度為10-95°C;反應壓力為10~90個大氣壓；反應時間為530小時；反應在溶劑中進行，溶劑為2，2，2-三氟乙醇、四氫呋晡、乙醇中一種。本發明提供的鈀催化不對稱氫化合成手性含雜原子磺內醯胺的方法，所述含鈀的金屬前體為三氟醋酸鈀，手性配體為雙磷配體。本發明提供的鈀催化不對稱氫化合成手性含雜原子磺內醯胺的方法，所述反應條件反應溫度為25-60°C;反應壓力為40個大氣壓；反應時間為12小時；反應在溶劑中進行，溶劑選擇為2，2，2-三氟乙醇。本發明提供的鈀催化不對稱氫化合成手性含雜原子磺內醯胺的方法，所述含雜原子磺內醯胺結構為下式之一剛一S、02RR其中，取代基R為烷基或芳基，R'為甲基、甲氧基或氟基等苯環上的各種取代基。本發明提供了一種用於鈀催化不對稱氫化合成手性含雜原子磺內醯胺的催化劑的製備方法，含鈀的金屬前體和手性配體在丙酮中室溫攪拌0.1~5.0小時，真空濃縮除去丙酮。本發明提供了一種用於鈀催化不對稱氫化合成手性含雜原子磺內醯胺的催化劑的製備方法，含鈀的金屬前體和手性配體在丙酮中室溫攪拌1.0小時，真空濃縮除去丙酮。本發明提供的鈀催化不對稱氫化合成手性含雜原子磺內醯胺的方法，反應中底物和催化劑的比例為50:1。本發明具有以下優點1.反應活性和對映選擇性高，反應完全，生成產物專一，核磁氫譜沒有檢測到副反應，使得分離方便，能獲得高的對映體過量純品。2.能得到各種類型的手性含雜原子磺內醯胺，例如五元環、六元環，包括苯並的。3.催化劑製備方便，反應操作簡便實用。4.氫化反應條件溫和，室溫就能反應。5.比較傳統的合成方法，此方法能用少量的手性催化劑得到大量手性含雜原子磺內醯胺，實現手性增值，而且還可以通過改變配體的構型而獲得不同構型的手性含雜原子磺內醯胺。具體實施例方式下面通過實施例詳述本發明，但本發明並不限於下述的實施例。實施例l:條件的優化在反應瓶中投入三氟醋酸鈀(0.005mmol,1.7mg)和手性配體(0.006mmol),氮氣置換後加入1毫升丙酮，室溫攪拌1小時。然後真空濃縮，氮氣下加入2毫升2，2，2-三氟乙醇，將此溶液轉到預先放有底物la(45mg,0.25mmo1)的反應釜中，通入氫氣至40個大氣壓，室溫反應12小時。慢慢釋放氫氣，除去溶劑後直接柱層析分離得到純的產物，反應式和配體結構如式4:轉化率由核磁共振氫譜確定，產物的對映體過量用手性液相色譜測定，見表l。表1.N-磺醯氧硫氮雜環五元環狀亞胺la的不對稱氫化tableseeoriginaldocumentpage9實施例2:鈀催化不對稱氫化合成各種手性含有氧硫氮雜環磺內醯胺2在反應瓶中投入三氟醋酸鈀(1.7mg，0.005mmol)和(&5)-f-Binaphane(4.8mg，0.006mmol)，氮氣置換後加入1毫升丙酮，室溫攪拌1小時。然後真空濃縮，氮氣下加入2毫升2,2，2-三氟乙醇，將此溶液轉移到預先放有底物(0.25mmol)的反應釜中，通入氫氣至40個大氣壓，室溫反應12小時，慢慢釋放氫氣。除去溶劑後直接柱層析分離得到純的產物，反應式如式5:formulaseeoriginaldocumentpage10產物的對映體過量用手性液相色譜測定，見表2。表2.鈀催化不對稱氫化合成各種手性含有氧硫氮雜環磺內醯胺2tableseeoriginaldocumentpage10實施例3:鈀催化不對稱氫化合成各種手性含有氧硫氮雜環苯並磺內醯胺4在反應瓶中投入三氟醋酸鈀(1.7mg，0.005mmol)和(&5)-f-Binaphane(4.8mg，0.006mmol)，氮氣置換後加入1毫升丙酮，室溫攪拌1小時。然後真空濃縮，氮氣下加入2毫升2，2，2-三氟乙醇，將此溶液轉移到預先放有底物(0.25mmo1)的反應釜中，通入氫氣至40個大氣壓，室溫反應12小時，慢慢釋放氫氣。除去溶劑後直接柱層析分離得到純的產物，反應式Pd(CF3C02)2(S,S)-f-Bin3ph3neH2(40大氣壓)CF3CH2OH，25-30°C,12h式6產物的對映體過量用手性液相色譜測定，見表3。表3.鈀催化不對稱氫化合成各種手性含有氧硫氮雜環磺內醯胺4亞胺3il亞胺3iF實施例4:克規模合成手性含有氧硫氮雜環苯並磺內醯胺4j在反應瓶中投入三氟醋酸鈀(6.6mg，0.020mmol)和(S,5)-f-Binaphane(17.7mg，0.022mmol)，氮氣置換後加入3毫升丙酮，室溫攪拌1小時。然後真空濃縮，氮氣下加入15毫升2,2，2-三氟乙醇，將此溶液轉移到預先放有底物(4.0mmo1)的反應釜中，通入氫氣至40個大氣壓，室溫反應12392%產率293%ee99%產率494%ee99%產率693%ee88%產率93%ee45%產率91%ee99%產率94%ee小時，慢慢釋放氫氣。除去溶劑後直接柱層析分離得到純的產物為白色固體，反應式和結果如式7，其中產物的對映體過量用手性液相色譜測定，液相色譜純度>99%。H2(40大氣壓)Pd(CF3C02)2(S,S)-f-BinaphaneCF3CH2OH,2&30°C4jPh1.012g收率97%，Ee:98%式7實施例5:鈀催化不對稱氫化合成各種手性含有氮硫氮雜環磺內醯胺6在反應瓶中投入三氟醋酸鈀(1.7mg，0.005mmol)和(&5)-f-Binaphane(4.8mg，0.006mmol),氮氣置換後加入1毫升丙酮，室溫攪拌1小時。然後真空濃縮，氮氣下加入2毫升2，2，2-三氟乙醇，將此溶液轉移到預先放有底物(0.25mmol)的反應釜中，通入氫氣至40個大氣壓，室溫反應12小時，慢慢釋放氫氣。除去溶劑後直接柱層析分離得到純的產物，產率定量，反應式和結果如式8，其中產物的對映體過量用手性液相色譜測定。H2(40大氣壓)Pd(CF3C02)2(S,S)-f-BinaphaneCF3CH2OH,25-30°C,12h5R6R6bMe96%ee式8權利要求1、一種鈀催化不對稱氫化合成手性含雜原子磺內醯胺的方法，其特徵在於反應中，所用催化劑為含鈀的金屬前體與手性配體的配合物；反應式如下反應條件反應溫度為10-95℃；反應壓力為10～90個大氣壓；反應時間為5～30小時；反應在溶劑中進行，溶劑為2，2，2-三氟乙醇、四氫呋喃、乙醇中一種。2、按照權利要求1所述鈀催化不對稱氫化合成手性含雜原子磺內醯胺的方法，其特徵在於所述含鈀的金屬前體為三氟醋酸鈀，手性配體為雙磷配體。3、按照權利要求1所述鈀催化不對稱氫化合成手性含雜原子磺內醯胺的方法，其特徵在於所述反應條件反應溫度為25-60°C;反應壓力為40個大氣壓；反應時間為12小時；反應在溶劑中進行，溶劑選擇為2，2，2-三氟乙醇。4、按照權利要求1所述鈀催化不對稱氫化合成手性含雜原子磺內醯胺的方法，其特徵在於所述含雜原子磺內醯胺結構為下式之一其中，取代基R為垸基或芳基，R'為甲基、甲氧基或氟基一些苯環上的各種取代基。5、一種按照權利要求1所述的催化劑的製備方法，其特徵在於含鈀的金屬前體和手性配體在丙酮中室溫攪拌0.1-5.0小時，真空濃縮除去丙酮。6、按照權利要求5所述的催化劑的製備方法，其特徵在於含鈀的金屬前體和手性配體在丙酮中室溫攪拌1.0小時，真空濃縮除去丙酮。formulaseeoriginaldocumentpage3全文摘要一種鈀催化不對稱氫化合成手性含雜原子磺內醯胺的方法，所用催化劑為鈀的手性雙磷配合物。反應條件反應溫度為25-60℃，反應壓力為40個大氣壓，反應時間為12小時，溶劑為2，2，2-三氟乙醇。對N-磺醯氧硫氮雜環五元環狀亞胺氫化能得到相應的手性含有氧硫氮雜環磺內醯胺，其對映體過量可達到97％；對苯並N-磺醯氧硫氮雜環六元環狀亞胺氫化能得到相應的手性含有氧硫氮雜環苯並磺內醯胺，其對映體過量可達到99％；對苯並N-磺醯氮硫氮雜環六元環狀亞胺氫化能得到相應的手性含有氮硫氮雜環苯並磺內醯胺，其對映體過量可達到98％。本發明操作簡便實用，對映選擇性高，產率好，且反應具有綠色原子經濟性，對環境友好。文檔編號B01J31/28GK101423504SQ20071015785公開日2009年5月6日申請日期2007年10月31日優先權日2007年10月31日發明者餘長斌,周永貴,汪遊清申請人:中國科學院大連化學物理研究所