一種軸手性聯芳基氧膦及軸手性聯芳基膦的製備方法

2023-04-24 02:50:11 1

一種軸手性聯芳基氧膦及軸手性聯芳基膦的製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種軸手性聯芳基氧膦及軸手性聯芳基膦的製備方法，尤其涉及具有如下結構式I的軸手性聯芳基氧膦的製備方法。其製備方法是，在鹼和溶劑的環境中，以2-雙(芳基)氧膦基-1-芳基滷化物或其磺酸酯，2-取代芳基硼酸或對應的硼酸酯或硼酸鹽為反應底物，使用金屬鈀為催化劑，經由催化不對稱Suzuki反應，一步直接製備得到軸手性聯芳基氧膦，再通過溶劑重結晶，得到光學純的軸手性聯芳基氧膦。進一步採用矽烷還原或其它常用的還原方法，得到相應的軸手性聯芳基膦。所述的製備方法操作簡單、經濟、合成效率高，不需要常見的拆分過程，可以避免已有製備方法步驟繁多、原料浪費的缺點。所述的製備方法為軸手性聯芳基氧膦和相應的軸手性聯芳基單膦的合成提供了一條更為便捷的途徑。
【專利說明】一種軸手性聯芳基氧膦及軸手性聯芳基膦的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種軸手性聯芳基氧膦及軸手性聯芳基膦的製備方法。
【背景技術】
[0002]具有聯芳結構的單膦配體在有機合成中具有重要的應用價值[(a) Wolfe，J.P.; Singer, R.A.; Yang, B.Η.; Buchwald, S.L.J.Am.Chem.Soc.1999, 121, 9550-9661; (b)Wolfe, J.P.; Buchwald, S.L.Angew.Chem., Int.Ed.Engl.1999, 38, 2413-2416; (c)Martin, R.;Buchwald, S.L.A c c.Chem.Res., 2008, 41，146 1 - 1473; (d)Yang, Y.; Buchwald, S.L.J.Am.Chem.Soc.2013，135，10642-10645.]，可參與眾多的碳-碳鍵形成反應，構建複雜的有機分子。在金屬催化的不對稱反應中，手性聯芳結構的單膦配體的重要性越來越顯著，應用越來越廣泛(Hayashi, T.Acc.Chem.Res.2000，33，354-362.)。1991 年 Hayashi 課題組通過多步反應，製備了(S)-2-二苯基膦-2』 -甲氧基-1，I』 -聯萘(MOP)，此類配體在非官能團烯烴的不對稱矽氫化反應中得到很好的應用(Uozumi, Y.; Hayashi, T.J.Am.Chem.Soc.1991，113，9887-9888.)。該課題組將該類 配體進行了擴展，合成了一系列MOP類配體(Uozumi, Y.; Suzuki，N.; Ogiwara, A.; Hayashi, T.Tetrahedronl994, 50，4293-4302.)。此後，該類配體在多種金屬催化的不對稱反應中得到了應用，並表現出優秀的反應活性及手性誘導能力[(a) Uozumi, Y.; Hayashi, T.J.Am.Chem.Soc.1994, 116, 115-176; (b)Hayashi , T.Acc.Chem.Res.2000, 33，354-362; (c) Hanzawa，Y.; Taguchi，T.Angew.Chem.1nt.Ed.1999, 38, 2395-2398; (d) Chen, C.; Li, X.-D.; Schre iber, S.J.Am.Chem.Soc.2003，125，10174-10175 ; (e) Shi, M.; Chen, L.-H.; J.Am.Chem.Soc.2005, 127, 3790-3800 ; (f) Shintani, R.; Inoue, M.; Hayashi, T.Angew.Chem.1nt.Ed.2006, 45, 3353 - 3356; (g)Hoshi, T.; Hagiwara, H.0rg.Lett.2011, 13, 932-935.]。 而且，在催化不對稱反應合成有生物活性的化合物的研究中，此類配體已得到了重要應用。例如，使用(S)-kenPhos為配體,可實現天然產物(-)-Rhazinilam類似物的不對稱催化合成(Herrbach, A.; Marinetti, A.; Baudoin, 0.; Guenard, D.; Gueritte, F.J.0rg.Chem.2003, 68，4897-4905.)。
[0003]具有聯芳結構的單膦配體的製備方法一般是通過還原相應的聯芳基氧膦獲得，聯芳基氧膦是製備對應的單膦配體的重要前體。而獲得聯芳基氧膦的常用方法是:使用聯芳基滷化物或磺酸酯，與二芳基氯化膦(如二苯基氯化膦)或二芳基氧化膦，經由偶聯反應製備獲得(Uozumi, Y.; Suzuki, N.; Ogiwara, A.; Hayashi, T.Tetrahedronl994，50，4293-4302.)。然而，這些滷化物或者磺酸酯底物的製備通常需要經過多步反應，尤其是在製備光學純的對映體時，常常需要使用拆分消旋體的手段，造成整個合成過程原料浪費，成本高，降低了合成效率[(a)Ding，K.;ffang, Y.;Yun, H.;Liu, J.; ffu, Y.; Terada, M.; Okubo, Y.; Mikami, K.Chem.Eur.J.1999，5，1734-1737 ; (b)Luo, Y.;ffang, F.; Zhu, G.; Zhang, Z.Tetrahedron:Asymmetry2004, 15, 17-19; (c) Hoshi, T.;Hayakawa, T.; Suzuki, T.; Hagiwara, H.J.0rg.Chem.2005, 70, 9085-9087; (d) Hoshi, T.; Sasaki, K.; Sato, S.; Ishii, Y.; Suzuki, T.; Hagiwara, H.0rg.Lett.2011，13，932-935.]。例如，Hayashi課題組製備MOP類配體時，以光學純的BINOL為原料，需要經過4步反應才能得到相應的軸手性聯芳基氧膦，造成了手性原料的浪費(Uozumi, Y.; Suzuki, N.; Ogiwara, A.;Hayashi, T.Tetrahedronl994, 50, 4293-4302.)。或者，合成過程中採用化學計量的手性試劑進行誘導，如我們課題組在製備橋聯軸手性單膦配體時，就採用這種方法(CN102516300A和CN102532196A)。但需要的手性誘導試劑價格昂貴，用量大，合成步驟多，導致製備的成本聞。
[0004]綜上所述，發展有效便利的製備軸手性聯芳基氧膦新方法，將為相應的軸手性膦配體製備提供更為高效的途徑。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是提供一種軸手性聯芳基氧膦及相應的軸手性聯芳基膦的製備方法。
[0006]為實現上述發明目的，本發明採取了以下技術方案:
[0007]一種軸手性聯芳基氧膦的製備方法，以2-雙(芳基)氧膦基-1-芳基滷化物(II)或其磺酸酯(II)，2-取代芳基硼酸(III)或對應的2-取代芳基硼酸酯為反應底物或對應的硼酸鹽(IV)為反應底物，使用金屬鈀為催化劑，在鹼和溶劑的環境中，在反應溫度為0°C~150°C條件下，經由催化不對稱Suzuki反應，一步直接製備得到軸手性聯芳基氧膦，反應方程式如下eql所示:
[0008]
【權利要求】
1.一種軸手性聯芳基氧膦的製備方法，其特徵在於，以2-雙(芳基)氧膦基-1-芳基滷化物(II)或其磺酸酯(II)，2-取代芳基硼酸(III)或對應的2-取代芳基硼酸酯為反應底物或對應的硼酸鹽(IV)為反應底物，使用金屬鈀為催化劑，在鹼和溶劑的環境中，經由催化不對稱Suzuki反應，一步直接製備得到軸手性聯芳基氧膦，反應方程式如eql所示:
2.如權利要求1所述軸手性聯芳基氧膦的製備方法，其特徵在於，所述Ar為苯基、對甲基苯基、3，5-二甲基苯基、3，5-二叔丁基苯基、3，5-二叔丁基-4-甲氧基苯基或雜環芳基或環己基。
3.如權利要求1所述軸手性聯芳基氧膦的製備方法，其特徵在於包括如下步驟:在鹼和溶劑中，反應溫度為0°c~150°C條件下，以具有如下以2-雙(芳基)氧膦基-1-芳基滷化物(II)或其磺酸酯(II)，2-取代芳基硼酸(III)或對應的2-取代芳基硼酸酯為反應底物或對應的硼酸鹽(IV)為反應底物，以具有如下結構式V~X的化合物或其它聯芳基、螺環結構或具有中心手性結構的手性單膦化合物為配體，經由鈀催化的不對稱Suzuk1-Miyaura反應12~100小時獲得；再通過溶劑重結晶，得到光學純的軸手性聯芳基氧膦；其中，反應物II和反應物III或III對應的2-取代芳基硼酸酯或對應的硼酸鹽(IV)的摩爾比為1:1~5，金屬鈀與配體的摩爾比為1:1~3，配體的用量是反應物II的I~20mol%，鹼的用量是反應物II的I~10當量。
4.如權利要求1所述的軸手性聯芳基氧膦的製備方法，其特徵是金屬鈀為零價鈀或二價鈀化合物。
5.如權利要求1所述的軸手性聯芳基氧膦的製備方法，其特徵是所述的鹼是氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鋇、碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸銫、碳酸氫鉀、碳酸氫鈉、氟化鉀、氟化銫、磷酸鉀、磷酸鈉、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉、磷酸一氫鉀、磷酸一氫鈉、叔丁醇鉀、叔丁醇鈉或氟氫化鉀。
6.如權利要求1所述的軸手性聯芳基氧膦的製備方法，其特徵是所述的溶劑選自四氫呋喃、乙二醇二甲醚、乙二醇、聚乙二醇、乙醚、甲基叔丁基醚、甲苯、二甲苯、苯、三甲苯、甲醇、乙醇、異丙醇、叔丁醇、N，N-二甲基甲醯胺、N，N-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸、吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮以及它們的混合物或者和水的混合物。
7.如權利要求4所述的軸手性聯芳基氧膦的製備方法，其特徵是所述零價鈀化合物為Pd2 (dba) 3，所述二價鈀化合物為氯化鈀、醋酸鈀、三氟乙酸鈀或Pd (CH3CN) Cl2。
8.如權利要求1所述的軸手性聯芳基氧膦的製備方法，其特徵在於金屬鈀與配體的摩爾比為1:1~3。
9.利用權利要求1所述製備方法得到的軸手性聯芳基氧膦，再經過溶劑重結晶，得到光學純軸手性聯芳基氧膦。
10.一種軸手性聯芳基膦的製備方法，其特徵在於:將權利要求1或9所得軸手性聯芳基氧膦經矽烷還原或其它還原方法，得到相應的軸手性聯芳基膦。
【文檔編號】C07F9/53GK103910758SQ201410113570
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月25日 優先權日:2014年3月25日
【發明者】邱立勤, 周有桂 申請人:中山大學