[发明专利]一种有机催化烯酮与有机膦化合物不对称共轭加成的方法

说明书

技术领域

本发明涉及不对称催化共轭加成的化学反应过程，具体得说一种有机催化的烯酮与有机膦化合物共轭加成的新方法。

背景技术

手性膦化合物对不对称金属催化是很重要的配体，也能在有机催化反应中作为催化剂。有机膦对烯烃的不对称共轭加成，对于C-P键的构建、手性膦化合物的合成等是一个非常有用过程。烷基膦氢化合物、膦氧化合物、膦酸酯和亚膦酸酯类等都具有很好的亲核性能，在碱性活化后很容易和Michael受体如α，β-烯醛、硝基烯烃和亚胺等进行共轭加成。由于构建了C-P键，可以合成许多膦配体以及天然产物以及类似物。

在过去的几年里，随着不对称有机催化领域的迅速发展，出现了一系列可以高对映选择性催化不对称共轭加成的有机仲胺小分子催化剂，其中通过手性亚胺活化可以有效实现烯醛与有机膦化合物的不对称加成【Angew.Chem.Int.Ed.2007，46，4507-4510；Angew.Chem.Int.Ed.2007，46，4504-4506；J.Org.Chem.2007，72，8893-8903】。然而对于类似的不对称有机膦化合物与烯酮的共轭加成反应，却依旧是有机合成中重大难题。这可能内在困难是一方面是由于手性仲胺和酮形成的中间体产生空间拥挤。另一方面是有机膦化合物与烯酮反应同时存在1，2-加成和1，4-加成，选择性较差。

发明内容

基于上述反应体系存在的困难和问题，本发明的目的在于提供了一种基于多功能催化的烯酮与有机膦化合物共轭加成的的新方法。本发明首先提供一类多功能催化剂分子，含有一个或一个以上的伯胺、一个或一个以上的叔胺、和一个或一个以上的脲或硫脲功能基团，在这样的体系中，烯酮底物和亲核试剂都被活化，在催化反应中能够表现出强的协同效应，能够高效、高选择性地催化反应。

该方法具有以下特点：(1)不需要金属来引发，不必担心有毒的金属泄漏到环境；(2)价格低廉，容易修饰和制备；(3)对水和氧气是相对稳定的，通常可以在湿溶剂或空气中进行反应，不必用到苛刻的无水无氧条件；(4)容易从产物中分离和回收；(5)不需要添加催化剂以外的任何酸或者碱；(6)用量低、催化效率高、产率高、对映选择性高等特点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种多功能催化烯酮与有机膦化合物不对称共轭加成的方法，其特征在于，反应以烯酮和有机膦化合物为原料，以分别含有一个或一个以上的伯胺、一个或一个以上的叔胺、和一个或一个以上的脲或硫脲功能基团的多功能催化剂为催化体系，于溶剂中进行，反应时间2～15天，反应温度为-40～40℃，生成共轭加成反应物；

反应通式为：

其中R₁，R₂，R₃，为脂肪族和芳香族基团，P-Nu膦亲核试剂为有机膦氧化物、膦氢化合物、磷酸酯和亚磷酸酯类化合物中的一种；

所述的多功能有机催化剂的结构通式表示以下(1)式或(2)式：

其中X为氧原子或者硫原子；

所述的烯酮结构式如以下(7)、(8)、(9)、(10)式之一：

其中(7)式：R₁～R₅为氢、甲基、甲氧基、卤原子或硝基；(8)式：R为C_1-7烷基；(9)式R₇、R₈为甲基，R₉为C_1-5烷基、环己基、苯乙基；(10)式：R₁₀为C_1-5烷基、环己基、苯乙基；(11)式：R₁₁为C_1-5烷基、环己基、苯乙基；

所述的有机膦化合物结构式如以下(12)、(13)、(14)、(15)式之一：

其中(12)式：R₆为C_1-5烷基；(13)式：R₁～R₅为氢、甲基、乙基、丙基、叔丁基、异丙基、甲氧基、卤原子或者硝基；(14)式、(15)式：R₇、R₈为甲基、乙基、苯基；(16)式：R₉为C_1-5烷基。

所述的烯酮和有机膦化合物的摩尔比为10∶1～1∶10；多功能有机催化剂摩尔比用量为有机膦化合物的1～100％，有机膦化合物和溶剂的重量比为1∶2～100；