[发明专利]一种手性磷酸催化剂及其合成方法与应用

说明书

本发明公开了一种新型的手性磷酸催化剂及其合成方法与应用，通过在联萘骨架的3,3’位引入羟基磷酰二氧基制得3,3’‑二(1,2,3,4,5,6,7,8‑八氢蒽‑9基)2,2’‑羟基磷酰二氧基‑1,1’‑联萘手性磷酸催化剂(即DGW‑PA*)，且在酰胺对醛的不对称加成的反应中，该种催化剂拥有高效的催化性能和立体选择性，可以高收率的获得半缩醛胺化合物。该种催化剂及其关键中间体具有如下结构式：其中，其中X为甲氧基，羟基及羟基磷酰二氧基中任一种，且该催化剂及其关键中间体包含外消旋体、S构型及R构型。

技术领域

本发明属于化工技术的有机物合成与应用领域，具体涉及一种手性磷酸催化剂及其合成方法与应用。

背景技术

不对称催化是当前有机合成化学领域的研究热点，其根据催化剂分类可以分为三类：1)金属络合物催化剂；2)有机分子催化剂；3)生物酶。其中有机分子催化剂不含金属，对环境和生物友好，在催化反应中受杂质的影响小，可以实现特定的催化反应。在有机分子催化剂中，手性磷酸催化剂是一类质子酸类催化剂，在亲核试剂对亚胺的加成反应，手性离子对催化中均表现出了优异的催化活性和立体选择性。在手性磷酸催化剂设计合成中，3,3’位的取代基对于反应的立体选择性控制至关重要，不同取代基可以实现不同的立体选择性控制能力，如2004年日本东亚合成株式会社申请的专利WO2004096753 A1，涵盖了多种3,3’取代基团，其中最为著名的三异丙基苯基取代基，简称TRIP，在很多手性磷酸催化剂的反应中，获得很好的应用(Chem Rev.2007,107,5744)。又如2005，日本高砂公司申请的专利2005070875 A1，应用9-蒽基取代的手性磷酸也取得很好的应用，与TRIP催化剂并列为两大高效手性催化剂(Chem.Rev.2014,114,9047-9153)。2013年，美国加州伯克利大学申请专利WO 2013096971A1，保护了三环己基苯基取代的手性磷酸催化剂，在相转移催化剂中获得的很好的应用(Nature Chem.2012,4,603)。

在这些成功的手性磷酸催化剂中，3,3’位的取代基团各不相同，在不同的反应中有着不同的效果，在酰胺对醛的不对称加成的反应中，目前还没有可以高立体选择性的催化剂可以高收率的获得半缩醛胺化合物，因此需要开发新的高效手性磷酸催化剂。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种手性磷酸催化剂及其合成方法与应用，使得在酰胺对醛的不对称加成的反应中，该种催化剂拥有高效的催化性能和立体选择性，可以高收率的获得半缩醛胺化合物。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明中的一种手性磷酸催化剂，该催化剂及其关键中间体具有如下结构式：

其中X为甲氧基，羟基及羟基磷酰二氧基中任一种。

在本发明中，所述关键中间体可以为外消旋的3,3’-(1,2,3,4,5,6,7,8-八氢蒽-9基)-2,2’-二烷氧基-1,1’-联萘，(S)-(1,2,3,4,5,6,7,8-八氢蒽-9基)-2,2’-二烷氧基-3,3’-1,1’-联萘,(R)-(1,2,3,4,5,6,7,8-八氢蒽-9基)-2,2’-二烷氧基-3,3’-1,1’-联萘，其中烷基的部分可以为甲基或甲氧甲基，且结构式分别如下：

在本发明中，所述关键中间体还可以为外消旋的2,2’-二羟基-3,3’-(1,2,3,4,5,6,7,8-八氢蒽-9基)，(S)-2,2’-二羟基-3,3’-(1,2,3,4,5,6,7,8-八氢蒽-9基),(R)-2,2’-二羟基-3,3’-(1,2,3,4,5,6,7,8-八氢蒽-9基)，且结构式分别如下：