[发明专利]一种手性二茂铁-咪唑双膦配体及其合成方法和应用

说明书

本发明涉及一种手性二茂铁‑咪唑双膦配体、制备方法及其应用。具体地本发明公开了一种与之前报道不同的合成步骤：将等摩尔量的二茂铁基手性醇与N,N’‑羰基二咪唑溶于无水二氯甲烷中，加热回流反应1小时，得到手性二茂铁‑咪唑中间体。手性二茂铁‑咪唑中间体溶于无水乙醚中，缓慢滴加n‑BuLi(1.6M,1.2eq.)的己烷溶液，继续加入N,N,N’,N’‑四甲基乙二胺(1.2eq.)和n‑BuLi(1.6M,1.3eq.)的己烷溶液的混合液。最后，将反应液冷却至‑15℃，缓慢滴加二苯基氯化磷(3.0eq.)的乙醚溶液，处理得到目标化合物手性二茂铁‑咪唑双膦配体。本发明所涉及的配体与铱金属前体形成的催化剂可高收率、高对映选择性地催化C＝N双键的不对称氢化反应。

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种基于手性二茂铁-咪唑双膦配体和合成方法，以及这些配体在铱催化C＝N键的不对称氢化反应中的应用。

背景技术

过渡金属不对称催化是制备手性化合物最为直接、高效的方式之一，也是学术研究和工业生产共同关注的热门领域。通过调节手性配体的结构可以直接影响金属催化剂在不对称催化反应中的活性和选择性，因此，设计结构简单、合成方便、催化选择性高的手性配体也成为过渡金属催化不对称反应中的突破口。至今已有数以千计的手性配体被发展出来应用在不对称催化反应中[(a)Zhou,Q.-L.Privileged Chiral ligands andcatalysts,Wiley-VCH,Weinheim,2011；(b)T.P.Yoon,E.N.Jacobsen,Privileged chiralcatalysts.Science 2003,299,1691-1693；(c)A.faltz,W.J.Drury III Design ofchiral ligands for asymmetric catalysis:From C₂-symmetric P,P-and N,N-ligandsto sterically and electronically nonsymmetrical P,N-ligands.PNAS 2004,101,5723-5726.]，手性双膦配体是极具代表性的一类高效配体，尤其是在不对称氢化反应中[Zhang,W.-C.；Chi,Y.-X.；Zhang,X.-M.Developing chiral ligands for asymmetrichydrogenation.Acc.Chem.Res.2007,40,1278-1290.]。现已报道的双膦配体多具有C₂对称性，既有利于合成步骤的简化，也有利于减少反应过渡态的数量，从而保证催化剂的高选择性。近来研究表明，非对称性结构的双膦配体在中心金属手性环境的优化方面表现出独特的优势，其中最具代表性的配体就是JosiPhos型二茂铁双膦配体[(a)Togni,A.；Breutel,C.；Schnyder,A.；Spindler,F.；Landert,H.；Tijani,A.A novel easily accessiblechiral ferrocenyldiphosphine for highly enantioselective hydrogenation,allylic alkylation,and hydroboration reactions.J.Am.Chem.Soc.1994,116,4062–4066；(b)Blaser,H.-U.；Brieden,W.；Pugin,B.；Spindler,F.；Studer,M.；Togni,A.Solvias Josiphos Ligands:From discovery to technicalapplications.Top.Catal.2002,19,3–16.]。基于非对称性配体设计理念，我们设计开发了一类基于二茂铁-咪唑骨架的新型手性双膦配体，在不对称催化氢化反应中显示出优异的催化活性和选择性。该类配体具有合成原料来源广泛、制备过程简便、性质稳定、对映选择性高等特点，具有很高的工业应用潜力。