[发明专利]螺二氢茚骨架手性季铵盐及制备方法和应用

说明书

本发明涉及螺二氢茚骨架手性季铵盐及制备方法和应用。在双(三苯基膦)氯化钯和碳酸钾的作用下，光学活性的6,6'‑二碘‑1,1'‑螺二氢茚‑7,7'‑二甲酸二甲酯与芳基硼酸反应生成6,6'‑二取代‑1,1'‑螺二氢茚‑7,7'‑二甲酸二甲酯；再与二异丁基氢化铝反应生成6,6'‑二取代‑1,1'‑螺二氢茚‑7,7'‑二甲醇；再与三溴化磷反应生成6,6'‑二取代‑7,7'‑二(溴甲基)‑1,1'‑螺二氢茚；在碳酸钾的作用下，与仲胺反应生成相应的手性季铵盐。螺二氢茚骨架手性季铵盐可用于催化二苯亚甲基甘氨酸叔丁酯与五氟苄基溴的不对称烷基化反应，所得产物产率最高可达98％，对映选择性最高可达95％ee。

技术领域

本发明属于有机合成化学技术领域，具体涉及螺二氢茚骨架手性季铵盐及制备方法和应用。

背景技术

作为不对称催化领域的重要分支，不对称相转移催化反应通常具有条件温和、操作简单、环境友好、易于放大生产等优点，因而引起了学术界和工业界的共同关注。[(a)Ooi,T.；Maruoka,K.Angew.Chem.Int.Ed.2007,46,4222；(b)Shirakawa,S.；Maruoka,K.Angew.Chem.Int.Ed.2013,52,4312；(c)Tan,J.；Yasuda,N.Org.Process Res.Dev.2015,19,1731；(d)D.；Modrocká,V.；M.；R.ChemSusChem2020,13,2828]在众多不对称相转移催化反应中，手性季铵盐是应用最广泛的催化剂。1999年，Maruoka以轴手性的联萘酚作为手性源，设计合成了联萘骨架手性季铵盐，并将其应用于二苯亚甲基甘氨酸叔丁酯的不对称烷基化反应中，取得了优异的催化效果。[Ooi,T.；Kameda,M.；Maruoka,K.J.Am.Chem.Soc.1999,121,6519]到目前为止，该类手性季铵盐相转移催化剂已成功应用于不对称烷基化反应、不对称羟醛缩合反应、不对称曼尼希反应、不对称氰化反应、不对称环化反应等多种反应类型，被认为是最为高效的一类手性相转移催化剂。[(a)Ooi,T.；Maruoka,K.Aldrichimica Acta 2007,40,77；(b)Hashimoto,T.；Maruoka,K.Chem.Rev.2007,107,5656]然而，由于不对称催化反应的特异性，每种类型的催化剂往往只能针对一类或几类反应底物有效，很多不对称催化反应的底物范围非常有限。因此，设计合成新型季铵盐类型的手性相转移催化剂，特别是基于新型骨架，无疑具有重要的研究价值和良好的应用前景。

对于手性催化剂，骨架的结构是影响不对称诱导效果的因素之一，骨架刚性较大的催化剂在某些反应中往往表现出独特的性能。自2002年以来，周其林课题组以骨架刚性较联萘更大的1,1'-螺二氢茚-7,7'-二酚作为手性源,发展了一系列螺二氢茚骨架手性配体和手性催化剂，这些配体和催化剂在多种不对称催化反应中都能够取得优异的手性诱导效果，显示出螺二氢茚骨架独特的优势。[(a)Xie,J.-H.；Zhou,Q.-L.Acc.Chem.Res.2008,41,581；(b)Ding,K.；Han,Z.；Wang,Z.Chem.Asian J.2009,4,32；(c)Zhu,S.-F.；Zhou,Q.-L.Acc.Chem.Res.2012,45,1365；(d)Zhu,S.-F.；Zhou,Q.-L.Acc.Chem.Res.2017,50,988；(e)Rahman,A.；Lin,X.Org.Biomol.Chem.2018,16,4753；(f)Ren,Y.-Y.；Zhu,S.-F.；Zhou,Q.-L.Org.Biomol.Chem.2018,16,3087]本发明以光学活性的6,6'-二碘-1,1'-螺二氢茚-7,7'-二甲酸二甲酯作为手性源,发展了新型的螺二氢茚骨架手性季铵盐。值得注意的是，这类螺二氢茚骨架手性季铵盐可用于催化二苯亚甲基甘氨酸叔丁酯与五氟苄基溴的不对称烷基化反应，所得产物产率最高可达98％，对映选择性最高可达95％ee。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提出如下内容：

本发明的目的之一是提供螺二氢茚骨架手性季铵盐。