[发明专利]氮杂环卡宾-脲双功能催化剂及其制备方法

说明书

本申请催化材料技术领域，尤其涉及一种氮杂环卡宾‑脲双功能催化剂及其制备方法。所述金属配合物的分子结构通式如说明书式Ⅰ所示；式I中的Ar¹和Ar²分别独立选自芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基中的任意一种。该氮杂环卡宾‑脲双功能是在氨基茚醇衍生的氮杂环卡宾骨架的基础上引入另一活性位点脲基团，可以形成多种双功能脲‑氮杂环卡宾催化剂，因此在有机不对称催化领域具有潜在的应用，可拓展有机不对称催化反应。

技术领域

本申请属于催化材料技术领域，尤其涉及一种氮杂环卡宾-脲双功能催化剂及其制备方法。

背景技术

双功能有机小分子催化剂由布朗斯特碱以及氢键给体组成，其在不对称合成中具有重要的地位。然而关于双功能NHC催化剂的报道较少。其中氮杂环卡宾主要用于共价催化反应。

目前，氨基茚醇骨架衍生的氮杂环卡宾作为骨架催化剂近些年来发展迅速，被广泛应用到共价以及非共价不对称催化领域。脲基作为氢键给体在众多的有机催化反应中起到重要的作用。而目前氮杂环卡宾催化剂还未有连接脲基的报道，限制了氮杂环卡宾骨架的双功能有机小分子催化剂的广泛应用。

发明内容

本申请的目的在于提供一种一种氮杂环卡宾-脲双功能催化剂及其制备方法，包括但不限于解决现有技术中没有公开氮杂环卡宾和脲基结合得到的双功能催化剂的问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种提供了一种氮杂环卡宾-脲双功能催化剂，所述氮杂环卡宾-脲双功能催化剂的分子结构通式如式Ⅰ所示：

其中，所述式I中的Ar¹和Ar²分别独立选自芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基中的任意一种。

第二方面，本申请提供一种一种氮杂环卡宾-脲双功能催化剂的制备方法，包括如下步骤：

提供(1R,2S)-1-氨基-2-茚醇化合物A，将(1R,2S)-1-氨基-2-茚醇化合物A与氢化钠反应，再加入氯乙酸乙酯进行反应得到化合物B；

将化合物B经过硝化反应得到硝基化合物C；

将硝基化合物C与三甲基氧鎓四氟硼酸盐、Ar²NHNH₂、原甲酸三乙酯反应，得化合物D；

将化合物D进行还原氢化反应，得到氨基化合物E；

将氨基化合物E与异硫氰酸酯Ar¹NCO反应，得到式I所示的氮杂环卡宾-脲双功能催化剂；

其中，上述化合物的结构式如下：

其中，Ar¹和Ar²分别独立选自芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基中的任意一种。

本申请第一方面提供的氮杂环卡宾-脲双功能催化剂，该金属配合物具有典型的高功能团化结构，如含Ar¹和Ar²分别独立选自芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基中的任意一种，其具有经典的双管能结构，可拓展有机不对称催化反应。

本申请第二方面提供的氮杂环卡宾-脲双功能催化剂的制备方法，其先将(1R,2S)-1-氨基-2-茚醇化合物A与氯乙酸乙酯缩合得到化合物B，然后进行硝化反应得到硝基化合物C，再还原得到氨基化合物D，最后与异氰酸酯反应得到式Ⅰ所示的氮杂环卡宾-脲双功能催化剂。该制备方法简化了生产过程中操作流程，对反应条件要求低，且反应过程安全可控，原子利用率和生产效率高，对环境污染压力小，因此，该制备方法显著提高了氮杂环卡宾-脲双功能催化剂的生产效率，进而提高了应用广泛性。