[发明专利]一种手性螺环磷酸和制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型手性螺环磷酸催化剂和制备方法及其在吲哚烷基化的不对称有机催化反应中的应用。

背景技术

有机反应的不对称催化是化学研究中的一个重要领域。如今，使用有机小分子做催化剂，即有机催化剂促进的不对称反应，已经成为有机合成化学中一个新的前沿[Dalko，P.I.；Moisan，L.Angew.Chem.lnt.Ed.Engl.2004，43，5138]。2004年，Terada和Akiyama分别首次报道了将轴手性联萘磷酸类化合物应用于不对称催化反应[(a)Akiyama，T.；Itoh，J.；Yokota，K.；Fuchibe，K.Angew.Chem.Int.Ed.2004，43，1566.(b)Uraguchi，D.；Terada，M.J.Am.Chem.Soc.2004，126，5356.(c)Uraguchi，D.；Sorimachi，K.；Terada，M.J.Am.Chem.Soc.2004，126，11804]，此项开创性的工作使手性磷酸类催化剂成为有机催化研究中的热点，并在多种有机合成反应中得到广泛应用[Terada，M.Synthesis 2010，12，1929]。但到目前为止，已报道的手性磷酸类催化剂种类有限。在不对称催化的研究当中，手性催化剂的设计和合成具有重要意义，直接影响到对反应的不对称诱导和控制。1，1’-螺双二氢茚是另一种非常重要的轴手性骨架，因其手性来自于螺环的季碳原子，具有很好的刚性和热稳定性，与联萘骨架相比在部分领域已显示出相当的优势，这已经由南开大学周其林课题组率先通过制备一系列手性螺环膦配体得到很好的证明(J.AM.CHEM.SOC.2006，128，11774-11775；Acc.Chem.Res.2008，41，581-593)；特别是光学活性的1，1’-螺环二氢化茚-7，7’-二酚已经可以通过文献(V.B.Birman et al./Tetrahedron：Asymmetry 10(1999)125-131；J.-H.Zhang et al./Tetrahedron：Asymmetry 13(2002)1363-1366)进行量化制备，使得应用光学活性的1，1’-螺环二氢化茚-7，7’-二酚制备各类手性螺双二氢茚类催化剂得到较快发展。

本发明以光学活性的1，1’-螺环二氢化茚-7，7’-二酚为起始原料首次将螺环体系引入到手性磷酸类催化剂家族当中，并将所合成的手性螺环磷酸作为有机小分子催化剂用于催化吲哚与磺酰亚胺的不对称反应，立体选择性很好，催化反应效果显著。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种具有螺双二氢茚骨架的手性螺环磷酸。

本发明的目的之二是提供上述手性螺环磷酸的制备方法。

本发明的目的之三是提供上述手性螺环磷酸在催化吲哚与磺酰亚胺衍生物的不对称反应中的应用。

本发明的手性螺环磷酸，是具有结构式(1)的光学活性的化合物A：

式中：R选自C₁～C₄的烃基、取代的硅基、芳基或取代的芳基，所述取代的硅基上的取代基是C₁～C₄的烃基或芳基，所述取代的芳基上的取代基是H、卤素、C₁～C₄的烃基、C₁～C₄的烃氧基、C₁～C₄的全氟烷基或硝基；

上述的螺环磷酸可以是具有相同的化学通式的左旋体或右旋体。

所述的手性螺环磷酸的制备方法，其步骤如下：

第一步，把光学活性的1，1’-螺环二氢化茚-7，7’-二酚和氢化钠按摩尔当量比例为1∶2～6混合在有机溶剂中，接着在30分钟内将氯甲基甲醚滴加到上述反应液中，光学活性的1，1’-螺环二氢化茚-7，7’-二酚和氯甲基甲醚的摩尔当量比例为1∶2～4，有机溶剂为乙醚、四氢呋喃或1，4-二氧六环，滴加温度为0℃～25℃，滴完后室温反应6～12小时，反应完毕，加入水和乙酸乙酯，有机相用饱和食盐水洗涤后再用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液减压浓缩至干，得到化合物C；