[发明专利]一种吡咯烷衍生的酰亚胺类催化剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及酰亚胺类不对称反应催化剂，具体涉及一种由吡咯烷衍生的酰亚胺类有机小分子催化剂及其制备方法，以及该催化剂的应用。

背景技术

分子手性在科学技术中具有重要作用和意义。许多药物、香料、食品添加剂和农用化学品的生物活性常常与它们的绝对分子构型有关。迈克尔加成反应是在酸或者碱的催化作用下由一个能提供碳负离子的化合物与一个能提供亲电共轭体系的化合物（( 如α ，β-不饱和醛、酮、酯、腈化合物等)）发生的共轭加成反应, 是在有机合成中最为常用的一类形成C-C 键的反应。当α ，β-不饱和底物的烯端连有两个不同基团时, 这种分子便具有潜在的手性中心, 因此, 对于设计和选择合适的手性催化剂来诱导迈克尔加成反应以产生具有光学活性产物的研究, 具有极高的应用和理论价值。

为了满足在药物和精细化学品工业中日益增长的需求，急需开发研制单一对映异构体产品。目前，化学家已经探索出许多获得对映异构体纯净的化合物的方法，所述方法涉及从天然手性物质的旋光拆分和结构变换到采用合成手性催化剂和酶的不对称催化作用。在这些方法中，不对称催化可能是最有效的，因为可以使用少量的手性催化剂生产大量的手性目标分子。

手性催化剂又可分为有机金属配合物催化和有机小分子催化。有机金属催化剂是效果显著而且很有发展前途的催化剂，一般由手性配体及与其配位的金属原子组成，手性配体可以是手性麟、手性胺、手性硫化物等。在过去的二十几年里，有机金属催化几乎主宰了整个手性合成领域，然而其最大的问题就是毒性大、重金属污染严重、价格高，因而限制这一方法的应用。有机小分子催化，它脱离了昂贵金属，并且通常是充满活力、廉价、易得且无毒的，且由于它们对水和氧是相对稳定的，所以有些反应条件，例如，惰性气体保护、低温、绝对的无水溶剂等在有机催化反应中大部分都是可以不需要的。 

总之，开发易于合成、催化效率高、环境友好的有机小分子催化剂，以弥补有机金属催化剂的不足，是当前的研究开发的重点。

发明内容

本发明是为了解决有机金属催化剂存在的毒性大、重金属污染严重、价格高的问题，而提供了一种吡咯烷衍生的酰亚胺类催化剂及其制备方法。

本发明的另一个目的是提供该催化剂在不对称迈克尔加成反应中的应用。

一种由吡咯烷衍生的酰亚胺类有机小分子催化剂，其结构式I为：

                                                             

式中，R1为H、F、Cl、Br、I、C1～C4的脂肪基团，R2为H、F、Cl、Br、I、C1～C4的脂肪基团。

所述结构式I表示的化合物选自：

N-(((S)-吡咯烷-2-基)亚甲基)均苯四甲酰亚胺、

N-(((S)-吡咯烷-2-基)亚甲基) -3,6-二氟均苯四甲酰亚胺（I-2）、

N-(((S)-吡咯烷-2-基)亚甲基) -3,6-二氯均苯四甲酰亚胺（I-3）、

N-(((S)-吡咯烷-2-基)亚甲基) -3,6-二溴均苯四甲酰亚胺（I-4）、

N-(((S)-吡咯烷-2-基)亚甲基) -3,6-二碘均苯四甲酰亚胺（I-5）、

N-(((S)-吡咯烷-2-基)亚甲基) -3,6-二甲基均苯四甲酰亚胺（I-6）。

上述由吡咯烷衍生的酰亚胺类有机小分子催化剂的制备方法，包括以下步骤：

在温度为20～120 ℃的惰性溶剂中，将结构式II所示的化合物与结构式III所示的化合物依次用缩合剂和质子酸处理反应得到结构式I所示的化合物，其中所述惰性溶剂是甲苯、四氢呋喃、二氯甲烷、二甲苯、三甲苯中的单一溶剂或者它们以任意比例的混合溶剂；所述质子酸是盐酸、乙酸、三氟乙酸中的一种质子酸或它们以任意比例的混合质子酸； 所述的缩合剂为1,3-二环己基碳二亚胺；所述的结构式II所示的化合物、结构式III所示的化合物和1,3-二环己基碳二亚胺的摩尔质量比为1:2：2，化学反应式为： 

 

式中，R1为H、F、Cl、Br、I、C1～C4的脂肪基团，R2为H、F、Cl、Br、I、C1～C4的脂肪基团。

本发明所述的催化剂可用于不对称迈克尔加成反应。