[发明专利]基于二茂铁骨架的双功能方酰胺-膦有机催化剂及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于二茂铁骨架的新型双功能方酰胺-膦有机催化剂及其在不对称分子内Morita-Baylis-Hillman反应中的应用，属于有机合成手性技术领域。

背景技术

不对称有机催化是当今不对称催化领域的研究热点。有机小分子催化剂由于不含金属、环境友好、合成简便、成本低廉，同时具有模拟结构复杂的生物酶的催化特性而倍受青睐，近年来，该领域的研究也取得了突飞猛进的发展。然而，与不对称金属催化相比，有机小分子催化剂的用量较大、适用的底物范围有限、催化剂催化效率及对映选择性还不尽人意，真正应用于实际生产获得效益的反应屈指可数。因此，发展新型高效有机小分子手性催化剂一直是化学家追求的目标。在过去的十多年中，发展了成千上万的有机催化剂，并应用于各种各样的催化不对称反应，这些有机催化剂大多衍生于为数不多的核心结构，如：氨基酸、1,2-二胺、β-氨基醇、联萘骨架和金鸡纳生物碱。据发明人所知，在金属不对称催化中作为配体“优势骨架”的二茂铁一直未被作为双功能化有机催化剂的骨架。

多功能化手性膦已成为不对称有机催化中的高效有机催化剂，在同一分子中将强亲核性的膦基（Lewis碱）与氢键供体（Bronsted酸）结合到手性骨架上，能够同时并独立地活化亲核和亲电底物，并在良好的手性环境中控制不对称诱导，从而在不对称催化反应中获得高的对映选择性。

发明内容

本发明的目的在于提供具有高催化活性和对映选择性的基于二茂铁骨架的双功能方酰胺-膦有机催化剂FerroSquaPhos及其制备方法，并成功将其应用于催化不对称分子内Morita–Baylis–Hillman反应。

本发明实现过程如下：

结构通式（Ⅰ）所示的化合物：

其中，R为C5或C6的环烷基或芳基，优选为苯基；R’为C1-C6的烷基，芳基或取代芳基，优选为C1-C6的烷基。

所述取代涉及以下取代基：C1-C6的烷氧基、卤素基、-CF₃、硝基、C1-C6的烷基。

上述化合物的制备方法，技术路线如下：

用t-BuLi或s-BuLi将(S)-Ugi’s胺锂化后与膦试剂PR₂Cl反应，再与醋酸酐共热反应后氨解，最后与方酸酯反应得到化合物（Ⅰ）。

上述步骤中加入醋酸酐反应的温度为35～80℃。

上述步骤中氨解步骤是在N₂保护下加入体积比为1:1的四氢呋喃与甲醇溶液溶解，再加入过量的氨水在60～80℃反应。

上述化合物（I）在如下反应所示的不对称分子内Morita-Baylis-Hillman反应中的应用,

。

发明人将亲核性的膦基和氢键供体方酰氨基引入到二茂铁骨架上形成双功能有机催化剂，同时在骨架中增加了中心碳手性，通过与二茂铁面手性的共同诱导，以及对取代基的电子效应和立体效应的调控，获得高的催化活性和对映选择性。

具体实施方式

具体地说，本发明用t-BuLi或s-BuLi将(S)-Ugi’s胺锂化，与膦试剂反应，再与醋酸酐共热并氨解生成二茂铁胺膦 [W. Chen, W. Mbafor, S. M. Roberts, J. Whittall, Tetrahedron: Asymmetry 2006, 17, 1161-1164.]，进一步与方酸酯反应得有机催化剂FerroSquaPhos。本发明二茂铁类双功能方酰胺-膦有机催化剂FerroSquaPhos可高对映选择性的催化不对称分子内Morita–Baylis–Hillman反应。

实施例1  

(R_C,S_Fc)-1-［1-（二甲氨）乙基］-2-（二苯基膦）二茂铁（1a）的合成