[发明专利]手性葡糖双齿氮杂环卡宾前体盐及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种手性葡糖双齿氮杂环卡宾前体盐及其制备方法和用途，属于有机合成技术领域。

背景技术

与双齿氮杂环卡宾相比，单一氮杂环卡宾虽然是优良的供电子体，但是氮原子上取代基比较单一，很多时候都是在氮原子上引入位阻一般的基团，使得催化活性不高，同时引入的手性源也过于单一，在不对称催化反应中表现出比较差的立体选择性。超支化聚合反应是制备超支化聚合物的一种聚合反应，但是在超支化聚合反应中非常容易发生副反应导致凝胶而使反应无法进行，生成副产物，造成不必要的浪费，归结起来超支化聚合反应副反应多，难于精准控制超支化聚合反应的聚合度和支化度。要获得理想的超支化聚合物，避免副反应、精准控制超支化咔唑聚合物的聚合度、支化度、分子量、纯度、以及金属残余量，必须制备高活性、反应易控、产物易分离纯化的新型催化剂。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种手性葡糖双齿氮杂环卡宾前体盐及其制备方法和用途。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种手性葡糖双齿氮杂环卡宾前体盐，其结构如式I所示：

一种如前述的手性葡糖双齿氮杂环卡宾前体盐的制备方法，其包括如下步骤：

将1-(2,3,4,6-四-O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖基)咪唑与1,3-二溴丙烷在无水四氢呋喃中、惰性气体保护下，回流反应，得到式II所示化合物；

将式II所示化合物与N-苄基咪唑在无水四氢呋喃中、惰性气体保护下，回流反应，得到所述手性葡糖双齿氮杂环卡宾前体盐；

反应路线为：

作为优选方案，所述1-(2,3,4,6-四-O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖基)咪唑与1,3-二溴丙烷的摩尔比为1:(1～5)，式II所示化合物与N-苄基咪唑的摩尔比为1:(1～5)。

一种如前述的手性葡糖双齿氮杂环卡宾前体盐的制备方法，其包括如下步骤：

将N-苄基咪唑与1,3-二溴丙烷在无水四氢呋喃中、惰性气体保护下，回流反应，得到式III所示化合物；

将式III所示化合物与1-(2,3,4,6-四-O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖基)咪唑在无水四氢呋喃中、惰性气体保护下，回流反应，得到所述手性葡糖双齿氮杂环卡宾前体盐；

反应路线为：

作为优选方案，所述N-苄基咪唑与1,3-二溴丙烷的摩尔比为1：(1～5)；式III化合物与1-(2,3,4,6-四-O-乙酰基-β-D-吡喃葡萄糖基)咪唑的摩尔比为1:(1～5)。

一种如前述的手性葡糖双齿氮杂环卡宾前体盐在制备超支化咔唑聚合物中的用途；

一种如前述的超支化咔唑聚合物，其结构如式IV所示：

其中，R¹为CH₃-、CH₃CH₂-、CH₃CH₂CH₂-、CH₃CH₂CH₂CH₂-、Bn-、C₅H₁₁CHC₆H₁₃；R²为H、4-CH₃-、3-CH₃-、2-CH₃-、4-C₆H₅-、3-C₆H₅-、2-C₆H₅-、4-F-、3-F-、2-F-，取代基前的数字代表该取代基在苯环上的连接位点，如4-CH₃-代表甲基连接于苯环的4位碳上(以苯环上与咔唑基相连的碳为1位)。

本发明的通过廉价易得、立体化学丰富的单糖作为催化剂的手性源，用两种不同的路线合成了手性葡糖双齿氮杂环卡宾前体盐，将其作为超支化聚合反应的催化剂，克服超支化聚合反应过程中难以精准控制聚合度和支化度的难题，避免了副反应，成功高效的合成了系列在钙钛矿太阳能电池空穴传输层材料领域具有潜在应用价值的化合物，具体表现在如下方面：