[发明专利]一类具有夹心结构的手性卡宾前体化合物及其合成方法

说明书

本发明提供一类具有夹心结构手性卡宾前体化合物，以光学纯的1‑氨基四氢萘为起始原料，经过钯催化的偶联反应实现与芳基硼酸的交叉偶联，随后与1,2‑二溴乙烷的双烷基化反应或者与1,2‑二溴苯在钯催化下的偶联反应，最后与原甲酸乙酯进行关环反应，得到一类具有夹心结构的手性卡宾前体化合物。本发明可以有效合成光学纯的夹心结构手性卡宾前体化合物，操作简便，产率高，并且这种手性卡宾可以有效实现对C＝O的不对称硅氢化反应。

技术领域

本发明涉及一类具有夹心结构手性卡宾前体化合物及其合成方法。

背景技术

氮杂环卡宾是一类极具潜力的小分子催化剂和配体。得益于强σ给体与可调节π受体性质以及大位阻特点，卡宾络合物展现出非常高的热稳定性和化学稳定性，成为实现许多催化反应的重要载体(文献：a)Marion,N.；Díez-González,S.；Nolan,S.P.Angew.Chem.Int.Ed.2007,46,2988-3000；b)Díez-González,S.；Marion,N.；Nolan,S.P.Chem.Rev.2009,109,3612-3676.)。手性单齿配体的开发与应用是极具挑战性的研究方向，氮杂环卡宾能够与中心金属形成性质牢固的金属—碳键，有效克服了配位点单一造成的单齿配体结构上先天不足的劣势。越来越多的研究成果表明卡宾配体在某些反应中已经超越传统膦配体，成为现阶段不可替代的重要配体类型(文献：Janssen-Müller,D.；Schlepphorst,C.；Glorius,F.Chem.Soc.Rev.2017,46,4845-4854.)。因此，作为一类新型单齿配体，手性氮杂环卡宾的设计与发展具有重要的研究意义。具有夹心结构的氮杂环卡宾可以对配位核心区域形成有效包夹，在卡宾参与形成的金属络合物中提供理想的位阻环境，目前报道的夹心结构手性卡宾配体较少，而且夹心平面的引入造成卡宾稳定性下降，难以获得金属-卡宾络合物，限制了夹心结构卡宾配体在催化反应中的应用(文献：Albright,A.；Eddings,D.；Black,R.；Welch,C.J.；Gerasimchuk,N.N.；Gawley,R.E.J.Org.Chem.2011,76,7341-7351.)。因此，发展一种新型夹心结构手性卡宾配体迫在眉睫，然而这类结构仍存在不少挑战：1)夹心结构芳基平面的引入；2)手性片段的远程传递；3)调控分子构象使末端芳基平面位于上、下两侧，抑制位阻基团向卡宾母环的两侧排布；4)形成卡宾的结构稳定性以及与金属前体结合的难易程度。

在基于上述结果，我们设计并合成了一类具有夹心结构的咪唑啉和苯并咪唑类化合物。以光学纯的1-氨基四氢萘为起始原料，经过钯催化的偶交叉偶联反应，随后发生双烷基化反应或者钯催化的C-N键偶联反应，最后利用关环反应，得到一类具有夹心结构的手性卡宾前体化合物。铜-手性卡宾催化体系可实现酮类化合物的不对称硅氢化反应。

发明内容

本发明的目的是提供一类具有夹心结构的手性卡宾前体化合物及其合成方法。为实现上述目的，本发明的技术方案如下：一类具有夹心结构的手性卡宾前体化合物及其合成方法，该化合物是光学活性的，它是下述化合物的结构：

其中：R¹-R⁷为H、芳基或C_1-10烷基；R⁸为芳基；X为卤素、四氟硼酸根或六氟磷酸根；n为0-3；

所述芳基为苯基或C_1-10烷基、甲氧基、卤素中一种或多种的取代苯基；

所述C_1-10烷基包括甲氧基、卤素中一种或多种取代的烷基。

本发明提供的是一类具有夹心结构的手性卡宾前体化合物的设计和合成，其合成路线如下：

Y为卤素化合物；

M为铜，金；

Z为氯、溴、碘；