[发明专利]氨基酸衍生的手性非环仲胺-叔胺催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及氨基酸衍生的手性非环仲胺‑叔胺催化剂及其制备方法和应用，属于催化剂技术领域。该催化剂具有一个非环状的仲胺和一个叔胺功能团，结构如式（I）所示：，式（I）；本发明催化剂以廉价易得的α‑氨基酸衍生物为原料，经过简单的制备步骤获得新型手性非环仲胺‑叔胺化合物；本发明的氨基酸衍生的手性非环仲胺‑叔胺催化剂可用于催化乙醛与靛红酮间的不对称Aldol反应，还可用于催化乙醛或α‑取代醛与靛红酮亚胺间的不对称Mannich反应；具有高的催化活性和立体选择性，非对映选择性高达20:1，对应选择性高达96%，反应底物范围广，易于推广应用。

技术领域

本发明属于催化剂技术领域，具体涉及氨基酸衍生的一类新型手性非环仲胺-叔胺催化剂及其制备方法和新应用。

背景技术

手性化合物在医药、农药以及功能材料等方面起着重要作用，其社会需求日益增大。不对称催化合成是获得光学活性化合物最经济有效的方法。在不对称催化合成方法学研究中，手性催化剂的设计合成是最为关键的问题，也是国际上最为活跃的研究领域之一。尽管已经有许许多多各种类型的手性催化剂被合成出来，但大多数催化剂的催化效率较低，催化剂用量较大，而且许多催化剂只对特定的反应、甚至特定的底物有效，不具通用性。因此，设计合成具有高活性和高立体选择性的新型手性催化剂，解决现有催化剂不能实现的一些催化反应或者不能达到高效率和高立体选择性问题，仍是一项十分重要并具有挑战性的课题。

在有机不对称催化领域中，手性仲胺化合物是报道最早、应用最广的催化剂之一(Chem.Rev.,2007,107,5471-5569；Angew.Chem.Int.Ed.,2008,47,6138–6171)。早在20世纪70年代，Wiechert研究团队与Hajos研究团队都先后分别公开了利用手性仲胺催化的不对称Hajos-Parrish-Eder-Sauer-Wiecher(HPESW)反应(Angew.Chem.,Int.Ed.,1971,10,496–497；Z.G.Hajos and D.R.Parrish.J.Org.Chem.,1974,39,1615–1621)。其中，环状手性仲胺催化剂——L-脯氨酸是最好的催化剂，而非环状手性仲胺催化剂——N-Me-L-苯丙氨酸的催化活性较高、立体选择性大不如前者。2000年，List和Macmillan两个研究团队先后报道了环状手性仲胺L-脯氨酸和L-苯丙氨酸衍生的咪唑啉酮分别经烯氨、亚胺正离子催化活化作用，实现了高立体选择性的Aldol和Diels-Alder反应(J.Am.Chem.Soc.,2000,122,2395–2396；J.Am.Chem.Soc.,2000,122,4243–4244)。随后，许多脯氨酸衍生的环状手性仲胺、咪唑啉酮类环状手性仲胺以及手性联苯衍生的环状手性仲胺催化剂被先后报道和应用(Acc.Chem.Res.,2012,45,248–264；Chem.Sci.,2013,4,907-915；Angew.Chem.Int.Ed.,2015,54,13860–13874；Catal.Sci.Technol.,2018,8,955–969；ACSCatal.,2018,8,5466e5484；Chem.Soc.Rev.,2017,46,1080–1102；Aldrichimica Acta,2006,39,79-87)。对于环状手性仲胺催化剂的快速发展，这主要是得归因于环状结构可增加胺的亲核性[Tetrahedron,1982,38,1975-2050；TheChemistry of Enamines(Ed.:Z.Rappaport),Wiley:New York,1994.]，同时可以限制化学键的旋转，有利于手性控制。