[发明专利]手性单膦配体Yu-Phos及其全构型的制备方法和应用

说明书

本发明公开了一类手性单膦配体Yu‑Phos及其全构型的制备方法和应用，所述配体为化合物1或化合物1的对映体、消旋体和非对映异构体；其中，“*”表示手性中心；n为0～6的整数；本发明还公开了所述配体全构型的制备方法，以化合物和化合物4为原料，通过取代反应、加成反应、缩合反应等步骤制备所述配体；本发明通过使用两种构型的化合物4和不同类型的金属试剂进行加成反应，可得到所述手性单膦配体1(S,R_s)、1(R,R_s)、1(S,S_s)和1(R,S_s)的四种全构型的光学纯。本发明还公开了所述配体在催化烯炔酮分子间不对称环加成反应中的应用，具有较好的反应活性和立体选择性，具有广泛的应用价值。

技术领域

本发明属于有机化学技术领域，涉及新型手性单膦配体及其制备方法和应用。

背景技术

人类对手性化合物的认识最早可以追溯到19世纪中期，1848年法国年轻的化学家兼微生物学家李·巴斯德发现外消旋的酒石酸钾铵水溶液进行缓慢蒸发结晶可以得到两种彼此成镜像的晶型，人类从此揭开了手性化合物研究的大幕。经过不断地研究和探索，科学家们发现在不对称化合物的合成方法中，相对于手性拆分，手性源(如手性辅基)诱导，不对称催化具有非常明显的优势，因为其不需要拆分试剂和复杂的拆分过程，对底物也没有要求，可以利用少量的催化剂就可以高效的完成从外消旋化合物到光学纯化合物的转化。自二十世纪末至今的30多年中，不对称催化领域得到了迅速的发展和壮大。而随着时间的推移，经济、安全、环境友好以及节省资源和能源的化学成为了有机合成领域最新的要求。对此，不对称催化领域的化学家们也在不懈的努力，以期完成“具有100％的选择性和100％的收率且不带有副产物的完美化学反应”。然而这一领域仍然存在着例如三维空间的立体选择性、活性以及产出效率等很多具有挑战性的问题，为了解决这些问题，科学家们从基础研究方面着手，通过理论、概念、方法的创新，从更深层次揭示手性化合物转化过程中的传递、诱导和放大的规律。经过有机化学家们对于不对称催化和手性合成等方面的不懈努力，已经由最初的随机的经验性的探索逐步上升到现在具有科学性理论性指导的、具有良好应用背景和发展前景的科学体系。同时不对称催化和手性科学的迅猛发展也为医药和农药领域的研究和发展提供了科学基础和技术支撑，还对包括材料和信息科学在内的如手性液晶显示、手性传感、手性分离等其他科学领域提供了科学基础和物质支持。2001年威廉·斯坦迪什·诺尔斯、野依良治、巴里·夏普莱斯因在手性催化方面的贡献共享诺贝尔化学奖的殊荣，彰显了这一领域的研究的重要性以及这一领域取得的重大进展。可以说不对称催化反应的发现和发展是20世纪化学界乃至整个自然科学领域取得的最重要的成就之一。

一个分子若与其镜像不重合，就如同右手和左手一样无法重叠，这个分子便拥有手性。分子的手性通常是由不对称碳引起，通常用(DL),(±)和(RS)对其进行识别。手性广泛存在于自然界之中，是宇宙的普遍特性，人类的生命活动都离不开手性。例如作为生命活动重要基础的生物大分子核酸，蛋白质和酶等，几乎都是手性的，这些生物大分子在人体当中大都具有重要生理功能。

一般来说，获得光学纯的手性分子主要有以下几种方法：(1)从天然产物中提取；(2)消旋体的拆分，主要通过化学拆分或酶拆分实现的；(3)手性辅基法；(4)不对称催化合成。野依良治发现了用过渡金属进行对映性催化氛化的新方法，并最终获得了有效的对映体，他的研究被迅速应用于一种治疗帕金森症药物的生产。相对于传统的方法，不对称催化合成具有广阔的发展前景，可以用催化量甚至极少量的催化剂合成光学纯的手性分子，具有潜在的工业应用价值。而手性配体是金属有机催化中催化剂的重要组成部分，是诱导产物具有手性的核心。