[发明专利]一类单手性中心催化剂及其制备和催化合成手性醇类化合物和手性α-烯丙醇的方法

说明书

本发明涉及一类单手性中心催化剂及其制备和催化合成手性醇类化合物和手性α‑烯丙醇的方法。上述单手性中心催化剂具有如下通式所示的结构：式中，Z为‑S‑、‑N＝CH‑或‑CH＝CH‑。上述催化剂采用非手性的双磷配体同时保留并调整双胺配体的手性元素使其能够单独控制催化不对称反应的手性，大大降低了手性催化剂合成的难度和成本，且该催化剂能够用于催化芳基‑芳基取代、杂环芳香‑芳基取代、杂环芳基‑杂环芳基取代的酮类化合物不对称转移氢化，制备手性二级醇类化合物以及实现消旋α‑烯丙醇类化合物动力学拆分。

技术领域

本发明涉及有机合成领域，特别是涉及一类单手性中心催化剂及其制备和催化合成手性醇类化合物和手性α-烯丙醇的方法。

背景技术

手性化合物在医药及材料合成工业中占有举足轻重的地位，尤其是在医药领域，近半数的药物具有手性，开发的新药中2/3以上是手性药物。手性二级醇是最重要的一类手性化合物，也是合成众多其它手性化合物的关键中间体，在学术界和工业界均具有广泛的应用价值，特别是两个取代基的位阻与电性类似的二级醇，如芳基-芳基取代、杂环芳香-芳基取代、杂环芳基-杂环芳基取代的手性二级醇化合物，在新医药领域具有重要的应用。尽管化学家发展了各种不对称合成这类化合物的方法，但是，经直接不对称氢化还原相应羰基化合物、高立体选择性制备此类手性二级醇仍是一个巨大挑战，成功的案例依然十分罕见。因此，发展不对称氢化还原酮羰基化合物制备取代基位阻与电性均类似的手性二级醇，并能保证普适性和生产效率，具有非常重要的意义。

不对称氢化还原羰基化合物制备手性二级醇是最简洁和原子经济性的方法，其包含两种途径，一种是高压加氢不对称还原，另一种是转移氢化不对称还原。Noyori所发展的手性双膦/双胺-钌(Ru)催化体系是最成熟高效的不对称催化体系之一，这类氢化体系是通过一个out-sphere反应机制，即催化剂与底物间的相互作用以及金属与羰基的非直接络合，并且氢原子的转移遵循六元环的过渡态。该催化体系中当催化剂中三个手性元素相互匹配，即双膦配体中的轴手性与双胺配体中的两个点手性中心相互匹配，生成的二级醇化合物才可以获得高ee值；当三个手性元素相互不匹配，或者催化剂中缺少其中1至2个手性控制元素，产物的ee值大幅度降低。此外，该催化体系虽然高效，但所必须的手性双膦/双胺配体，合成价格昂贵，制备难度较大，是催化剂优化和改进的重大障碍。

手性烯丙醇化合物同样是非常重要的药物中间体，被广泛地用于生物活性的抗生素和生物碱等的合成中，同时它可以广泛地用作合成砌块，例如基于手性烯丙醇的光学纯羟基四氢吡喃类化合物是许多天然产物如海兔毒素、阿维菌素、拉春库林等的组成部分，并对这些天然产物的活性起着重要的作用。目前手性烯丙醇的合成主要分为有两种方式：对消旋体烯丙醇的动力学拆分和直接不对称合成。对于化学不对称催化合成通常由醛与手性助剂立体选择性合成，需要昂贵的金属与手性助剂的参与，具有比较大的局限性与比较高的成本；而利用酶催化来进行动力学拆分消旋烯丙醇是一种常用方法，利用反应试剂与醇羟基发生反应速率的不同，从而实现消旋烯丙醇的动力学拆分，酶催化动力学拆分制备手性烯丙醇通常活性较高，立体专一选择性较强，但底物范围限制较大，底物的普适性较低。因此，进一步深入研究通过非酶催化方法从而实现动力学拆分获取手性烯丙醇具有非常重大的意义。

发明内容

基于此，本发明提供了一类单手性中心催化剂，该催化剂采大大降低了手性催化剂合成的难度和成本，且该催化剂能够用于催化芳基-芳基取代、杂环芳香-芳基取代、杂环芳基-杂环芳基取代等的酮类化合物不对称转移氢化，制备手性二级醇类化合物，同时该催化剂还能够实现消旋α-烯丙醇类化合物的动力学拆分。

一类单手性中心催化剂，所述催化剂具有如下结构通式：

式中，Z为-S-、-N＝CH-或-CH＝CH-；

多个R¹分别独立地选自芳香族基团和取代芳香族基团中的一种；