[发明专利]1-磷杂降冰片烯类手性膦催化剂、其合成方法及应用

说明书

本发明公开了1‑磷杂降冰片烯类手性膦催化剂、其合成方法及应用。所述催化剂的结构如下式III和III’所示：；式中，Ar为苯基、取代苯基、萘基、取代萘基；优选的，Ar为苯基、单取代苯基、萘基；更优选的，Ar为苯基、4‑单取代苯基、2‑萘基；更进一步优选的，Ar为苯基、4‑甲基苯基、4‑甲氧基苯基、4‑苄基苯基、4‑叔丁基苯基、4‑叔丁氧基苯基苯基、2‑萘基。本发明提供的催化剂作为一类结构新颖的手性膦催化剂，通过刚性骨架的引入，形成三个完全束缚的P‑C键，成功的解决了磷手性中心易于消旋化的科学难题，此类磷手性催化剂能够广泛的应用到手性膦催化的不对称环化等不对称反应中，具有广阔的商业应用前景。

技术领域

本发明涉及本发明属于有机化学合成领域，具体涉及一种在手性膦催化的不对称合成领域应用的1-磷杂降冰片烯类有机膦催化剂、其合成方法及应用。

背景技术

在不对称催化领域，手性有机膦化物是重要有机催化剂。由于拥有一对孤对电子，三价磷化物可以直接作为亲核催化剂，进攻缺电子烯烃生成碳负离子中间体，进而催化化学反应。在手性膦催化剂的发展过程中，化学家往往把关注点放在了对于手性骨架的选择上，对于具有磷手性中心亲核膦催化剂的合成关注较少。磷本身的性质导致了磷手性中心难以合成而且高温下易于外消旋化，所以造成磷手性中心配体的研究非常少。然而有机膦小分子催化反应中反应的活性和对映选择性往往依赖于有机膦催化剂的电性、酸碱性和位阻，因此有机催化剂的微小变化常常能够影响催化反应的决速步骤。磷手性中心催化剂可以通过改变磷原子上取代基来改变催化剂的电子效应和位阻。并且这类催化剂的手性位点直接与反应底物相连，这就增加了手性诱导和传递的可能性。磷手性中心催化剂的这些优势促使化学家努力设计合成新型的磷手性催化剂，旨在克服制约其发展的其合成步骤繁琐且易于消旋的缺点，设计合成新型的磷手性催化剂。因为磷本身的性质导致了磷手性中心难以合成而且高温下易于外消旋化，所以造成磷手性中心配体的研究非常少。

到目前为止，将磷原子嵌入到刚性骨架中设计出具有磷手性中心手性有机膦催化剂仍然未见报道。

发明内容

针对目前的技术现状，本发明的目的之一在于提供一种1-磷杂降冰片烯类手性膦催化剂。其结构如下式III和III’所示：

式中，Ar为苯基、取代苯基、萘基、取代萘基；优选的，Ar为苯基、单取代苯基、萘基；更优选的，Ar为苯基、4-单取代苯基、2-萘基；更进一步优选的，Ar为苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-苄基苯基、4-叔丁基苯基、4-叔丁氧基苯基苯基、2-萘基。

作为本发明的优选方案，所述1-磷杂降冰片烯类手性膦催化剂的结构如下所示：

本发明的目的之二在于提供所述催化剂的合成方法，所述方法以磷杂环戊二烯类化合物为中间产物，通过H[1,5]迁移和磷杂D-A反应生成1-磷杂降冰片烯类手性膦催化剂；所述反应式如下所示：

式中，Ar为苯基、取代苯基、萘基、取代萘基；优选的，Ar为苯基、单取代苯基、萘基；更优选的，Ar为苯基、4-单取代苯基、2-萘基；更进一步优选的，Ar为苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-苄基苯基、4-叔丁基苯基、4-叔丁氧基苯基苯基、2-萘基。

作为本发明的优选方案，所述反应包括如下步骤：

步骤一)分别取I化合物原料于一定容积的Schlenk瓶中，惰性气体氛围下加入无水有机溶剂，低温下加入芳基格氏试剂，然后在此温度下继续反应至反应完全，淬灭反应，得到相应的产物II-a～II’-g；反应式如下：

步骤二)使用一定容积的Schlenk瓶，惰性气体氛围下，加入加氢试剂，洗涤；然后加入II化合物原料的无水四氢呋喃溶液；搅拌至反应完全，得到III-a～III’-g；其反应式如下所示：