[发明专利]一种铁络合物催化剂催化烯烃的不对称氢化反应制备手性烷基化合物的方法

说明书

本发明公开了一种铁络合物催化剂催化烯烃的不对称氢化反应制备手性烷基化合物的方法：以式I所示的二取代烯烃为原料，以常压氢气作为氢源，FeX₂‑8‑OIQ络合物为催化剂，以硅烷类化合物、乙腈为助催化剂，在还原剂的作用下，反应12‑24小时制得式II所示的手性烷基化合物。本发明方法反应条件温和，操作简便，原子经济性高。另外，反应无需其他任何的有毒过渡金属(如钌、铑、钯等)盐类的加入，在药物和材料合成上具有较大的实际应用价值。且反应的转化率也较好，一般均可达到99％，对映体选择性也较高，一般为70％～99％。

技术领域

本方法涉及一种亚胺喹啉噁唑啉(8-OIQ)铁络合物催化剂催化的1，1-二取代烯烃的不对称氢化反应来制备手性烷基化合物的方法，尤其是通过该方法可以经简单的反应制备具有光学活性的手性药物分子中间体。

背景技术

手性是自然界的一种基本属性，“沙利度胺事件”使人们逐渐认识到了手性的重要性。烯烃的不对称催化氢化反应由于具有原子经济性，操作简单，反应活性高，环境友好等优点，是最有效的获得手性化合物的方法之一，在手性药物、天然产物的合成、农药分子的工业化生产中已有广泛的应用。Knowles和Noyori等人也因此于2001年分享了诺贝尔化学奖。[a)Knowles，W.S.Angew.Chem.Int.Ed.2002，41，1998；b)Noyori，R.Angew.Chem.Int.Ed.2002，41，2008.]

烯烃不对称氢化反应的核心是金属与手性配体，其中，贵金属以铑钌铱等占主导地位，手性配体以DIPAMA双膦配体、BINAP双膦配体、Duphos双膦配体、手性螺环类氮磷配体、膦氧噁唑啉配体等双齿含膦配体为主[a)Knowles，W.S.；Sabacaky，M.J.；etal.J.Am.Chem.Soc.1975，97，2567；b)Miyashita，A.；Yasuda，A.；Takaya，A.；etal.J.Am.Chem.Soc.1980，102，7932；c)Noyori，R.；Ohta，M.，Hsiao，Y.；etal.J.Am.Chem.Soc.1986，108，7117；d)Burk，M.J.Acc.Chem.Res.2000，33，363；e)Xie，J.H.；Wang，L.X.；Fu，Y.；et al.J.Am.Chem.Soc.2003，125，4404；f)Tolstoy，P.；Engman，M.；Paptchikhine，A.；Bergquist，J.；Church，T.L.；Leung，A.W.-M.；Andersson，P.G.；J.Am.Chem.Soc.2009，131，8855.；g)Kaiser，S.；Smidt，S.P.；Pfaltz，A.Angew.Chem.Int.Ed.2006，45，5194.；h)Biosca，M.；Magre，M.；Pàmies，O.；Diéguez，M.；ACS Catal.2018，8，10316.；i)Perry，M.C.；Cui，X.H.；Powell，M.T.；Hou，D.-R.；Reibenspies，J.H.；Burgess，K.J.Am.Chem.Soc.2003，125，113.]。然而由于贵金属具有储量稀少，价格昂贵，具有较高的毒性等特点，因此发展地球丰产金属及其催化剂来替代贵金属近年来受到越来越多的关注。地球丰产金属具有廉价易得，储量丰富，对环境友好等优点，其中金属铁在地壳中是储量第二大金属元素，廉价金属铁具有良好的生物兼容性，比如人体内的血红蛋白中就含有金属铁来负责人体内的氧气的传输作用。因此发展廉价金属铁及其催化剂用于烯烃的不对称氢化反应具有重要价值。但是，目前已报道的铁催化的烯烃的氢化反应均为外消旋化反应。[a)Bart，S.C.；Lobkovsky，E.；Chirik，P.J.J.Am.Chem.Soc.2004，126，13794-13807；b)Hoyt，J.M.；Shevlin，M.；Margulieux，G.W.；Krska，S.W.；Tudge，M.T.；Chirik，P.J.Organometallics 2014，33，5781-5790.c)Chirik，P.J.Acc.Chem.Res.2015，48，1687.d)Guo，N.；Hu，M.-Y.；Feng，Y.；Zhu，S.-F.Org.Chem.Front.，2015，2，692-696；e)Frank，D.J.；Guiet，L.；A.；Murphy，E.；Thomas，S.P.RSC Adv.2013，3，25698.f)E.J.Daida and J.C.Peters，Inorg.Chem.，2004，43，7474.g)Sunada，Y.；Ogushi，H.；Yamamoto，T.；Uto，S.；Sawano，M.；Tahara，A.；Tanaka，H.；Shiota，Y.；Yoshizawa，K.；Nagashima，H.J.Am.Chem.Soc.，2018，140，4119-4134.]。根据文献调研与资料的查询，铁催化的烯烃的不对称氢化反应具有以下挑战性。第一，金属铁具有多变的价态(-2to+5价)，设计合适的配体稳定铁的金属价态具有挑战性。第二，铁与配体配位后，在活化试剂作用下，金属容易与配体发生解离，导致烯烃的氢化发生背景反应，得到外消旋化产物。[Hoyt，J.M.；Shevlin，M.；Margulieux，G.W.；Krska，S.W.；Tudge，M.T.；Chirik，P.J.Organometallics 2014，33，5781.]