[发明专利]氮杂环卡宾-硫脲双功能团催化剂及其制备方法和应用

说明书

本申请公开一种氮杂环卡宾‑硫脲双功能团催化剂，该氮杂环卡宾‑硫脲双功能团催化剂的结构通式如式I所示，式I中的Arsupgt;1/supgt;和Arsupgt;2/supgt;分别独立选自芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基中的任意一种。该氮杂环卡宾催化剂是在氮杂环卡宾骨架的基础上引入另一活性位点硫脲基团，可以形成多种双功能硫脲氮杂环卡宾催化剂，该氮杂环卡宾‑硫脲双功能团催化剂在催化不对称硒杂迈克尔反应具有很好的催化活性，因此在有机不对称催化领域具有很好的应用。

技术领域

本申请属于催化材料技术领域，具体涉及一种氮杂环卡宾-硫脲双功能团催化剂及其制备方法和应用。

背景技术

具有双功能团双催化位点的催化剂常被设计并成功应在有机不对称催化中。其中，含有硫脲基团的手性催化剂是应用最广泛的双官能团催化剂，由于其结构中的硫脲基团与底物可以形成非共价键，从而产生良好的催化活性和立体旋转性。譬如奎宁硫脲催化剂。

氮杂环卡宾(N-Heterocyclic Carbenes,NHCs)是一类重要的有机小分子催化剂。其中手性氨基茚醇骨架衍生的氮杂环卡宾催化剂在Rovis教授报道后，近些年来如雨后春笋般的快速发展，被广泛应用到共价以及非共价不对称催化领域。而目前双功能团氮杂环卡宾催化剂主要应用在共价催化领域中，因此需要研制新型的双功能团氮杂环卡宾催化剂，使其应用于非共价催化领域。

发明内容

本申请的目的在于提供一种氮杂环卡宾-硫脲双功能团催化剂及其制备方法和应用，旨在解决现有双功能团氮杂环卡宾在非共价领域不对称催化应用有限的技术问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种氮杂环卡宾-硫脲双功能团催化剂，所述氮杂环卡宾-硫脲双功能团催化剂的结构通式如下式I所示：

其中，所述式I中的Ar1和Ar2分别独立选自芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基中的任意一种。

本申请提供的氮杂环卡宾-硫脲双功能团催化剂的有益效果在于：本申请在氨基茚醇衍生的氮杂环卡宾骨架的基础上引入另一活性位点硫脲基团，并且通过对式I中的Ar¹和Ar²进行芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基的多种基团的选择，可以形成多种类的氮杂环卡宾-硫脲双功能团催化剂，该氮杂环卡宾催化剂在非共价催化不对称硒杂迈克尔反应具有很好的催化活性，因此在有机不对称催化领域具有很好的应用。

第二方面，本申请提供一种氮杂环卡宾-硫脲双功能团催化剂的制备方法，包括如下步骤：

将式II所示的化合物经过硝化反应进行反应得到式III所示的化合物；

将式III所示的化合物与三甲基氧鎓四氟硼酸盐、Ar²NHNH₂、原甲酸三乙酯反应，得到式IV所示的化合物；

将式IV所示的化合物进行还原氢化反应，得到式V所示的化合物；

将式V所示的化合物与异硫氰酸酯Ar¹NCS反应，得到式I所示的氮杂环卡宾-硫脲双功能团催化剂；

其中，上述化合物的结构式如下：

Ar₁和Ar₂分别独立选自芳基、取代的芳基、杂芳基和取代的杂芳基中的任意一种。

本申请提供的氮杂环卡宾-硫脲双功能团的制备方法的有益效果在于：该制备方法具有原料易得，成本低，操作方便，反应条件温和易于控制的优点，而且可以制备成双功能硫脲氮杂环卡宾催化剂，在非共价催化不对称硒杂迈克尔反应具有很好的催化活性，其在有机不对称催化领域具有很好的应用。