[发明专利]一种手性二茂铁磺酸催化剂及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及有机小分子不对称催技术领域，尤其涉及一种手性二茂铁磺酸催化剂及其制备方法与应用。其应用于不对称的Friedel‑Crafts反应中，在温和的条件下取得了较高的收率和ee值。本发明的催化剂具有结构新颖，底物适用范围广，反应收率高，反应条件温和等特点，利于大规模应用。

技术领域

本发明涉及有机小分子不对称催技术领域，尤其涉及一种手性二茂铁磺酸催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

Friedel-Crafts反应是有机化学中形成C-C键的一类非常重要的反应，然而手性磷酸催化的不对称的Friedel-Crafts反应发展相对缓慢。

You课题组，采用手性BINOL磷酸催化剂实现了吲哚与亚胺的不对称Friedel-Crafts反应，其中部分BINOL磷酸催化剂活性较低，对底物的对映选择性影响较大。

Zhou等采用手性BINOL磷酸用于构建具有季碳手性中心的Friedel-Crafts反应，底物吲哚的氢对反应的对映选择性有非常大的影响，一旦氢被取代以后，整个反应将不能进行。

目前，手性磷酸催化剂主要以BINOL手性磷酸催化剂为主，其他类型的催化剂报道相对较少，并且多数采用吲哚为反应底物，具有一定的局限性。

因此，如何提供一种制备方法简单，催化活性高的用于Friedel-Crafts反应的催化剂，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种手性二茂铁磺酸催化剂及其制备方法与应用，以解决现有技术存在的缺陷。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种手性二茂铁磺酸催化剂，具有如下结构：

其中，R为-CF₃、-OMe、-t-Bu、-F中的一种。

本发明还提供了一种上述手性二茂铁磺酸催化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)R-N,N-二甲基二茂铁乙胺、无水正己烷、叔丁基锂溶液、对甲苯磺酰叠氮混合后反应，经萃取浓缩后得到叠氮化的二茂铁胺衍生物1；

(2)将叠氮化的二茂铁胺衍生物1、无水乙醇、Pd/C混合后，在氢气氛围下进行还原反应，经过滤浓缩后即得到叠氮被还原为氨基的二茂铁胺衍生物2；

(3)将二茂铁胺衍生物2、无水二氯甲烷、R-异硫氰酸酯混合后反应，浓缩过柱得到产物3；

(4)将产物3与醋酐混合后，进行回流反应，反应结束后，冷却过滤，得到黄色固体，将黄色固体与氨的甲醇溶液混合后反应，浓缩过柱，得到产物4；

(5)将产物4、R-(-)-樟脑-10-磺酸、无水甲苯、三氟化硼乙醚混合后，进行回流反应，浓缩过柱后得到手性二茂铁磺酸催化剂。

优选的，所述R-N,N-二甲基二茂铁乙胺、无水正己烷、叔丁基锂溶液、对甲苯磺酰叠氮的摩尔体积比为1.5～2.5mmol：18～22ml：2～3mmol：2～2.5mmol；所述反应是先将R-N,N-二甲基二茂铁乙胺、无水正己烷混合后，降低反应温度至-75～-80℃，再加入叔丁基锂溶液，反应25～35mim，加入对甲苯磺酰叠氮继续反应50～70min，所述叔丁基锂溶液的浓度为1.4～1.8mol/L。

优选的，所述无水乙醇与Pd/C的体积质量比为18～22mL：8～12mg，所述无水乙醇与步骤(1)中的R-N,N-二甲基二茂铁乙胺体积摩尔比为18～22mL：1.5～2.5mmol；所述步骤(2)的反应温度为55～65℃，反应时间为8～12h。