[发明专利]手性胺－(硫)脲双功能催化剂及其合成方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于有机化学领域，具体涉及一种新型手性胺-(硫)脲双功能催化剂及其合成方法和在不对称催化反应中的应用。

背景技术

自1998年Jacobsen小组首次报道了手性硫脲催化的不对称Strecker反应以来(J.Am.Chem.Soc.2000，122，2395)，手性(硫)脲衍生物凭借其高效的催化活性和广泛的适用范围等优点，近年来引起了化学家极大的研究兴趣。手性(硫)脲具有弱的酸性，可通过氢键稳定反应过渡态，从而促进反应的进行。2003年，Takemoto小组在手性(硫)脲分子中引入Lewis碱性基团，开发出一种以环己二胺衍生的手性叔胺-(硫)脲双功能催化剂1(J.Am.Chem.Soc.2003，125，12672)，该催化剂可同时活化亲核与亲电试剂，更有效地进行立体控制，在不对称Mannich反应、Michael加成、Baylis-Hillman反应等许多有机反应中表现出了高效的手性诱导能力。此后，人们又相继开发出以手性金鸡纳碱和手性联萘衍生的同类催化剂2和3(Org.Lett.2005，7，1967；Org.Lett.2005，7，4293)，均取得了很好的催化效果。

手性胺-(硫)脲双功能催化剂已经越来越多地应用于不对称反应中，但是到目前为止，所报道的此类催化剂仍非常有限，而且有些催化剂合成繁琐、反应条件苛刻、成本较高，难以在工业上应用，因此开发一类低成本、易合成、高效的新型手性胺-(硫)脲双功能催化剂，是目前该领域研究的核心内容。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种新型的手性胺-(硫)脲双功能催化剂，具有低成本、高效的特点。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种上述手性胺-(硫)脲双功能催化剂的合成方法。

本发明所要解决的再一技术问题在于提供上述手性胺-(硫)脲双功能催化剂在不对称反应中的应用。

本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种手性胺-(硫)脲双功能催化剂，催化剂具有如下结构式：

式中，R¹为氢、硝基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、氰基、卤素或C₁～C₄的烷氧基；

R²、R³为氢、C₁～C₆直链或支链的烷基、C₃～C₈环烷基、C₂～C₆烯基、C₂～C₆炔基、芳烷基或芳烯基；

R⁴为C₁～C₄烷基硅基、芳基硅基、芳烷基硅基、C₁～C₆烷基、取代的烷基、芳烷基、C₂～C₆烯基或C₂～C₆炔基；

R⁵为C₃～C₈环烷基、C₁～C₆烷基亚磺酰基、杂环基、芳香基或R⁶或/和R⁷取代的芳香基，其中，所述的R⁶或R⁷取代基为全氟C₁～C₄的烷基、C₁～C₄的烷氧基、卤素、硝基、烷基酰基、烷基磺酰基或烷基亚磺酰基；

X为硫或氧。

本发明的手性胺-(硫)脲双功能催化剂，典型地包括下述结构式的化合物，但不限于此。

针对上述手性胺-(硫)脲双功能催化剂的合成方法，依序包括下述步骤：

(1)以苏式氨基丙二醇(S，S)-1或(R，R)-1作为手性源，经Leuckart-Wallach反应得到苏式化合物(S，S)-2或(R，R)-2，反应式为：

或，

式中，R¹为氢、硝基、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、氰基、卤素或C₁～C₄的烷氧基；