[发明专利]一种氧杂螺环PNN类型配体的合成与应用

说明书

本发明专利属于手性合成领域，具体提供了一类新型氧杂螺环PNN配体的合成。该配体从氧杂螺环二酚出发经过三氟甲磺酰化、钯催化二芳基氧膦偶联、三氯硅氢还原、钯催化插羰酯化、水解、氨化、还原氨化等步骤合成得到。该氧杂螺环化合物具有中心手性，因此，有左旋氧杂螺环PNN配体和右旋氧杂螺环PNN配体，消旋的氧杂螺环PNN配体可以通过消旋的氧杂螺环二酚为原料合成得到。本发明中的PNN配体可以作为手性配体用于酮和内酯的不对称氢化。其与铱的络合物在简单酮和内酯的不对称氢化中可以分别得到大于98％和99％的对映选择性。

技术领域

本发明涉及一种新型氧杂螺环双膦配体的合成。该化合物可以作为手性配体应用于不对称催化反应中，在不对称催化领域具有很高的潜在应用价值，属于不对称催化领域。

背景技术

1987年，Noyori用BINAP/Ru(OCOCH3)2/HCl引发了对官能化酮不对称氢化的革命，其后，他发展的手性双膦/钌/双胺催化剂将底物范围拓展到了非官能化酮((a)NoyoriR.etal.J.Am.Chem.Soc.1987,109,5856；(b)OhkumaT.et al.J.Am.Chem.Soc.1995,117,2675)。但是，其催化体系还有很多缺陷，比如说某些官能化酮可以取代双胺配体安耐吉使催化体系失去活性，致使底物范围受限；再比如说手性双膦配体和手性双胺配体的立体效应必须精确匹配才能取得很高的对映选择性的结果。所以合成一种既带有手性膦/胺配体特征，结构又可以简单的配体是潜力巨大的一个研究发展方向。

现在大部分的催化氢化优势配体是轴手性双齿配体，但三齿配体理论上可以形成更精准更稳定的手性立体结构。因此，轴手性sp³P/sp³N/sp²N线性三齿形式配体潜力巨大。2011年，周其林教授设计并合成了SpiroPAP配体，其在α，β-不饱和酮和简单芳基烷基酮的催化上取得了不错的成果(XieJ.；Liu X.；Xie J.；Wang L.；ZhouQ.Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,7329)。2013年，Yamamura设计了binan-Py-PPh₂，完成了对叔烷基底物的攻克(Yamamura T.；Nakatsuka H.；Tanaka S.；KitamuraM.Angew.Chem.Int.Ed.2013,52,9313)。2016年，张绪穆教授成功完成了f-amphox配体，其合成更加简单，催化剂转换数更高(Wu W.；Liu S.；Duan M.；Tan X.；Chen C.；Xie Y.；Lan Y.；Dong X.；ZhangX.Organic Letters,2016,18,2938)。

这种配体现在面临的难题是其在八面体金属/配体几何模型中有facial和meridional两种构象异构，fac类型可以进行分子间催化氢化，mer类型可以进行分子内催化氢化，所以具有单一的构象才能实现高效不对称催化氢化，形成单一的构象的解决办法有两种：放弃其线性结构或者增加结构的刚性(YamamuraT.；NakaneS.；NomuraY.；TanakaS.；Kitamura M.，Tetrahedron,2016,72,3781-3789)。此次研发的催化剂与之前的催化剂相比，具有刚性更大，合成步骤更简单的优势，所以具有非常大的研究与应用价值。

发明内容

鉴于现有技术需要改善的问题，本发明提供了一种氧杂螺环PNN类型配体，具有以下通式(I)的结构：

通式(I)中：

R¹、R²独立为烷基、烷氧基、芳基、芳氧基或者氢原子，R¹、R²、R³和R⁴可成环或不成环；R⁵、R⁶独立为烷基、芳基或者氢原子；R⁷、R⁸为烷基、苄基或者芳基。