[发明专利]膦吡啶噁唑啉化合物、金属络合物、其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种膦吡啶噁唑啉化合物、金属络合物、其制备方法和应用。本发明膦吡啶噁唑啉化合物、其金属络合物的制备方法简单，原料价廉易得，对环境友好，反应条件温和，收率较高，后处理简单，易于规模化。本发明膦吡啶噁唑啉化合物具有手性诱导能力，可以与金属钴或铁络合形成手性的膦吡啶噁唑啉化合物的金属络合物。本发明的金属络合物在α‑烯基硅的不对称氢化反应中，尤其是在α‑硅基苯乙烯类化合物的不对称氢化反应中具有优良的催化活性，对映选择性优秀，而且产率高，反应条件温和。

技术领域

本发明涉及一种膦吡啶噁唑啉化合物、金属络合物、其制备方法和应用。

背景技术

烯烃的不对称催化氢化反应是目前研究最为广泛的反应之一，是合成手性化合物的高效、高原子经济性和环境友好的合成方法，并在医药、农药以及精细化工等工业生产方面得到了广泛应用(Knowles,W.S.Angew.Chem.Int.Ed.2002,41,1998)；(Noyori,R.Angew.Chem.Int.Ed.2002,41,2008)；(Knowles,W.S.；Noyori,R.Acc.Chem.Res.2007,40,1238)；(Johnson,N.B.；Lennon,I.C.；Moran,P.H.；Ramsden,J.A.Acc.Chem.Res.2007,40,1291)；(Shultz,C.S.；Krska,S.W.Acc.Chem.Res.2007,40,1320)。目前该领域的发展主要是基于贵金属的催化体系，例如Ru(Ohta,T.；Ikegami,H.；Miyake,T.；Takaya,H.J.Organomet.Chem.1995,502,169)；(Forman,G.S.；Ohkuma,T.；Hems,W.P.；Noyori,R.Tetrahedron Lett.2000,41,9471)；(Wu,S.；Wang,W.；Tang,W.；Lin,M.；Zhang,X.Org.Lett.2002,4,4495)、Rh(Ojima,I.；Kogure,T.；Yoda,N.J.Org.Chem.1980,45,4728)；(Landis,C.R.；Halpern,J.J.Am.Chem.Soc.1987,109,1746)；(Etayo,P.；Vidal-Ferran,A.Chem.Soc.Rev.2013,42,728)；(Kita,Y.；Hida,S.；Higashihara,K.；Jena,H.S.；Higashida,K.；Mashima,K.Angew.Chem.2016,128,8439)和Ir(Blackmond,D.G.；Lightfoot,A.；Pfaltz,A.；Rosner,T.；Schnider,P.；Zimmermann,N.Chirality 2000,12,442)；(Perry,M.C.；Cui,X.；Powell,M.T.；Hou,D.-R.；Reibenspies,J.H.；Burgess,K.J.Am.Chem.Soc.2003,125,113)；(Pfaltz,A.；Blankenstein,J.；Hilgraf,R.；E.；McIntyre,S.；Menges,F.；M.；Smidt,S.P.；Wüstenberg,B.；Zimmermann,N.Adv.Synth.Catal.2003,345,33)；(Bell,S.；Wüstenberg,B.；Kaiser,S.；Menges,F.；Netscher,T.；Pfaltz,A.Science 2006,311,642)；(K.；Munslow,I.J.；Hedberg,C.；Andersson,P.G.Adv.Synth.Catal.2006,348,2575)；(Roseblade,S.J.；Pfaltz,A.Acc.Chem.Res.2007,40,1402)；(Cheruku,P.；Diesen,J.；Andersson,P.G.J.Am.Chem.Soc.2008,130,5595)；(Church,T.L.；Andersson,P.G.Coord.Chem.Rev.2008,252,513)；(Cheruku,P.；Paptchikhine,A.；Church,T.L.；Andersson,P.G.J.Am.Chem.Soc.2009,131,8285)；(Mazuela,J.；Verendel,J.J.；Coll,M.；B.n.；A.；Andersson,P.G.；Pàmies,O.；Diéguez,M.J.Am.Chem.Soc.2009,131,12344)；(Tolstoy,P.i.；Engman,M.；Paptchikhine,A.；Bergquist,J.；Church,T.L.；Leung,A.W.-M.；Andersson,P.G.J.Am.Chem.Soc.2009,131,8855)；(Church,T.L.；Rasmussen,T.；Andersson,P.G.Organometallics 2010,29,6769)；(Mazuela,J.；Pàmies,O.；Diéguez,M.Adv.Synth.Catal.2013,355,2569)；(Bess,E.N.；Sigman,M.S.Org.Lett.2013,15,646；(o)Magre,M.；Pàmies,O.；Diéguez,M.ACS Catal.2016,6,5186)等。由于贵金属储量有限、价格高以及高毒性等限制，发展廉价金属铁、钴催化的不对称氢化反应越来越受到化学家们的关注(Bullock,R.M.Science 2013,342,1054)；(Chirik,P.J.Acc.Chem.Res.2015,48,1687)。过去几十年中，钴催化烯烃的不对称氢化反应取得了较大发展(Yoshiaki,O.；Seiji,T.；Yukikazu,N.；Juji,Y.Bull.Chem.Soc.Jpn.1981,54,2124)；(Leutenegger,U.；Madin,A.；Pfaltz,A.Angew.Chem.Int.Edit 1989,28,60)；(Monfette,S.；Turner,Z.R.；Semproni,S.P.；Chirik,P.J.J.Am.Chem.Soc.2012,134,4561)；(Friedfeld,M.R.；Shevlin,M.；Hoyt,J.M.；Krska,S.W.；Tudge,M.T.；Chirik,P.J.Science 2013,342,1076)；(Friedfeld,M.R.；Shevlin,M.；Margulieux,G.W.；Campeau,L.C.；Chirik,P.J.J.Am.Chem.Soc.2016,138,3314)；(Chen,J.；Chen,C.；Ji,C.；Lu,Z.Org.Lett.2016,18,1594)；(Corma,A.；Iglesias,M.；del Pino,C.；Sánchez,F.J.Organomet.Chem.1992,431,233)；(Nindakova,L.O.；Shainyan,B.A.；Shmidt,F.K.Russ.J.Org.Chem.2004,40,973).Ohgo等人(Yoshiaki,O.；Seiji,T.；Yukikazu,N.；Juji,Y.Bull.Chem.Soc.Jpn.1981,54,2124)采用丁二酮肟配体骨架的二价钴络合物，以手性奎宁为外源配体，在一个大气压的氢气氛围下，即可催化α,β-不饱和羰基化合物的不对称氢化反应，选择性实现C＝C双键的不对称氢化，但是其对映选择性较低，仅为7-49％ee。基于Ohgo等人的工作基础上，Pfaltz小组(Leutenegger,U.；Madin,A.；Pfaltz,A.Angew.Chem.Int.Edit 1989,28,60)随后利用手性半咕啉钴络合物作为催化剂前体，当量的NaBH₄为还原剂，实现了催化α,β-不饱和酯的高对映选择性不对称氢化反应，最高可达96％ee。Chirik小组(Friedfeld,M.R.；Shevlin,M.；Hoyt,J.M.；Krska,S.W.；Tudge,M.T.；Chirik,P.J.Science 2013,342,1076)使用Co(Ⅱ)烷基化合物作为催化剂前体，(R,R)-QuinoxP*为手性二齿膦配体时，可高活性、高对映选择性催化高度官能团化烯烃(如2-乙酰基丙烯酸甲酯)的不对称氢化反应(93.2％yield,96.4％ee)。另外，作者同样采取了高通量筛选的方法考察了钴催化三取代烯烃的不对称氢化反应，发现利用轴手性双膦配体SL-A109-2和Co(Ⅱ)烷基化合物的催化体系，可实现催化相关三取代烯烃高效且高对映选择性的不对称氢化反应。