[发明专利]一种手性磺酰胺脯氨酸类双官能催化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种新型手性磺酰胺类双官能催化剂及其制备方法和应用。所述催化剂包括化合物A或化合物B，所述化合物A的分子结构如式(Ⅰ)所示，所述化合物B的分子结构如式(Ⅱ)所示：其中，R₁取代基为羟基或硅烷基；R₂取代基为氢或烷基；Tf表示三氟甲基磺酰基。本发明的磺酰胺类双官能团催化剂具有高光学纯度，该催化剂属于双官能催化剂，能够有效催化不对称羟醛反应，该类催化剂介导的不对称催化方法，反应条件温和，产率高，操作步骤简单，安全可靠，绿色环保，产率高达99％，非对映异构体和对映异构体的选择性高达99％。

技术领域

本发明属于合成化学和催化化学技术领域，更具体地，涉及一种手性磺酰胺脯氨酸类双官能催化剂及其制备方法和在不对称催化反应中的应用。

背景技术

手性催化剂通过新颖不对称催化新方法创造新物质，可以广泛推动生物医药，食品香料，精细化工，能源以及功能材料领域的进步。在各种构建复杂分子的方法中，高效高选择性的构建手性C-C键是其中的关键和难点，是有机化学家关注的焦点。传统的过渡金属催化剂构建手性C-C键来合成手性功能分子尤其是手性药物，往往会出现有毒过渡金属残留的问题。脯氨酸是具有代表性的一种双功能催化剂，能够有效地完成多种不对称催化反应类型，如：羟醛缩合反应、迈克尔加成反应、曼尼希反应等。然而由于脯氨酸介导的不对称催化的反应中，脯氨酸的用量大且存在着反应副产物较多，反应效率较低，反应时间长，对映体选择性差等缺点。为了解决这些问题，多种脯氨酸类催化剂被陆续开发，其中一部分的脯氨酸类催化剂展示出较好的选择性以及反应活性。然而，催化剂的合成路线较长，难以通过手性拆分获得光学纯催化剂等弊端难以实现产业化。

发明内容

为了克服现有技术的不足和缺陷，本发明的首要目的提供了一种手性磺酰胺脯氨酸类双官能催化剂。该催化剂能够通过利用反式-L-4-羟基脯氨酸为原料，通过简洁地合成步骤，无需手性拆分，合成得到一类较高光学纯度的手性催化剂 (ee％99.9％)。该类催化剂易于再生和重复利用，催化效率较高。对于传统有毒过度金属催化来说，基于该类新型催化剂的催化体系，绿色环保，反应条件温和，有利于工业化生产。并且该催化剂具有较高催化活性和良好的选择性。

本发明的另一目的在于提供上述手性磺酰胺脯氨酸类双官能团催化剂的制备方法。该方法反应条件温和，操作简单，对环境友好等多个优点，能够高效的合成出手性的双官能催化剂。

本发明的再一目的在于提供上述手性磺酰胺脯氨酸类双官能团催化剂的应用。

上述目的通过以下技术方案予以实现：

一种手性磺酰胺脯氨酸类双官能催化剂，所述催化剂包括化合物A或化合物B，所述化合物A的分子结构如式(Ⅰ)所示，所述化合物B的分子结构如式(Ⅱ)所示：

其中，R₁取代基为羟基或硅烷基；R₂取代基为氢或烷基；Tf表示三氟甲基磺酰基。

优选地，所述硅烷基为三异丙基硅烷、叔丁基二甲基硅烷或叔丁基二苯基硅烷；所述烷基为甲基、乙基或正丁基。

更为优选地，所述催化剂的分子结构为：

所述的手性磺酰胺脯氨酸类双官能催化剂的制备方法，包括如下具体步骤：

S1.将反式-L-4-羟基脯氨酸和叔丁基二甲基氯硅烷溶于乙腈中，在-20～0℃搅拌反应10～30min，加入缚酸剂1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯，常温中搅拌 24～72h，得到(2S，4R)-4-((叔丁基二甲基甲硅烷基)氧基)吡咯烷-2-羧酸；