磷中心手性Trost配体的设计、合成与应用

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:znaddh
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由于手性在磷原子上,所以磷中心手性配体的手性位点更接近于金属催化剂的活性中心,从而具有更强的手性诱导能力。而拥有两个碳中心手性的Trost配体作为一种优秀的手性配体,在钯催化的不对称烯丙基烷基化反应中展现出优异的催化活性和对映选择性。因此,设计空间和电子效应不同的具有碳中心和磷中心手性的多手性中心位点的Trost配体,有望构筑更高效的手性微环境,可能在不对称催化反应中表现出更为出色的催化活性和对映选择性。然而,截至目前,关于磷中心手性Trost配体的报道非常少,其主要原因之一是由于缺乏通用制备方法以及磷中心手性的不稳定性所致。本论文首先以手性环己二胺为骨架,设计合成了 一系列磷原子上具有不同取代基的多种构型的磷中心手性Trost配体的硼烷加合物,进而利用脱除硼烷保护基的磷中心手性配体对苯乙酮类化合物的不对称氢化进行了探索,总结如下:(1)利用多步反应制备磷原子上具有不同取代基的磷中心手性Trost配体硼烷加合物。以叔丁基二氯化膦为起始原料,借助(-)-氯甲酸龙脑酯/(-)-薄荷醇手性辅助试剂,经多步反应分别制备了(Rp)-2-(甲基(叔丁基)膦基)苯甲酸硼烷加合物5和(Sp)-2-(叔丁基(2-甲氧苯基)膦基)苯甲酸硼烷加合物11,然后经过与(1R,2R)-1,2-环己二胺或(1S,2S)-1,2-环己二胺的酰胺化缩合,得到(C*,C*,Rp,Rp)-7和(C*,C*,Sp,Sp)-13磷中心手性Trost配体硼烷加合物。利用高分辨质谱、核磁共振和单晶衍射等手段对相应的磷中心手性硼烷加合物进行表征。(2)发展了一种简洁高效制备和分离多种构型磷中心手性Trost配体硼烷加合物的新方法。利用(1R,2R)-1,2-环己二胺或(1S,2S)-1,2-环己二胺直接与外消旋2-(甲基(叔丁基)膦基)苯甲酸硼烷加合物5或外消旋2-(叔丁基(2-甲氧苯基)膦基)苯甲酸硼烷加合物11经过一步酰胺化反应,可以分别合成极性不同构型不同的磷中心手性Trost配体硼烷加合物(C*,C*,Rp,Rp),(C*,C*,Rp,Sp)和(C*,C*,Sp,Sp)的非对映异构体混合物,并通过简单的柱层析分离可以得到各种构型的磷中心手性Trost配体硼烷加合物(分离产率比约为1:2:1)。通过高分辨质谱、核磁共振和比旋光分析,以及与构型明确的(C*,C*,Rp,Rp)-7和(C*,C*,Sp,Sp)-13硼烷加合物表征数据对比,明确了这些磷中心手性Trost配体硼烷加合物各自相应的构型。(3)探索了磷中心手性Trost配体在钌催化苯乙酮类化合物不对称氢化中的应用。利用(C*,C*,Rp,Rp)-7和(C*,C*,Sp,Sp)-13硼烷加合物脱除硼烷保护基得到的(C*,C*,Rp,Rp)-L1和(C*,C*,Sp,Sp)-L2,与二价钌化合物组成的催化体系用于苯乙酮等简单酮的不对称氢化反应。通过对反应底物适应性和官能团兼容性的考察发现,[Ru(C6H6)2Cl2]2-(Rc,Rc,Rp,Rp)-L1/tBuOK催化体系,能够对含有各种取代基的烷基芳基酮、部分二芳基酮以及二烷基酮等简单酮进行不对称氢化,分别以70%-98%的优异产率和22%-90%的中等对映选择性得到相应的不对称氢化产物。此外,还揭示了在苯乙酮不对称氢化过程中,手性配体中的碳中心手性和磷中心手性的手性匹配现象。
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