CN1238361C - 螺环双膦配体 - Google Patents
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Abstract
本发明属于手性化合物的合成，具体地讲是一种螺环双膦配体，即化学式(I)的化合物。该化合物以螺环二酚为原料经三氟甲磺酸酐酯化、钯催化与二芳基氧膦偶联、三氯硅烷还原反应合成。该螺环双膦配体中的螺二氢茚结构具有轴向手性，因此有右旋螺环双膦配体和左旋螺环双膦配体，该两个旋光异构体的等量混合物则成为外消旋螺环双膦配体。本发明可作为手性配体用于潜手性酮的不对称催化氢化反应，特别是与之相匹配的手性二胺形成的双膦-双胺-钌络合物对潜手性酮的不对称催化氢化反应具有很高的立体选择性，对映选择性(e.e.值)高达99.5%，同时兼具高反应活性、高转化数(S/C＝100,000)优点。
Description
所属技术领域
本发明属于手性化合物的合成，具体地讲是一种具有C2对称轴的螺环双膦配体的合成，及其钌络合物在潜手性酮的不对称催化氢化方面的应用。
背景技术
对潜手性不饱和底物(烯、酮、亚胺等)的不对称氢化是合成各种手性物质的重要途径。在过渡金属催化的不对称氢化反应中，手性配体对产物的光学纯度起着关键性的作用。在过去的三十多年中，人们对不对称催化反应的研究取得了很大的成就(如：产物的对映体过量可达100％e.e.)，并应用于许多重要药物(如：左旋多巴、萘普生、布洛芬)及天然产物(如：橙花醇等)的工业合成。但仍有不少反应的活性和对映选择性不太理想。因此，设计及开发新的手性配体及其催化剂一直是不对称合成研究的一个重要任务。
目前，如BINAP(Yasuda，A.；Takaya，H.；Miyashita，A.；Toriumi，K.；lto，T.；Souchi，T.；Noyori，R.J.Am.Chem.Soc.1980，102，7932)、DIOP(Kagan，H.B.；Dang，T.P.J.Chem.Soc.，Chem.Commun.1971，481)、DuPHOS(Burk，M.J.；Feaster，J.E.；Harlow，R.L.Organometallics 1990，9，2653)等具有C2对称轴的手性双膦配体已经在工业化的催化氢化中得到应用(Brown，J.M.In ComprehensiveAsymmetric Catalysis；Jacobsen，E.N.，Pfaltz，A.，Yamamoto，H.，Eds.；Springer：Berlin，1999；Vol.1，Chapter 5.1.)。虽然这些配体具有较高的对映选择性，但是它们都有一定的缺点，那就是稳定性差，大多数情况下必须在脱气溶剂及惰气氛围中使用，操作极不方便。
发明内容
本发明的目的在于提供一种螺环双膦配体，它是具有螺环结构的新型双齿膦配体。本发明的螺环双膦配体的钌络合物应用于潜手性酮的不对称催化氢化时，不但具有很高的对映选择性，而且具有很高的转化数(S/C达100,000)和转化频率，稳定性也很好。
本发明是具有以下化学结构通式的化合物：
式中：n＝0～3，R1、R2为H、C1～C6的烷基、烷氧基、芳基(如苯基、取代苯基、杂环芳基、取代杂环芳基等)，R1、R2可以相同，也可不同；R3、R4、R5、R6为H、C1～C6的烷基、烷氧基或芳基(如苯基、取代苯基、杂环芳基、取代杂环芳基等)，或R3～R5、R4～R6为并脂环、并芳环(如并苯环、并取代苯环、并杂芳环、并取代杂芳环等)，R3、R4、R5、R6可以相同，也可不同；R7、R8为C1～C6的烷基或环烷基，或芳基(如苯基、取代苯基、杂环芳基、取代杂环芳基等)等取代基，R7、R8可以相同，也可不同。
本发明的螺环双膦配体可以通过下述的方法进行合成：
以螺环二酚为起始原料，首先在3～10倍量的吡啶存在下，与2～3倍量的三氟甲磺酸酐反应8～20小时，得到双三氟甲磺酸酯，反应温度为0～50℃，反应溶剂为二氯甲烷。在1％～5％醋酸钯和1，4-二苯基膦基丁烷(dppb)催化下，将双三氟甲磺酸酯与2～4倍量的二异丙基乙基胺和二芳基氧膦反应1～20小时，得到单膦取代产物，反应温度50～150℃，反应溶剂为二甲基亚砜。然后在20～50倍量的二异丙基乙基胺存在下用三氯硅烷还原3～8天，得到单膦还原产物，反应温度100～110℃，反应溶剂甲苯。然后重复钯催化与二芳基氧膦偶联和三氯硅烷还原过程，得到螺环双膦配体(1)。
螺环双膦配体中的螺二氢茚结构具有轴向手性，所以有两个旋光异构体，其一为右旋螺环双膦配体，其二为左旋螺环双膦配体，该两个旋光异构体的等量混合物则成为外消旋螺环双膦配体。因此，本发明所说的螺环双膦配体实际上包含外消旋体、右旋体和左旋体。外消旋体、右旋体和左旋体具有相同的化学结构通式，但具有不同的立体结构和旋光性能。
本发明所说的螺环双膦配体是一种用途十分广泛的化合物，其钌络合物用于潜手性酮的催化氢化反应，对映选择性(e.e.值)可达99.5％，催化剂用量为0.001～0.02％，反应温度为0～60℃，氢气压力为10～100大气压，反应时间为1小时～10天，反应溶剂为异丙醇等醇类溶剂，也可以为醇和其它有机溶剂组成的混合溶剂，其反应通式为：
[Ru]中：n＝0～3，R1、R2为H、C1～C6的烷基、烷氧基、芳基(如苯基、取代苯基、杂环芳基、取代杂环芳基等)，R1、R2可以相同，也可不同；R3、R4、R5、R6为H、C1～C6的烷基、烷氧基、芳基(如苯基、取代苯基、杂环芳基、取代杂环芳基等)，或R3～R5、R4～R6为并脂环、并芳环(如并苯环、并取代苯环、并杂芳环、并取代杂芳环等)，R3、R4、R5、R6可以相同，也可不同；R7、R8为C1～C6的烷基或环烷基、芳基(如苯基、取代苯基、杂环芳基、取代杂环芳基等)等取代基，R7、R8可以相同，也可不同；R9、R10、R11为H、C1～C6的烷基、芳基等，R9、R10、R11可以相同，也可以不同。底物中：R12、R13为C1～C6烷基、烯基、芳基(苯基、取代苯基、杂环芳基、取代杂环芳基)等，R12、R13必须不同。
本发明的螺环双膦配体的钌络合物的合成是通过与等量的双胺和钌金属催化剂前体反应1～10小时得到的，反应温度50～160℃，反应溶剂为二甲基甲酰胺。
本发明的螺环双膦配体与相应的手性二胺形成匹配的双膦-双胺-钌络合物，对潜手性酮的不对称催化氢化反应具有较高的立体选择性，对映选择性(e.e.值)高达99.5％，同时兼具高反应活性、高转化数等优点。
具体实施方式
实施例1
(S)-7，7’-二(三氟甲磺酰氧基)-1.1’-螺二氢茚的制备
在250mL反应瓶中加入(S)-螺环二酚(5.0g，19.8mmol)、吡啶(7.0mL，86.7mmol)以及100mL CH2Cl2，在0℃下滴加三氟甲磺酸酐(8.2mL，43.7mmol)，室温搅拌过夜。反应液浓缩后用硅胶柱过滤得(S)-7，7’-二(三氟甲磺酰氧基)-1，1’-螺二氢茚9.9克，收率：97％；白色固体，熔点：62-64℃；[α]D-64(c 0.5 CH2Cl2)。
1H NMR(300MHz，CDCl3)δ2.35(m，4H，CH2)，3.10(m，4H，CH2)，7.15(dd，2H，J＝1.8 and 6.6Hz，Ar-H)，7.26-7.30(m，4H，Ar-H)；13C NMR(75MHz，CDCl3)δ31.1，38.6，59.4，115.9，118.5，120.1，124.4，129.4，138.2，145.8，147.7；IR(KBr)2958，1622，1579，1466，1405，1214，1144，994，934，860，830cm-1；MS(EI)m/z 516(M+)；元素分析(理论值)C19H14F6O6S2：C 43.97(44.19)；H 2.83(2.73)。
实施例2
(S)-7-二苯基膦酰基-7’-三氟甲磺酰氧基-1，1’-螺二氢茚的制备
在100mL反应瓶中加入(S)-7，7’-二(三氟甲磺酰氧基)-1，1’-螺二氢茚(4.0g，7.75mmol)、二苯基氧膦(3.13g，15.5mmol)、醋酸钯(87mg，0.39mmol)、1，4-二苯基膦基丁烷(dppb，166mg，0.39mmol)以及25mL DMSO。搅拌下加入二异丙基乙基胺(4.1g，32mmol)，加热至100℃反应6小时。冷至室温，EtOAc稀释，过滤，滤液脱去溶剂后经硅胶柱柱层析(淋洗液：石油醚/EtOAc＝3/1)得(S)-7-二苯基膦酰基-7’-三氟甲磺酰氧基-1，1’-螺二氢茚4.0克，收率90％；白色固体，熔点：173-175℃；[α]D-74(c 0.5CH2Cl2)。
1H NMR(300MHz，CDCl3)δ2.20-2.39(m，4H CH2)，3.08(m，2H，CH2)，3.23-3.41(m，2H，CH2)，6.21(d，2H，J＝8.1Hz，Ar-H)，7.14-7.20(m，11H，Ar-H)；31PNMR(121MHz，CDCl3)δ31.79(s)；13C NMR(75MHz，CDCl3)δ21.1，30.8，31.8，39.8，40.1，61.8，117.5，123.9，126.1，128.0，128.2，131.3，131.4，131.7，131.8，133.6，140.7，144.8，146.1，149.8；IR(KBr)3061，2943，1462，1439，1415，1398，1209，1142，853cm-1；MS(EI)m/z 569(M+1+)；元素分析(理论值)C30H24F3O4PS：C63.47(63.38)；H4.15(4.25)；S5.45(5.64)。
实施例3
(R)-7-二对甲基苯基膦酰基-7’-三氟甲磺酰氧基-1，1’-螺二氢茚的制备
制备方法与实施例2相同。收率：81％；白色固体，熔点：222-224℃；[α]D+116(c 0.5CH2Cl2)。
1H NMR(300MHz，CDCl3)δ2.18-2.42(s，3H，CH3)，2.32(s，3H，CH3)，2.39(s，3H，CH3)，3.05(m，3H，CH2)，3.21-3.19(m，2H，CH2)，6.24(d，2H，J＝8.1Hz，Ar-H)，7.00-7.10(m，2H，Ar-H)，7.10-7.23(m，10H，Ar-H)，7.20-7.23(m，2H，Ar-H)，7.29(d，2H，Ar-H)；31P NMR(121MHz，CDCl3)δ31.73(s)；13C NMR(121MHz，CDCl3)：δ21.5，30.7，31.8，39.8，40.0，61.9，115.6，117.5，123.7，125.9，126.2，127.5，127.6，127.9，128.2，128.6，128.8，128.9，131.3，131.5，131.7，131.8，132.2，133.2，133.4，133.6，140.9，141.3，144.9，145.9，146.1，149.7，152.9，152.9；IR(KBr)3061，2943，1462，1439，1415，1398，1209，1142，853cm-1；MS(EI)m/z 596(M+)；元素分析(理论值)C32H28F3O4PS：64.16(64.42)；H 4.92(4.73)。
实施例4
(R)-7-二对甲氧基苯基膦酰基-7’-三氟甲磺酰氧基-1，1’-螺二氢茚的制备
制备方法与实施例2相同。收率：90％；白色固体，熔点：150-152℃；[α]D+108(c 0.5CH2Cl2)。
1H NMR(300MHz，CDCl3)δ2.20-2.32(m，3H，CH2)，3.04-3.18(m，3H，CH2)，3.20-3.40(m，2H，CH2)，3.78(s，3H，OCH3)，3.85(s，3H，OCH3)，6.24(d，2H，J＝8.1Hz，Ar-H)，6.80-6.85(m，4H，Ar-H)，6.86-7.00(m，2H，Ar-H)，7.16-7.21(m，4H，Ar-H)，7.21-7.30(m，2H，Ar-H)，7.32(d，1H，J＝7.2Hz，Ar-H)；31P NMR(121MHz，CDCl3)δ31.45(s)；13C NMR(75MHz，CDCl3)δ29.7，30.1，30.8，38.7，38.9，54.2，60.8，112.4，112.6，116.3，118.8，121.1，122.6，124.9，125.1，125.9，126.4，126.9，127.2，127.4，127.8，131.9，132.1，132.4，132.5，139.7，143.8，1.44.8，145.0，148.6，151.7，160.7，160.9；IR(CH2Cl2)3048，2948，1598，1570，1500，1460，1412，1292，1257，1214，1178，1142，1029，931；MS(EI)m/z 628(M+)；HR-MS(FAB)(理论值)C32H28F3O6PS+H+：629.1362(629.1369)。
实施例5
(S)-7-二-(3，5-二甲基)苯基膦酰基-7’-三氟甲磺酰氧基-1，1’-螺二氢茚的制备
制备方法与实施例2相同。收率：92％；白色固体，熔点：183-185℃；[α]D-128(c 0.5CH2Cl2)。
1H NMR(300MHz，CDCl3)δ2.18-2.37(m，3H，CH2)，2.23(s，6H，CH3)，2.25(s，6H，CH3)，2.90-3.18(m，3H，CH2)，3.21-3.42(m，2H，CH2)，6.26(d，1H，J＝8.1Hz，Ar-H)，6.85(d，2H，J＝12Hz，Ar-H)，6.90-7.10(m，6H，Ar-H)，7.10-7.20(m，2H，Ar-H)，7.39(d，1H，J＝7.8Hz，Ar-H)；31P NMR(121MHz，CDCl3)δ31.16(s)；13C NMR(75MHz，CDCl3)δ21.4，21.5，21.7，30.9，32.1，39.8，40.5，62.1，115.8，117.4，120.0，123.8，126.2，126.5，127.7，127.9，129.1，129.2，129.5，129.6，130.3，131.6，133.1，133.30，133.4，133.6，135.3，136.7，137.5，137.7，137.8，137.9，140.7，145.1，145.9，146.1，150.3，153.1；IR(CH2Cl2)3053，2943，1605，1577，1460，1397，1267，1219，1188，1138，983，932，854；HR-MS(FAB)(理论值)C34H32F3O4PS+H+：625.1782(625.1784)。
实施例6
(S)-7-二苯基膦基-7’-三氟甲磺酰氧基-1，1’-螺二氢茚的制备
在100mL反应瓶中加入(S)-7-二苯基膦酰基-7’-三氟甲磺酰氧基-1，1’-螺二氢茚(1.4g，2.5mmol)、二异丙基乙基胺(13.2g，102mmol)以及甲苯50mL，搅拌下加入Cl3SiH(4.0mL，39mmol)，混合物110℃搅拌反应5天。冷至室温，乙醚稀释，过滤，滤液经无水硫酸钠干燥后浓缩，硅胶柱层析(淋洗液：石油醚/EtOAc＝3/1)得(S)-7-二苯基膦基-7’-三氟甲磺酰氧基-1，1’-螺二氢茚1.26克，收率：91％；白色固体，熔点：72-74℃；[α]D-73(c 0.5CH2Cl2)。
1H NMR(300MHz，CDCl3)δ2.26-2.33(m，3H，CH2)，2.54(m，1H，CH2)，3.09(m，4H，CH2)，6.65(d，1H，J＝8.1Hz，Ar-H)，6.90-7.04(m，5H，Ar-H)，7.04-7.28(m，10H，Ar-H)；31P NMR(121MHz，CDCl3)δ-20.54(s)；13C NMR(75MHz，CDCl3)δ29.7，30.3，37.9，39.0，39.1，60.6，114.7，117.3，118.9，123.0，124.5，126.4，126.9，127.1，127.2，127.3，127.7，131.1，131.3，132.1，132.3，132.4，132.7，133.4，134.9，135.1，137.5，137.7，140.9，142.7，142.8，144.5，146.9，151.8；IR(KBr)3072，3057，2948，2848，1614，1578，1462，1435，1415，1398，1214，1141，995，978，929，852，829cm-1；MS(EI)m/z 552(M+)；元素分析(理论值)C30H24F3O4PS：65.20(65.22)；H4.25(4.38)。
实施例7
(R)-7-二对甲基苯基膦基-7’-三氟甲磺酰氧基-1，1’-螺二氢茚的制备
制备方法与实施例6相同。收率：81％；白色固体，熔点：112-114℃；[α]D+66(c 0.5CH2Cl2)。
1H NMR(300MHz，CDCl3)δ2.28(s，3H，CH3)，2.31(s，3H，CH3)，2.25-2.34(m，3H，CH2)，2.42(m，1H，CH2)，3.05(m，4H，CH2)，6.70(d，1H，J＝7.8Hz，Ar-H)，6.88-7.00(m，9H，Ar-H)，7.19-7.25(m，4H，Ar-H)；31P NMR(121MHz，CDCl3)δ-22.26(s)；13C NMR(75MHz，CDCl3)δ21.5，30.9，31.6，39.2，40.0，61.8，116.0，118.6，120.2，124.3，125.6，126.5，127.6，128.6，128.9，129.2，133.2，133.4，133.7，133.9，134.7，135.1，135.3，135.4，138.3，138.4，142.3，144.0，145.8，148.1，152.4，152.7；IR(CH2Cl2)2947，2848，1603，1577，1464，1415，1398，1273，1219，1141，932cm-1；HR-MS(FAB)(理论值)C32H28F3O3PS+H+：581.1530(581.1521)。
实施例8
(R)-7-二对甲氧基苯基膦基-7’-三氟甲磺酰氧基-1，1’-螺二氢茚的制备
制备方法与实施例6相同。收率：75％；无色油状物，室温放置固化；[α]D+72(c0.5CH2Cl2)。
1H NMR(300MHz，CDCl3)δ2.24-2.33(m，3H，CH2)，2.50(m，1H，CH2)，3.04(m，4H，CH2)，3.75(s，3H，OCH3)，3.78(s，3H，OCH3)，6.70-6.78(m，5H，Ar-H)，6.89-7.00(m，5H，Ar-H)，7.17-7.25(m，4H，Ar-H)；31P NMR(121MHz，CDCl3)δ-23.65(s)；13C NMR(75MHz，CDCl3)δ29.6，30.1，30.3，38.0，38.6，54.1，60.5，112.3，112.6，112.8，112.9，114.7，118.9，122.9，124.2，126.1，126.3，127.7，128.4，128.5，132.3，132.6，132.7，133.6，133.9，134.1，140.8，142.6，142.7，144.6，146.8，150.8，151.2，158.6，158.9；IR(CH2Cl2)3053，2968，2935，2846，1595，1569，1496，1462，1413，1283，1243，1219，1178，1140，1030，930，831cm-1；HR-MS(FAB)(理论值)C32H28F3O6PS+H+：629.1362(629.1369)。
实施例9
(S)-7-二-(3，5-二甲基)苯基膦基-7’-三氟甲磺酰氧基-1，1’-螺二氢茚的制备
制备方法与实施例6相同。收率：75％；白色固体，熔点：94-96℃；[α]D-78(c 0.5CH2Cl2)。
1H NMR(300MHz，CDCl3)δ2.17(s，6H，CH3)，2.19(s，6H，CH3)，2.08-2.18(m，3H，CH2)，2.56(m，1H，CH2)，3.08(m，4H，CH2)，6.61-6.70(m，5H，Ar-H)，6.84(s，1H，Ar-H)，6.98(s，1H，Ar-H)，7.00(m，1H，Ar-H)，7.11-7.26(m，4H，Ar-H)；31P NMR(121MHz，CDCl3)δ-20.66(s)；13C NMR(75MHz，CDCl3)δ20.1，20.2，29.6，30.4，37.9，38.9，60.4，114.6，117.1，118.9，122.9，124.1，126.2，127.3，128.7，129.2，129.8，130.0，130.3，130.7，131.8，132.1，133.3，134.4，134.5，136.1，136.2，136.3，137.2，137.3，140.9，142.7，142.4，144.4，146.9，151.2，151.5；IR(CH2Cl2)3053，2951，2854，1601，1579，1462，1415，1398，1267，1215，1142，988，930，853cm-1；MS(EI)m/z608(M+)；元素分析(理论值)C34H32F3O3PS：C 66.87(67.09)；H 5.46(5.30)
实施例10
(S)-7-二苯基膦基-7’-二苯基膦酰基-1，1’-螺二氢茚的制备
制备方法与实施例2相同。收率：92％；白色固体，熔点：80-83℃；[α]D-74(c0.5CH2Cl2)。
1H NMR(300MHz，CDCl3)δ1.80-2.15(m，3H，CH2)，2.59-3.04(m，5H，CH2)，6.84(m，2H，Ar-H)，6.92(m，1H，Ar-H)，7.10-7.23(m，14H，Ar-H)，7.23-7.42(m，9H，Ar-H)；31P NMR(121MHz，CDCl3)δ-17.29(s)，30.99(s)；13C NMR(75MHz，CDCl3)δ30.9，31.0，40.5，64.3，125.1，125.6，125.8，126.3，127.2，127.7，127.8，127.9，128.2，128.3，131.0，131.6，131.7，132.3，132.5，132.9，133.0，133.1，133.2，133.4，134.1，134.4，138.7，143.3，143.4，155.1，157.7，158.1；IR(KBr)3142，3053，2935，1631，1586，1435，1412，1209，1114，744，696cm-1；MS(EI)m/z 604(M+)；MS(FAB)(理论值)C41H34OP2+H+：605.2154(605.2157)。
实施例11
(R)-7-二对甲苯基膦基-7’-二对甲苯基膦酰基-1，1’-螺二氢茚的制备
制备方法与实施例2相同。收率：90％；白色固体，熔点：203-205℃；[α]D+90(c 0.5CH2Cl2)。
1H NMR(300MHz，CDCl3)δ1.80-2.10(m，3H，CH2)，2.27(s，3H，CH3)，2.30(s，3H，CH3)，2.32(s，3H，CH3)，2.35(s，3H，CH3)，2.62-2.80(m，2H，CH2)，2.80-3.05(m，3H，CH2)，6.69(t，2H，J＝6.9Hz，Ar-H)，6.88(d，2H，J＝6.3Hz，Ar-H)，6.90-7.40(m，18H，Ar-H)；31P NMR(121MHz，CDCl3)δ-19.35(s)，30.35(s)；13C NMR(75MHz，CDCl3)δ20.3，20.5，30.0，39.5，39.7，63.3，123.9，124.5，124.6，125.1，126.7，127.5，127.7，127.8，129.4，130.6，130.7，131.3，131.5，131.7，131.9，132.2，132.5，133.0，133.3，134.1，134.3，134.5，134.6，135.7，137.0，140.0，142.4，146.3，154.1，156.6，156.9；IR(CH2Cl2)3053，2935，2874，1604，1498，1413，1269，1196，1190，1018，811cm-1；MS(EI)m/z 660(M+)；元素分析(理论值)C45H42OP2：C 81.86(81.80)；H6.41(6.50)
实施例12
(R)-7-二对甲氧基苯基膦基-7’-二对甲氧基苯基膦酰基-1，1’-螺二氢茚的制备
制备方法与实施例2相同。收率：88％；白色固体，熔点：205-207℃；[α]D+94(c 0.5CH2Cl2)。
1H NMR(300MHz，CDCl3)δ1.80-1.98(m，1H，CH2)，2.00-2.10(m，2H，CH2)，2.65-2.80(m，2H，CH2)，3.73(s.3H，CH3)，3.75(s，3H，CH3)，3.77(s，3H，CH3)，3.79(s，3H，CH3)，6.60-6.66(m，5H，Ar-H)，6.77(d，2H，J＝8.4Hz，Ar-H)，6.86(dd，2H，J＝1.8and 8.7Hz，Ar-H)，6.90(t，1H，J＝5.1Hz，Ar-H)，7.00-7.38(m，12H，Ar-H)；31PNMR(121MHz，CDCl3)δ-21.01(s)，29.80(s)；13C NMR(75MHz，CDCl3)δ30.0，39.3，39.7，54.0，54.1，63.3，108.7，112.3，112.4，112.6，123.8，124.4，124.6，125.1，125.4，126.2，126.6，127.0，127.6，128.4，128.6，129.0，129.2，130.8，131.0，131.3，131.9，132.2，132.3，132.5，133.1，133.2，133.6，133.9，134.4，134.6，142.6，146.0，154.1，156.3，156.7，158.0，158.7，160.6；IR(CH2Cl2)3049，2939，2838，1595，1567，1500，1460，1283，1245，1196，1182，1111，1028，831cm-1；MS(EI)m/z 724(M+)；元素分析(理论值)C45H42O5P2：C 74.52(74.58)；H 5.93(5.84)
实施例13
(S)-7-二-(3，5-二甲基)苯基膦基-7’-二-(3，5-二甲基)苯基膦酰基-1，1’-螺二氢茚的制备
制备方法与实施例2相同。收率：91％；白色固体，熔点：116-118℃；[α]D-42(c 0.5CH2Cl2)。
1H NMR(300MHz，CDCl3)δ1.70(m，2H，CH2)，1.94(m，1H，CH2)，2.20(s，12H，CH3)，2.23(s，6H，CH3)，2.27(s，6H，CH3)，2.49(m，2H，CH2)，2.80(m，1H，CH2)，2.92(m，2H，CH2)，6.56(d，2H，J＝6.6Hz，Ar-H)，6.73(s，1H，Ar-H)，6.85(d，2H，J＝8.1Hz，Ar-H)，6.91(s，1H，Ar-H)，6.95(s，1H，Ar-H)，7.10-7.25(m，10H，Ar-H)，7.38(d，1H，J＝6.6Hz，Ar-H)；31P NMR(121MHz，CDCl3)δ-16.24(s)，31.05(s)；13C NMR(75MHz，CDCl3)δ21.01，21.3，30.7，30.9，39.8，40.1，64.4，132.6，124.9，125.4，125.6，126.1，127.7，128.7，129.4，129.5，130.2，130.4，130.5，130.7，132.1，132.5，132.7，133.0，134.0，135.4，136.2，136.6，137.1，137.6，137.8，138.0，139.1，139.3，142.2，142.3，147.0，154.4，158.0；IR(CH2Cl2)3065，3028，2980，2923，1597，1413，1275，1255，1196，1130，896，851cm-1；HR-MS(FAB)(理论值)C49H50OP2+H+：717.3414(717.3409)。
实施例14
(S)-7，7’-二(二苯基膦基)-1，1’-螺二氢茚的制备
制备方法与实施例6相同。收率：86％；白色固体，熔点：206-208℃；[α]D-81(c 0.5CH2Cl2)。
1H NMR(300MHz CDCl3)δ1.80-2.00(m，4H，CH2)，2.62-2.80(m，2H，CH2)，2.80-2.96(m，2H，CH2)，6.96(m，2H，Ar-H)，7.08-7.30(m，14H，Ar-H)；31P NMR(121MHz，CDCl3)δ-17.26(s)；13C NMR(75MHz，CDCl3)δ30.7，40.1，64.1，125.3，126.9，127.5，127.9，128.2，128.5，133.3，133.4，133.5，134.4，134.5，134.6，138.4，144.5，144.6，154.5，154.7，154.8；IR(KBr)3138，3052，2999，2938，1636，1586，1567，1479，1434，1412，1262，1091，1027cm-1；MS(EI)m/z 588(M+)；元素分析(理论值)C41H34P2：C 83.50(83.65)；H 6.05(5.83)
实施例15
(R)-7，7’-二(二对甲基苯基膦基)-1，1’-螺二氢茚的制备
制备方法与实施例6相同。收率：85％；白色固体，熔点：142-144℃；[α]D+88(c 0.5CH2Cl2)。
1H NMR(300MHz CDCl3)δ1.94(m，4H，CH2)，2.72(m，2H，CH2)，2.79(s，6H，CH3)，2.73(s，6H，CH3)，2.87(m，2H，CH2)，6.80-6.90(m，8H，Ar-H)，6.90-7.10(m，10H，Ar-H)，7.21-7.24(m，4H，Ar-H)；31P NMR(121MHz，CDCl3)δ-19.75(s)；13CNMR(75MHz，CDCl3)δ21.5，21.6，31.0，40.4，64.3，125.3，127.0，128.9，129.2，133.4，133.6，133.8，133.9，134.5，134.6，134.8，135.3，137.4，138.4，144.7，154.7，154.9，155.1；IR(CH2Cl2)2952，2928，2861，1598，1495，1452，1308，1377，1270，1255，1188，1088，1018，809，767cm-1；HR-MS(FAB)(理论值)C45H42P2+H+：645.2839(645.2834)。
实施例16
(R)-7，7’-二(二对甲氧基苯基膦基)-1，1’-螺二氢茚的制备
制备方法与实施例6相同。收率：80％；白色固体，熔点：183-185℃；[α]D+106(c 0.5CH2Cl2)。
1H NMR(300MHz CDCl3)δ1.93(m，4H，CH2)，2.72(m，2H，CH2)，2.85(m，2H，CH2)，3.74(s，3H，CH3)，3.76(s，3H，CH3)，3.78(s，3H，CH3)，3.80(s，3H，CH3)，6.68(d，4H，J＝8.1Hz，Ar-H)，6.79(d，4H，J＝9.0Hz，Ar-H)，6.85-6.90(m，4H，Ar-H)，7.01-7.09(m，6H，Ar-H)，7.15-7.25(m，4H，Ar-H)；31P NMR(121MHz，CDCl3)δ-20.61(s)；13C NMR(75MHz，CDCl3)δ31.0，40.1，55.3，64.2，113.8，114.0，125.2，127.0，129.8，133.0，134.9，135.1，135.1，135.2，135.9，136.0，136.2，144.6，154.4，154.6，154.7，159.5，160.1；IR(CH2Cl2)2946，2831，1598，1561，1489，1452，1285，1235，1177，1097，1024，821cm-1；MS(EI)m/z 708(M+)；元素分析(理论值)C45H42O4P：C 76.07(76.26)；H 5.95(5.97)
实施例17
(S)-7，7’-二(二(3，5-二甲基)苯基膦基)-1，1’-螺二氢茚的制备
制备方法与实施例6相同。收率：83％；无色油状物，室温放置固化；[α]D-36(c0.5CH2Cl2)。
1H NMR(300MHz，CDCl3)δ1.71(m，2H，CH2)，1.88(m，2H，CH2)，2.05(s，6H，CH3)，2.17(s，3H，CH3)，2.25(s，6H，CH3)，2.28(s，3H，CH3)，2.32(s，3H，CH3)，2.65(m，2H，CH2)，2.87(m，2H，CH2)，6.68(m，3H，Ar-H)，6.85(m，5H，Ar-H)，6.98-7.50(m，10H，Ar-H)；31P NMR(121MHz，CDCl3)δ-14.80(s)；13C NMR(75MHz，CDCl3)δ20.1，20.3，28.6，29.6，38.4，63.1，124.0，125.7，126.6，127.9，128.5，129.4，129.6，129.7，129.8，131.8，132.1，133.7，135.9，136.2，137.6，143.1，152.7，152.9，153.1；IR(CH2Cl2)3054，2963，2851，1591，1571，1458，1415，1273，1182，852cm-1；HR-MS(FAB)(理论值)C49H50P2+H+：701.3466(701.3460)。
实施例18
双膦双胺钌络合物的制备(以(S)-7，7’-二(二(3，5-二甲基)苯基膦基)-1，1’-螺二氢茚与(R，R)-1，2-二苯基乙二胺与[(C6H6)RuCl2]2的络合物为例)
R＝3，5-(CH3)2C6H3
在氮气氛围中将(S)-7，7’-二[二(3，5-二甲基)苯基膦基]-1，1’-螺二氢茚(115.5mg，0.165mmol)和[(C6H6)RuCl2]2(40mg，0.08mmol)溶于3mL DMF中，加热至100℃，搅拌反应1.5～2.0小时，然后加入(R，R)-1，2-二苯基乙二胺(DPEN)(22.6mg，0.165mmol)，在室温搅拌18～20小时，脱去溶剂后得红棕色固体。该固体直接用于氢化反应。
其余双膦双胺钌络合物按此方法制备。
实施例19
潜手性酮的不对称催化氢化反应
[Ru]中：n＝0～3，R1、R2为H、C1～C6的烷基、烷氧基、芳基(如苯基、取代苯基、杂环芳基、取代杂环芳基等)，R1、R2可以相同，也可不同；R3、R4、R5、R6为H、C1～C6的烷基、烷氧基、芳基(如苯基、取代苯基、杂环芳基、取代杂环芳基等)，或R3～R5、R4～R6为并脂环、并芳环(如并苯环、并取代苯环、并杂芳环、并取代杂芳环等)，R3、R4、R5、R6可以相同，也可不同；R7、R8为C1～C6的烷基或环烷基、芳基(如苯基、取代苯基、杂环芳基、取代杂环芳基等)等取代基，R7、R8可以相同，也可不同；R9、R10、R11为H、C1～C6的烷基、芳基等，R9、R10、R11可以相同，也可以不同。底物中：R12、R13为C1～C6烷基、烯基、芳基(苯基、取代苯基、杂环芳基、取代杂环芳基)等，R13、R13必须不同。
在氢化反应釜中加入0.002mmol催化剂，10mmol底物，0.14mmol叔丁醇钾以及3.0mL异丙醇，在50atm氢气压下，室温搅拌氢化反应。反应完毕，减压脱去溶剂，经硅胶柱层析分离得到目标产物。通过GC或HPLC分析产物的转化率及光学纯度，结果见表1(以R1、R2、R3、R4、R5、R6为氢，R7、R8均为3，5-(CH3)2C6H3，R9、R10为苯基、R11为氢为例)。
表1 潜手性酮的不对称催化氢化结果
| 潜手性酮 | 反应时间h | 转化率％ | 对映选择性％ee(构型) | ||
| R12 | R13 | ||||
| 123456789101112131415 | C6H5o-ClC6H4o-BrC6H4m-BrC6H4m-CF3C6H4p-CH3C6H4p-CH3OC6H4p-ClC6H4p-BrC6H4C6H5C6H52′-naphthylferrocenyl2-furyl2-thienyl | CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3C2H5PhCH2CH3CH3CH3CH3 | 1.53.56.5321.54.51.533.5464555 | 10099100999910010010010099100981009998 | 99(S)98(S)99.2(S)99.2(S)99(S)99.2(S)98(S)99(S)99(S)99.5(S)98(S)99.2(S)98(S)98(S)98(S) |
Claims (5)
1、一种螺环双膦配体，其特征在于它是下述化学式(I)的化合物：
式中：n＝0～3，R1、R2为H、C1～C6的烷基、烷氧基或芳基，R1、R2可以相同，也可不同；R3、R4、R5、R6为H、C1～C6的烷基、烷氧基或芳基，或R3～R5、R4～R6为并脂环或并芳环，R3、R4、R5、R6可以相同，也可不同；R7、R8为C1～C6的烷基、环烷基或芳基，R7、R8可以相同，也可不同。
2、按照权利要求1所述的化合物，其特征在于它是：外消旋螺环双瞵配体：(±)-7，7’-二芳基或(±)-7，7’-二烷基膦基-1，1’-螺二氢茚；右旋螺环双瞵配体：(R)-7，7’-二芳基或(R)-7，7’-二烷基膦基-1，1’-螺二氢茚；或左旋螺环双瞵配体：(S)-7，7’-二芳基或(S)-7，7’-二烷基膦基-1，1’-螺二氢茚。
3、如权利要求1所述化合物的制备方法，其特征在于它是经过下述步骤：以螺环二酚为起始原料，经螺环二酚与三氟甲磺酸酐的反应形成双三氟甲磺酸酯，然后在钯催化下与二芳基氧膦偶联，三氯硅烷还原合成：
式中：n＝0～3，R1、R2为H、C1～C6的烷基、烷氧基或芳基，R1、R2可以相同，也可不同；R3、R4、R5、R6为H、C1～C6的烷基、烷氧基或芳基，或R3～R5、R4～R6为并脂环或并芳环，R3、R4、R5、R6可以相同，也可不同；R7、R8为C1～C6的烷基、环烷基或芳基，R7、R8可以相同，也可不同。
4、权利要求1所述的化合物的应用，其特征在于该化合物制成钌—双胺络合物作为催化剂在有机溶剂存在下用于潜手性酮的催化氢化反应，催化剂用量为0.001～0.02％，氢气压力为10～100大气压，反应温度为0～60℃，反应时间为1小时～10天：
[Ru]中：n＝0～3，R1、R2为H、C1～C6的烷基、烷氧基或芳基，R1、R2可以相同，也可不同；R3、R4、R5、R6为H、C1～C6的烷基、烷氧基或芳基，或R3～R5、R4～R6为并脂环、并芳环，R3、R4、R5、R6可以相同，也可不同；R7、R8为C1～C6的烷基或环烷基或芳基，R7、R8可以相同，也可不同；R9、R10、R11为H、C1～C6的烷基或芳基，R9、R10、R11可以相同，也可不同；底物中：R12、R13为C1～C6烷基、烯基或芳基，R12、R13必须不同。
5、按照权利要求4所述的化合物的应用，其特征在于所述的有机溶剂为醇类溶剂，也可以为醇和其它有机溶剂组成的混合溶剂。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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Assignee: HUAIAN WAN BANG SPICE INDUSTRY Co.,Ltd. Assignor: Nankai University Contract fulfillment period: 2008.1.20 to 2013.1.19 Contract record no.: 2009320001561 Denomination of invention: New type spirocyclic diphosphine ligand, and application in asymmetric catalytic hydrogenation Granted publication date: 20060125 License type: Exclusive license Record date: 20090817 |
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| LIC | Patent licence contract for exploitation submitted for record |
Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2008.1.20 TO 2013.1.19; CHANGE OF CONTRACT Name of requester: HUAIAN WANBANG SPICE INDUSTRIAL CO., LTD. Effective date: 20090817 |
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Granted publication date: 20060125 |
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