專利名稱：手性3、4－二取代－2、5－雙－[2′－(4′、4′－二取代－5′、5′－二取代噁唑啉)]呋 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及手性3、4-二取代-2、5-雙-[2′-(4′、4′-二取代-5′、5′-二取代噁唑啉)]呋喃化合物、及其合成方法和在不對(duì)稱催化反應(yīng)中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
近年來，C2型軸對(duì)稱手性雙噁唑啉及其金屬配合物作為手性催化劑，已廣泛應(yīng)用于不對(duì)稱成環(huán)反應(yīng)，周環(huán)反應(yīng)，親核加成反應(yīng)，取代反應(yīng)，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)等許多不對(duì)稱催化反應(yīng)中，其合成和應(yīng)用研究已成為有機(jī)合成化學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。目前，從噁唑啉環(huán)形成的角度來說，手性雙噁唑啉的合成一般有3種方法方法1以二腈為原料，與手性氨基醇或二元醇作用，經(jīng)一步或分步反應(yīng)合成目標(biāo)物，反應(yīng)需要在Lewis酸或堿的作用下進(jìn)行。方法2以二元羧酸或其衍生物(酰鹵、酰胺或酯)為原料，與手性氨基醇作用，經(jīng)由酰胺醇中間體，再通過環(huán)化作用合成目標(biāo)物；反應(yīng)需要使用活化劑，最常用的活化劑和環(huán)化劑是二氯亞砜。方法3以二元羧酸或其酯為原料，與手性氨基醇在溶劑中回流脫水或醇合成目標(biāo)物。(1.Bolm C.Angew.Chem.Int.Ed.Engl.、1991、30(5)542-543.2.Ghosh A.K.、Mathivanan P.、Cappiello J.TetrahedronAsymmetry、1998、9(1)1-45.3.Mazet C.、Gade L.H.Chem.Eur.J.、2002、8(18)4308-4318.4.Desimon G.、Faita G.、Quadrellip P.Chem.Rev.、2003、103(8)3119-3154.5.李偉杰，汪波，姚駿驊，等.有機(jī)化學(xué)，2004，24(10)1239-1243.6.Gao M.-Z.、Kong D.、Clearfield A.、et.al.Tetrahedron Lett.2004、455649-5652.7.李偉杰，許遵樂.應(yīng)用化學(xué)，2005，22(12)1316-1319.8.李偉杰，陸豫，許遵樂.化學(xué)通報(bào)，2006、69(5)359-361.)。
本發(fā)明人比較系統(tǒng)地研究了3、4-二羥基-2、5-雙-2′-(4′-取代噁唑啉)]呋喃的合成方法，使得該類化合物的制備方法更簡(jiǎn)便快捷(1.李偉杰，汪波，姚駿驊，許遵樂，有機(jī)化學(xué)，2004、24(10)1239-1243；2.李偉杰，許遵樂，應(yīng)用化學(xué)，2005、22(12)1316-1319；3.李偉杰，陸豫，許遵樂，化學(xué)通報(bào)，2006、69(5)359-361)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種新型手性3、4-二取代-2、5-雙-[2-(4′、4′-二取代-5′、5′-二取代噁唑啉)]呋喃化合物。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述化合物的合成方法。
本發(fā)明的進(jìn)一步目的在于提供上化合物在不對(duì)稱催化反應(yīng)中作為手性催化劑的應(yīng)用。
本發(fā)明所提供的新型手性3、4-二取代-2、5-雙-[2′-(4′、4′-二取代-5′、5′-二取代噁唑啉)]呋喃的結(jié)構(gòu)通式如式I所示 其中(1)當(dāng)R1＝OH，R2、R3＝Me、Et、n-Pr、i-Pr、n-Bu、i-Bu、t-Bu、Ph或Bn時(shí)，R4、R5＝Me、Et、n-Pr、i-Pr、n-Bu、i-Bu、t-Bu、Ph或Bn。
(2)當(dāng)R1＝OH，R2、R3＝H、Me、Et、n-Pr、i-Pr、n-Bu、i-Bu、t-Bu、Ph或Bn時(shí)，R4、R5＝Et、n-Pr、i-Pr、n-Bu、i-Bu、t-Bu或Ph。
(3)當(dāng)R1＝H、Ph、OR，其中OR中的R＝alkyl時(shí)，R2、R3、R4、R5＝H、Me、Et、n-Pr、i-Pr、n-Bu、i-Bu、t-Bu、Ph或Bn。
本發(fā)明通式為I的化合物的合成路線為 其制備方法的工藝步驟為取3、4-二取代呋喃-2、5-二甲酸或其二甲酯與手性氨基醇在甲苯中回流脫水或醇，3、4-二取代呋喃-2、5-二甲酸或二甲酯與手性氨基醇R4R5C(NH2)C(R2R3)OH的摩爾比為1.02.0～1.0∶3.0，回流脫水或/和醇的時(shí)間為6～30h，反應(yīng)完后，減壓蒸除甲苯，殘留物經(jīng)柱層析得目標(biāo)物；(1)、(2)式中的取代基R1、R2、R3、R4、R5取與通式I中相應(yīng)R1、R2、R3、R4、R5相同的基團(tuán)。。
3、4-二取代-2、5-雙-[2′-(4′、4′-二取代-5′、5′-二取代噁唑啉)]呋喃在不對(duì)稱催化反應(yīng)中具有良好的催化活性和高對(duì)映選擇性。本發(fā)明人的研究表明，(S)-3、4-二苯基-2、5-雙-[2′-(4′-乙基噁唑啉)]呋喃與[Rh(COD)Cl]2形成的配合物在催化苯乙酮的不對(duì)稱氫硅化反應(yīng)中，具有較好的對(duì)映選擇性，產(chǎn)物的ee值達(dá)84％(絕對(duì)構(gòu)型為S)；(S)-3、4-二苯基-2、5-雙-[2′-(4′-乙基噁唑啉)]呋喃與Cu(OTf)2形成的配合物在催化二苯基乙烯和重氮乙酸乙酯的不對(duì)稱環(huán)丙烷化反應(yīng)中，顯示高對(duì)映選擇性，產(chǎn)物的ee值為90％。
本發(fā)明的研究表明，如通式I的手性3、4-二取代-2、5-雙-[2′-(4′、4′-二取代-5′、5′-二取代噁唑啉)]呋喃可應(yīng)用在不對(duì)稱催化反應(yīng)中作手性催化劑。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1發(fā)明所述化合物及其合成，以(S)-3、4-二苯基-2、5-雙-[2′-(4′-乙基噁唑啉)]呋喃為例。
在圓底燒瓶中加入4.0mmol 3、4-二苯基呋喃-2、5-二甲酸、8.0mmol(S)-2-氨基-1-丁醇和20mL甲苯，裝上分水器和球形冷凝管，回流分水23h。蒸除甲苯，冷卻，殘留物用100～200目硅膠柱層析，CH3OH為洗脫劑，得標(biāo)題產(chǎn)物，產(chǎn)率為95％，其1H NMR和ESI-MS譜如下1H NMR(CD3OD)、δ0.98(t、J＝7.5Hz、6H、CH3)、1.61～1.70(m、4H、CH2CH3)、3.07～3.16(m、2H、NCH)、3.52(dd、J＝6.5Hz、11.0Hz、2H、OCH2)、3.83(dd、J＝4.0Hz、11.0Hz、2H、OCH2)、7.21～7.26(m、6H、ArH)、7.35～7.40(m、4H、ArH)。ESI-MS、m/z(％)437([M+Na]+、100)。
實(shí)施例2發(fā)明所述化合物及其合成，以(S)-3、4-二苯基-2、5-雙-[2′-(4′-乙基噁唑啉)]呋喃為例。
在圓底燒瓶中加入4.0mmol 3、4-二苯基呋喃-2、5-二甲酸二甲酯、8.0mmol(S)-2-氨基-1-丁醇和20mL甲苯，裝上分水器和球形冷凝管，回流脫水和脫醇18h。蒸除甲苯，冷卻，殘留物用100～200目硅膠柱層析，CH3OH為洗脫劑，得標(biāo)題產(chǎn)物，產(chǎn)率為93％。
通式I式中的其他不同取代基構(gòu)成的化合物，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員按照本說明書介紹的方法都能成功的合成。
實(shí)施例3發(fā)明所述化合物在催化不對(duì)稱氫硅化反應(yīng)中作為手性催化劑的應(yīng)用，以(S)-3、4-二苯基-2、5-雙-[2′-(4′-乙基噁唑啉)]呋喃為例。
在圓底燒瓶中放置0.08mmol(S)-3、4-二苯基-2、5-雙-[2′-(4′-乙基噁唑啉)]呋喃，0.01mmol[Rh(COD)Cl]2，2.0mmol苯乙酮和10mL四氯化碳，N2保護(hù)下室溫?cái)嚢?h，然后在-5℃下加入3.2mmol二苯基硅烷，并繼續(xù)攪拌72h，然后在0℃下加入5mL甲醇，并用稀鹽酸酸化，減壓蒸除溶劑，殘留物用乙醚和二氯甲烷提取，合并有機(jī)層，用無水Na2SO4干燥過夜，減壓蒸除溶劑，用100～200目硅膠柱層析，CH2Cl2為洗脫劑，得無色透明溶液，產(chǎn)率為81％，其ee值為84％(絕對(duì)構(gòu)型為S)[由HPLC測(cè)定(DaicelChiralcel OB柱)，洗脫劑為異丙醇∶正己烷＝1∶9，流速為0.5mL/min]。
實(shí)施例4發(fā)明所述化合物在催化不對(duì)稱環(huán)丙烷化反應(yīng)中作為手性催化劑的應(yīng)用，以(S)-3、4-二苯基-2、5-雙-[2′-(4′-乙基噁唑啉)]呋喃為例。
在三口瓶中加入0.2mmol(S)-3、4-二苯基-2、5-雙-[2′-(4′-乙基噁唑啉)]呋喃，0.2mmol Cu(OTf)2和10mL二氯甲烷，攪拌回流1h，冷至室溫，加入2-3滴苯肼，攪拌10min，然后加入11.0mmol二苯基乙烯，并緩慢滴入5.0mmol重氮乙酸乙酯與5mL二氯甲烷的溶液，滴完后，繼續(xù)攪拌24h，蒸除溶劑，殘留物用100～200目硅膠柱層析，石油醚∶丙酮＝100∶5為洗脫劑，得粘狀液體，產(chǎn)率為83％，其ee值為90％(II)和90％(III)[ee值由HPLC測(cè)定(Chiralcel OD-H柱)，洗脫劑為異丙醇∶正己烷＝1∶9，流速為0.5mL/min]。
權(quán)利要求
1.結(jié)構(gòu)式如通式I的手性3、4-二取代-2、5-雙-[2′-(4′、4′-二取代-5′、5′-二取代噁唑啉)]呋喃 其中(1)當(dāng)R1＝OH，R2、R3＝Me、Et、n-Pr、i-Pr、n-Bu、i-Bu、t-Bu、Ph或Bn時(shí)，R4、R5＝Me、Et、n-Pr、i-Pr、n-Bu、i-Bu、t-Bu、Ph或Bn；(2)當(dāng)R1＝OH，R2、R3＝H、Me、Et、n-Pr、i-Pr、n-Bu、i-Bu、t-Bu、Ph或Bn時(shí)，R4、R5＝Et、n-Pr、i-Pr、n-Bu、i-Bu、t-Bu或Ph；(3)當(dāng)R1＝H、Ph、OR，其中OR中的R＝alkyl時(shí)，R2、R3、R4、R5＝H、Me、Et、n-Pr、i-Pr、n-Bu、i-Bu、t-Bu、Ph或Bn。
2.如權(quán)利要求1通式為I的手性3、4-二取代-2、5-雙-[2′-(4′、4′-二取代-5′、5′-二取代噁唑啉)]呋喃的合成方法，按以下路線及步驟進(jìn)行 取3、4-二取代呋喃-2、5-二甲酸與通式為R4R5(NH2)C(R2R3)OH的手性氨基醇在甲苯中回流脫水，3、4-二取代呋喃-2、5-二甲酸與手性氨基醇的摩爾比為1.0∶2.0～1.0∶3.0，回流分水時(shí)間為6～30h，反應(yīng)完后，減壓蒸除甲苯，殘留物經(jīng)柱層析得目標(biāo)物；式中的取代基R1、R2、R3、R4、R5取與通式I中相應(yīng)R1、R2、R3、R4、R5相同的基團(tuán)。
3.如權(quán)利要求1通式為I的手性3、4-二取代-2、5-雙-[2′-(4′、4′-二取代-5′、5′-二取代噁唑啉)]呋喃的合成方法，按以下路線及步驟進(jìn)行 取3、4-二取代呋喃-2、5-二甲酸二甲酯與通式為R4R5(NH2)C(R2R3)OH的手性氨基醇在甲苯中回流脫水和醇，3、4-二取代呋喃-2、5-二甲酸二甲酯與手性氨基醇的摩爾比為1.0∶2.0～1.0∶3.0，回流分水時(shí)間為6～30h，反應(yīng)完后，減壓蒸除甲苯，殘留物經(jīng)柱層析得目標(biāo)物；式中的取代基R1、R2、R3、R4、R5取與通式I中相應(yīng)R1、R2、R3、R4、R5相同的基團(tuán)。
4.如權(quán)利要求1所述通式I的手性3、4-二取代-2、5-雙-[2-(4′、4′-二取代-5′、5′-二取代噁唑啉)]呋喃在不對(duì)稱催化反應(yīng)中作為手性催化劑的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一類新型手性3、4－二取代－2、5－雙－[2′－(4′、4′－二取代－5′、5′－二取代噁唑啉)]呋喃化合物，該化合物的結(jié)構(gòu)通式如式I所示，本發(fā)明還涉及該化合物的合成方法，合成方法是取3、4－二取代呋喃－2、5－二甲酸或其二甲酯與手性氨基醇在甲苯中回流脫水或醇6～30h合成目標(biāo)物。本發(fā)明還涉及的新型手性3、4－二取代－2、5－雙－[2′－(4′、4′－二取代－5′、5′－二取代噁唑啉)]呋喃作為不對(duì)稱催化反應(yīng)中作手性催化劑的應(yīng)用。
文檔編號(hào)B01J31/28GK1884283SQ20061003647
公開日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2006年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月5日
發(fā)明者李偉杰 申請(qǐng)人:汕頭大學(xué)