（有机化学专业论文）联苯类手性双膦配体及其ru（Ⅱ）配合物的合成和应用研究.pdf

联苯类手性双膦配体及其r u ( i i ) 酉2 合物的合成和应用研究 有机化学专业 研究生方春梅指导教师陈华教授 在不对称催化合成中，手性膦配体的设计和合成一直是一个重要的研究课 题，在过渡金属催化的不对称加氢反应中对反应活性及对映选择性起着决定性 的作用。本文致力于联苯类手性双膦配体的设计合成，对该类配体三种合成路 线进行了考察，通过对文献方法的改进，合成了4 个手性双膦配体及1 1 个新的 r u ( i i ) 一双膦一二胺配合物，并对r u ( 1 i ) 络合物在苯乙酮不对称加氢反应中的催化 性能进行了初步考察。 首先，本论文充分利用实验室的资源、条件，应用三种合成路径，设计合 成了4 个具有6 ，6 - 二甲氧基一1 ，1 - 联苯骨架结构的手性双膦配体，并通过”p n m r 、1 h n m r ，m s 对中间体和目标产物的结构进行了表征。 1 按照合成策略a ，合成了联苯类手性双膦配体僻) - 和( 印3 3 6 ，6 二甲 氧基2 ，2 二( 二苯基膦氧基) 一1 ，1 联苯【氓) 和( 印3 3 d 】。通过改进实验方法， 用g r i g n a r d 试剂代替有机锂试剂，得到了与文献方法相近的收率，并且实验过 程中均使用价廉易得的常规有机溶剂对粗产物进行纯化。 2 按照合成策略b ，从工业品问溴苯甲醚和亚磷酸三乙酯出发合成了外消 旋的联苯类双膦配体r a c 一3 3 d ，r a c 3 3 e ，r a c - 3 3 f , r a c 3 3 9 。通过拆分双膦氧化物的 的方法，合成了光学纯的( 置) 一和( 固- 3 3 d 与6 , 67 一二甲氧基一2 ，2 一- - ( - - 对甲氧基苯 基膦氧基) - l ，l 联苯 俾) 一和( 却一3 3 e 1 。实验中对合成路线和反应条件进行了优 化，提供了条原料易得、反应步骤较少、分离纯化过程简单的联苯类手性双 膦配体合成路线。 3 提出了合成策略c 的研究构想。成功地将合成联苯类手性双膦配体的 关键中间体( r 固一6 ，6 一二甲氧基一2 ，2 一二( 二乙氧基膦氧基) - 1 ，l 联苯( r a c - 3 8 ) 进 行手性拆分，得到纯的俾) 一和( s ) - 3 8 。利用僻) 年n s ) - 3 8 与带有不同取代基的苯 基g r i g n a r d 试剂反应，可方便地合成各种具有不同取代基的3 3 d 的衍生物，避 免了对每个不同取代基衍生物的重复拆分。 其次，本文分别以r u c 1 2 ( p h 3 p ) 3 $ i r u c i f f c 6 h 6 ) 】2 为起始物，与上述合成的 双膦配体和手性二胺反应，合成了一系列共计1 2 个r u c l 2 ( d i p h o s p h i n e ) ( d i a m i n e ) 配合物，并通过”pn m r 、1 hn m r 对其结构进行了表征。 最后，以r u c l 2 ( 曰一3 3 d ) ( ( r ，r ) d p e n ) ( 8 2 ) 为催化剂、异丙醇为溶剂，在k o h 存在下，考察了反应温度、氢气压力、碱的难度、底物和催化剂摩尔比等反应 条件对苯乙酮不对称加氢反应的影响。结果表明，8 2 应用于苯乙酮不对称加氢 反应取得了9 9 9 的转化率和良好的对映选择性( 8 2 6 ) 。 关键词：手性，双膦配体，合成，钌配合物，不对称加氢，苯乙酮 i l s y n t h e s i sa n da p p l i c a t i o n si na s y m m e t r i ch y d r o g e n a t i o n o f c h i r a | b i p h e n y ld i p h o s p h i n e sa n d t h e i rr u ( u ) c o m p l e x e s s p e c i a l i t y ：o r g a n i cc h e m i s t r y g r a d u a t es t u d e n t ：f a n gc h u n m e ia d v i s e r ：p r o f c h e nh u a t h ed e s i g n i n ga n ds y n t h e s i so fc h i r a lp h o s p h i n el i g a n d sa r ec o n t i n u o u sc e n t r a l f o c u si nt h e a s y m - r n e t r i cc a t a l y s i s a n d s y n t h e s i s a n d t h eo u t s t a n d i n gc h i r a l p h o s p h i n e sa r et h ek e y t oa t t a i n i n gh i g he n a n t i o s e l e c t i v i t ya n dt oi n c r e a s i n gc a t a l y t i c a c t i v i t yi nt h ea s y m m e t r i ch y d r o g e n a t i o nc a t a l y z e db yo r g a n o m e t a l l i cc o m p l e x t h i s t h e s i sf o c u s e dm a i n l yo nt h e d e s i g n i n ga n ds y n t h e s i s o fas e r i e so fc h i r a l d i p h o s p h i n el i g a n d sw i t hb i p h e n y lb a c k b o n ea n dt h e i ra p p l i c a t i o ni nt h ea s y m m e t r i c h y d r o g e n a t i o no fa c e t o p h e n o n ec a t a l y z e db yr u ( i i ) c o m p l e x e s f i r s t l y , t h ec h i r a ld i p h o s p h i n e s ，( r ) 一a n d ( 国一( 6 ，6 一d i m e t h o x y b i p h e n y l - 2 ，27 d i y l ) 一 b i s ( d i a r y l p h o s p h i n e ) w e r ed e s i g n e da n ds y n t h e s i z e db yt h r e es y n t h e t i cr o u t e sa n d d e t e r m i n e db y3 1 pn m r 、1 hn m ra n dm s 1 ( 月) 一a n d - ( 6 ，6 一d i m e t h o x y b i p h e n y l 一2 ，2 一d i y l ) b i s ( d i p h e n y l p h o s p h i n e ) 饵) 一a n d ( 印一3 3 d w a s s y n t h e s i z e db y t h e a p p r o a c h a i nt h i s a p p r o a c h ， ( 尺j 5 ) 一( 6 ，6 一d i m e t h o x y b i p h e n y l 一2 ，27 - d i y l ) b i s ( d i p h e n y l p h o s p h i n eo x i d e ) r a c 一7 5 aa r e s y n t h e s i z e dv i aa no r t h o l i t h i a t i o n i o d i n a t i o nu l l m a r mr e a c t i o ns e q u e n c e ，i n s t e a do f n - b u t y ll i t h i u m ，t h em o r ea v a i l a b l eg r i g n a r da g e n t sw e r eu s e d ，s ot h a tt h eo p e r a t i o n w a sm o r ec o n v e n i e n t a n dt h ec r u d ep r o d u c t sw e r ee a s i l yp u r i f i e dj u s tb yw a s h i n g w i t hc o m m e r c i a l l ya v a i l a b l eo r g a n i cr e a g e n t s 2 t h er a c e m i cb i p h e n y ld i p h o s p h i n el i g a n d sr a c 一3 3 d ，r a c 一3 3 e ，r a c - 3 3 fa n d r 血c 一3 3 9w e r es y n t h e s i z e df r o mc o m m e r c i a l l ya v a i l a b l e3 - b r o m o a n i s o l ea n dt r i e t h y l p h o s p h i t eb yt h ea p p r o a c hb r a c e m i cr a c - 7 5 aa n dr a c - 7 5 bw e r er e s o l v e dw i t hf 一) 一 o rh d b t aa n dr e d u c e dt od i p h o s p h i n e s ) 一o r - 3 3 da n d ( r ) 一o r - 3 3 e i n 1 1 i a d d i t i o n ，t h es y n t h e s i so fd i e t h y l ( 3 一m e t h o x y p h e n y l ) p h o s p h o n a t e7 6w a si m p r o v e d o ne x p e r i m e n t a lt e c h n i q u e t h i sa p p r o a c hi sa ne f f i c i e n ts y n t h e t i cm e t h o df o rt h e b i p h e n y ld i p h o s p h i n e sw i t ht h ed i f f e r e n td i a r y l p h o s p h i n eg r o u p 3 as u p e r i o rs y n t h e t i cr o u t ecw a sd e s i g n e df o rt h es y n t h e s i so fas e r i e so f c h i r a ld i p h o s p h i n ea n a l o g u e st oa v o i dt h ec h i r a ls e p e r a t i o nf o rt h es e p a r a t ep r o c h i r a l d i p h o s p h i n e ( 尼s ) - ( 6 ，6 - d i m e t h o x y b i p h e n y l 一2 ，2 - d i y i ) b i s ( p h o s p h o n i c a c i d d i e t h y l e s t e r ) r a c - 3 8w a sr e s o l v e d 、v i mo o rh d b t ab yf r a c t i o n a lc r y s t a l l i z a t i o nt o o b t a i no p t i c a lp u r e ) 一a n d - 3 8 s e c o n d l y ，as e r i e so fr u c l 2 ( d i p h o s p h i n e ) ( d i a m i n e ) c o m p l e x e sw e r es y n t h e s i z e d a n dc h a r a c t e r i z e db y3 1 pn m ra n d1 hn m r f i n a l l y , t h ec a t a l y t i ca c t i v i t ya n de n a n t i o s e l e c t i v i t yo fr u c l 2 ( r - - 3 3 d ) ( ( r , r ) d - p e n ) ( 8 2 ) w a ss t u d i e df o rt h ea s y m m e t r i ch y d r o g e n a t i o no fa c e t o p h e n o n ei nt h e p r e s e n c eo fk o ha n d2 - p r o p a n 0 1 t h er e s u l t si n d i c a t e dt h a tn e a r l yq u a n t i t a t i v e c o n v e r s i o na n dg o o de n a n t i o s e l e c t i v i t y ( 8 2 6 e e ) w e r ea c h i e v e du n d e rm i l d c o n d i t i o n s k e y w o r d s ：c h i r a l i t y , d i p h o s p h i n el i g a n d ，s y n t h e s i s ，r u t h e n i u mc o m p l e x ， a s y m m e t r i ch y d r o g e n a t i o n ，a c e t o p h e n o n e 四川人学硕l 学位论文 1 1 引言 1 1 1 手性概述 第一章前言 手性的英文名称c h i r a l 来源于希腊词c h e i r , 即手的意思，就象人的左手和右手 一样，我们把物体与其镜象不能叠合的这种性质称为手性或叫手征性。手性是 宇宙间的普遍特性，在生命的产生和演变过程中，自然界往往对一种手性有所 偏爱。例如，蛋白质和d n a 双链的螺旋构型是右旋的，构成蛋白质的2 0 种天然 氨基酸都是l 一型的，而构成d n a 和r n a 主链的糖都是d 型的。一对对映异构体 在非手性环境中的性质完全相同，而在手性环境中往往表现出不尽相同、有时 甚至截然相反的性质。由于生物体内的酶和细胞表面的受体都是手性的，手性 对映体在生物体中的作用就必然会存在差异( f i g u r e1 - 1 ) 。例如，佃) 一天( 门) 冬氨酰苯丙氨酸甲酯是一种约比蔗糖甜2 0 0 倍的甜味剂( a s p a r t a m e ) ( 1 ) ，而俚j 一天( 门) 冬氨酰苯丙氨酸甲酯( 2 ) 却是苦味的【lj ；佃j 一柠檬油精( l i m o n e n e ) ( 3 ) 是 橙味的，圆j 柠檬油精( 4 ) 却是柠檬味的。对于手性药物来说，了解不同对映 体性质的差异就更为重要。例如，非甾体消炎镇痛药物萘普生【2 。3 1 ，其s 一构型( 5 ) 的药效为r 一构型( 6 ) 的2 8 倍1 4 i 。但是，由于早期人们对手性药物中不同对映体的 药理活性的差异认识不够充分，上世纪6 0 年代在欧洲还发生了“沙利度安 ( t h a l i d o m i d e ) ”的悲剧：倒t h a l i d o m i d e ( 7 ) 具有镇静和止吐的作用，而例 t h a l i d o m i d e ( 8 ) 却有强烈的致畸作用。不少孕妇服用了外消旋的沙利度安后，产 下畸形的婴儿。为了防止此类事件的再次发生，美国f d a 从1 9 9 2 年起要求申报 手性药物时，必须分别对每一种异构体的药物都要作出说明【”。这就使得医药、 农药、食品添加剂等的生产逐渐向光学纯物质的方向发展。 目前，全球手性药物市场已经超过了1 3 0 0 亿美元，而在香料、食品添加剂、 农药等的生产中对手性化合物的需求也越来越普遍。手性液晶材料、手性高分 子材料具有特殊的理化性能，而成为制造特殊器件的材料。一个新兴的高新技 术产业一手性技术( c h i r o t e c t m o l o g y ) 正在悄然兴起1 6 j 。 第一章前言 h o o c n h 2 孑h 2 p “ n 、c 0 0 m e h n “r 固- a s p a r t y l 一毋p h e n y l a l a n i n e m e t h y le s t e r ( a s p a r t a m e ) ( 1 ) s w e e t e n e r 例一l i m o n e n e ( 3 ) ， o r a n g eo d o r h ，c o 固n a p r o x e n ( 5 ) o r 彤一t h a l i d o m i d e ( 7 ) s e d a t i v ea n dh y p n o t i c l | c 0 0 h h o 惝。c 人c h 2 日p 人h o f 咖h n o ( s ) - a s p a r t y l - ( r ) p h e n y l a l a n i n e m e t h y le s t e r ( a s p a r t a m e ) ( 2 ) ， b i t t e r h 3 c o 固一l i m o n e n e ( 4 ) ， l e m o no d o r 俾j n a p r o x e n ( 6 ) 一t h a l i d o m i d e ( 8 ) ， p o t e n tt e r a t o g e n f i g u r e1 - 1d i f f e r e n tb e h a v i o ro fe n a n t i o m e r s 2 蚣 四川人学硕匕学位论文 1 1 2 不对称催化 一般说来，获得光学活性物质的方法主要有三种，即手性拆分、底物或手 性试剂诱导、不对称催化。其中手性拆分最多只能以5 0 的收率得到单一构型 的对映体，底物诱导由一个手性分子最多只能产生一个单一构型的对映体，而 不对称催化，它可由少量的手性催化剂得到大量新的光学活性物质1 7j ，既避免了 用一般合成法得到的外消旋体的繁琐拆分，又不象化学计量不对称合成那样需 要大量手性试剂，是目前最有效、最有利的手性增殖方法之一【“，因此得到了 人们的广泛关注。三十多年来，不对称催化在手性化合物合成中的应用从无到 有，得到了迅速的发展。 不对称催化可分为不对称生物酶催化和化学催化。化学催化可分为有机金 属催化和有机小分子催化。其中，有机金属催化因为反应条件温和，以及反应 高效等特点，受到广泛关注。自从1 9 6 6 年n o z a k i 等用席夫碱铜络合物首次实 现了均相催化的不对称环丙烷化反应以来【i ，通过有机会属进行的不对称催化 成为近四十年来化学研究中最热门的领域之一，取得了长足的进步。特别是近 二十年中，相继有一些优秀的手性有机金属催化剂被用于工业生产中。例如： t a k a s a g o 公司利用b 1 n a p r h 催化的亚胺不对称异构化反应技术，1 9 8 3 1 9 9 6 年已经生产近3 万吨薄荷醇及其中间体，而消耗掉的手性配体仅为2 5 0 公斤】： 利用b i n a p r u 催化的酮的不对称氢化已经成为生产1 3 一内酰胺类抗生素药物中 间体的关键工艺之一，年产量超过4 0 吨【1 2 】，如f i g u r e1 - 2 所示。还有一些其他 工业应用实例，可参考最近的综述【1 3 1 。由此可见，不对称催化技术将成为未来 手性药物等精细化学品合成的关键技术，而这一技术巨大的应用前景又近一步 带动了整个化学学科的发展。因此，2 0 0 1 年的n o b e l 化学奖共同授予了m o n s a n t o 公司的k n o w l e s 博士、名古屋大学的n o y o r i 教授以及s c r i p p s 研究所的s h a r p l e s s 教授，以表彰他们在发展不对称氢化和不对称环氧、双羟化反应方面所做出的 卓越贡献。目前，不对称催化f 向着更清洁、更高效的方向，进入一个新的发 展阶段。 不对称催化合成的核心问题是设计与合成高对映选择性和高活性的催化 剂，而手性配体是手性催化剂产生不对称诱导和控制的源泉【。4 l 。据现有的经验 ”5 1 ，不对称诱导效果较好的手性配体应能在催化活性中心周围构造一种特别的 空间环境，以调整反应物分子的空间取向，形成特定的反应通道，控制反应 第一章前言 t a k a s a g o g 哗 l ，r h ( i ) o o - ，冬如 l ：r h ( 1 1 ) 0 啦 h 2 0 0 0 吨，年 t o n ：4 0 0 0 0 0 t b 8 q f 尸舢4 0 吨年 i i 尹 f i g u r e1 - 2 手性有机金属催化剂的工业应用实例 进程，从而达到高立体化学选择性的目的。优秀的手性配体除了与中心金属有 恰当的配位作用外，配体分子中的其它部位或官能团与反应底物分子之间的次 级相互作用也很重要。因此，手性配体的研制便成为获得高效率和高对映选择 性手性催化剂的关键。在目前已经合成的手性配体中，包括手性膦、手性胺、 手性醇、手性亚砜、手性环戊二烯等，其中研究最早、最广泛、并已成功用于 工业化生产的则是手性膦配体。 1 2 手性膦配体的合成进展 手性膦配体在过渡金属催化的不对称合成中起着非常重要的作用，而寻找 和发现优良的手性膦配体及其构成的催化体系是最有希望获得突破的途径之 一。1 9 6 6 年，w i l k i n s o n 发现了三苯基膦氯化铑 r h ( p p h 3 ) 3 c i 】这一新的均相催 化剂，与非均相催化剂具有相当高的催化活性【1 6 l 。这一发现为均相不对称催化 氢化的发展提供了契机，1 9 6 8 年，k n o w l e s 和h o m e r 分别报道了用手性瞵改性 的w i l k i n s o n 催化剂成功地进行了均相不对称催化氢化，k n o w l e s 对手性膦配体 结构上的改进，使得通过不对称加氢获得l d o p a 的对映体过量( e e 值) 超过 了9 0 ，并最终促成了不对称催化在工业上成功地用于治疗帕金森病的特效药 l d o p a 的合成，极大地推动了此后不对称催化研究的快速发展f 1 7 】。促进手性 膦配体发展的另一创造性工作归功于m o r r i s o n 和k a g a n 的研究结果。早在1 9 7 1 4 叫川丈学坝卜学位论文= 年，m o r r i s o n 就认识到：作为手性膦配体，p 原子的手性并不是必须的，膦配 体碳骨架上的手性也能有效地进行不对称传递【l ”。这一论断随后被k a g a n 的研 究所证实，他从天然的酒石酸出发，方便地制得了手性位于碳骨架上的双膦配 体d i o p ( 9 ) ( s c h e m e1 - 1 ) 该配体首次用于g h o ) 催化的( z ) 一2 一乙酰胺基烯烃 的不对称氢化取得了8 8 e e 的对映选择性【l 。随后，在短短的3 0 多年的时间里， 已相继有2 0 0 0 多个手性膦配体被研究报道，但只有少数手性膦配体具有业化工 应用的前景，其原因在于手性膦配体合成的难度较大。以b i n a p 为代表的已用 于生产光学活性物质的几个手性膦配体的成功，极大地推动了手性膦配体的基 础和应用研究。 棠；：一 h 叫：h h s c h e m e1 - 1d i o p ( 9 ) 的合成路线 h c o o c 2 h 5 c o o c 2 h 5 d i o p ( 9 ) p p h 2 p p h 2 膦配体种类繁多，将之准确分类非常困难。手性膦配体按磷原予的个数分类，主要 有手性单膦配体、双膦配体和多膦配体，其手性可在磷原子或碳原子上，也可以 是不含手性原子、但整个分子有手性轴或手性面。因与磷原子相连的原子的种 类不同，手性膦配体又可分为碳膦配体( p h o s p h i n e ) 、氧瞵配体( p h o s p h i n i t e ) 和氮膦配体( p h o s p h i a m i n e ) 。以分别以p 一手性膦配体、联芳环手性膦配体、二 茂铁类手性膦配体、非联芳环c 2 对称轴双膦配体分类，概略介绍手性膦配体的 合成和发展概况 1 2 1p 手性膦配体 不对称中心在磷原子上的膦称为p 一手性膦配体，这类配体在均相不对称氢 沭一 卟 帆 兰二至盟壶 化研究初期曾取得了好的成果。1 9 6 8 年，h o m e r 和k n o w l e s 的研究小组利用 甲基苯基丙基膦铑配合物进行脱氢氨基酸的不对称氢化，首次得到了对映异构 m 秽9 p h。：p m n 盹 。_ m e 。p h ； ：、。一e o - p h pmapdipimiap 过量的加氢产物( 3 1 5 e e ) 。在此之后，k n o w l e s 等i l ，列开发了以 p m a p ( p h e n y l a n i s y l m e 血y l p h o s p h i n e ) 为配体的铑催化剂，进行脱氢氨基酸的不对 称氢化，光学活性产物的收率可达到9 0 。在此基础上，进一步将p m a p 用 一c h 2 c h 2 一连接得到的手性双膦配体d i p a m p ，用于r h 催化的脱氢氨基酸不对称 氢化合成l d o p a ，产物的对映选择性可以达到9 6 e e 【2 。但由于光学纯的p - 手性膦配体合成非常困难，使用中易发生消旋化，使发展受到了一定的限制。 近年来，膦硼烷合成法的开发，为解决p 手性膦配体的合成问题提供了简便的 方法，p - 手性膦配体又重新受到了研究者的重视【2 1 2 2 1 。膦硼烷合成法是利用膦 硼烷能在室温下与氨或强酸反应脱除硼烷的性质，从膦硼烷方便地获得p 手性 膦。如，l i v i n g h o u s e 等【2 3 】利用h b e l 或t f o h 的强酸性进行膦硼烷的脱硼化反 应，从纯的膦硼烷可获得光学纯度高达1 0 0 的膦配体( s c h e m e1 - 2 ) 。 丢n些ahco!翌+洲-尺r，3o rk 2 c o ： 2 - 0 r s c h e m e1 - 2 从膦硼烷获得膦 a w 等 2 4 1 利用不对称d i e l s a i d e r 反应，合成了手性双瞵配体( 1 0 ) ，该方法 不需拆分或对映异构体分离 2 5 , 2 6 ，且能同时产生多个手性中心：h - n a m o t o 等【2 7 】 合成的手性双( 三烷基膦) 配体b i s p + ( 1 1 ) ，在高温下也不会消旋化，并且由于富 电子基团的引入，该配体在脱氧氨基酸酯的不对称氢化反应中表现出很高的对 映选择性( f i g u r e1 - 3 ) 。 在膦配体合成方法开发的同时，新的p 手性膦配体( 1 2 2 3 ) 也在不断出现。 6 _ 蓥k k 一 四川大学硕士学位论文 ( f i g u r e1 - 3 ) 2 2 2 3 f i g u r e1 - 3 新的p - 手陛膦配体 7 第一章前言 1 2 2 含对称轴的手性膦配体 含对称轴的手性膦配体主要包括联萘骨架配体如( r ) 一b i n a p l 2 8 1 ( 2 4 ) ，联 苯骨架配体，如( s ) 一b i c h e p 2 9 】( 2 5 ) ，和含有杂环的轴手性配体，如 ( r ) q u n a p 川( 2 6 ) ( f i g u r e1 - 4 ) 。 四肛 的匆陀曲眺 2 42 52 6 f i g u r e1 - 4s o m ed i p h o s p h i n e sw i t hc 2s y m m e t r y 1 2 2 1 联萘类手性双膦配体 b i n a p 在学术和工业上的成功应用使人们对联萘类手性膦配体的研究兴 趣经久不衰，但大部分是在萘环或苯环上引入不同的取代基，以改变原有膦配 体的立体和电子效应。常见的是在萘环或苯环上引入甲基、卤素、甲氧基等 3 1 - 3 4 1 或用环己基代替苯基1 35 1 。 它们在不对称催化氢化等反应中大多都能保持或改 善b i n a p 在活性或对映选择性方面的性能( f i g u r e1 - 5 ) 。 p h 2 p p k p 2 7 f i g u r e1 - 5 p a r 2 p a r 2 aa f 3 - m e c 6 h 4 ； ba r = 4 m e c 6 h 4 ； ea r = 4 m e o c 6 h 4 ； da f 3 ，5 一( m e ) 2 c 6 h 3 ea r 2 4 - c i c 6 h 4 ； f a r 2 4 一f c 6 f 4 ； ga f c y c l o h e ) 叫l _ 四川人学硕i 二学位论文 b i n a p 衍生物( r ) 加r ( s ) 2 8 3 6 】的合成路线如下( s c h e m e1 - 3 ) ： b r b r a r 2 a r 2 s c h e m e1 - 3b i n a p 衍生物2 8 的合成路线 ( r ) - o r ( s ) - 2 8 p a r 2 p a r 2 随后，人们又成功地合成出了在同一分子中与膦相连的芳基具有不同结构 的衍生物2 9 刚( s c h e m e1 - 4 ) 。这种手性膦配体的铑络合物在乙酰胺基丙烯酸衍 生物的不对称氢化反应中的手性诱导性能优于b i n a p ：在钯催化的1 ，3 二苯基 一2 烯丙基乙酸酯的烯丙基烷基化反应中，以圆) 2 9 b 作为配体时，产物的对映 选择性达到8 5 e e ，而以圆) b i n a p 作为配体时，产物的对映选择性仅为3 4 。 a t 2 p ( o ) h ， t fp d ( a c o ) 2 d p p b t fe t 3 n d m s o 。1 0 0 h s i c l 】。e t 3 n x y l e n e 13 0 a a f p h ： 2 9ba t = o t o i ca r = p - t o l s c h e m e1 - 4b i n a p 符i 生物2 9 的合成路线 a r = p h ： a r = p - t o l 笙二里墅童 在联萘类膦配体中，与氮原子相连的二苯基膦配体也引起了研究者的关 注。如人们用与b i n a p 相同骨架的二胺与b u l i 反应后再与p h 2 p c i 反应就能较容 易地得到相应氮膦配体的3 0 【3 8 l ，3 1 1 3 9 1 ( f i g u r e1 - 6 ) ，这类配体的r h 配合物在催化 潜手性烯胺化合物不对称加氢合成手性胺( 如一q 芳基乙胺) 的反应中对映选择 性高达9 9 e e 。 c 早舯0 舯啦 曲舯砖舯p h 2 f i g u r e1 - 6 3 1 膦配体3 2 1 4 0 1 是利用联萘的阻转性，不改变手性联萘酚的结构，仅仅通过简 单的酯化反应引入膦而形成的一种手性双膦配体( f i g u r e1 - 7 ) 。t r o s t 等将该配 体用于p d 催化的烯丙基化反应，取得了良好的效果。利用此方法，通过改变手 性连接基( c h i r a ll i n k e r ) 的结构，可方便的获得一系列具有不同性能的手性双 膦配体。 3 2 f i g u r e1 - 7 1 2 2 2 联苯类手性双膦配体 联苯类双膦配体与联萘类膦配体结构相似，也具有优异的不对称催化诱导 性能，而且比联萘类膦配体更易于修饰，可引入位阻较大或具有电子效应的基 6 惑 q 哪 型业叁兰曼圭兰生堡兰 团。自1 9 8 3 年s c h m i d 等陆续合成了一些联苯类膦配体以来，已有许多不同取 代基结构的联苯类膦配体应用于多种不对称催化反应的研究。联苯类双膦配体 主要j l 砒u l l m a n n 偶联反应制得4 ”，含不同强吸电子和给电子取代基的联苯类膦 配体已经得到广泛的研究( 如配体3 3 3 5 ) 4 2 4 8 1 ( f i g u r e1 - 8 ) 。 r r p a r 2 p a r2 3 3 - r = c h 3 ，a r ：p h ， br 2 c h 3 ，a r 2 3 ，5 ( t - b u ) 2 c 6 h 3 cr 2 c h 3 a r 2 4 - n a s 0 3 c 6 h 4 ； dr 2 0 m e a t = p h ； cr 2 0 m e a r 2 4 m e ( ) c 6 h 4 ； r p p h 2 p a r 2 3 4ar i = h ，m e 2 ，n m e 2 ；r 2 ；h r ，= c h 3 br 1 = c f r 2 = h ：一= c f 3 cr j = h o m e ；r 2 = h o m e ；r 3 = o m e dg t = c f 3 ，r 2 = h ，o m e ；r 3 = c f 3 此类手性膦配体的合成路线在可归纳如下： n m e b r m g t h f c i p ( o ) ( o p h ) 2 l t m p t h f 7 8 0 ；1 2 k 五i m 。o 啦羔m 。船 m 。由喁咄”。飞拶如 r 2 p h ，4 一s u b s t - p h ，“f i l r y i ，o - t h i e n y l m ： i p p h 2 ( i c u d m f r e f l u x p p h 2 p p h 2 篓茎r e s o l u t i o n crac)一3737 l - 一 一 阎 一 s c h e m e1 - 5b i s ( d i p h e n y l p h o s p h o n a t e ) r o u t e 和 伞 望一 第一章前高 p ( o e t j ) 2 p d c h r e f l u x9 0 a ) r m g x t h f 6 0 9 0 h , s l c h n b u 3 x y l e n e 6 0 9 5 r = a r y l ，5 r a e m b h e t e r o a r y l ，a l 时l 3 8 a 12 o e t ) 2 m q 。 。桫 l t m p t h f 7 8 01 2 c u ，d m f r e f l u x m 。籼吼 。崩聃2 限j 一3 8 ，3 8 3 8 佤日一d b t a 3 3 二三 限彤一d b t 3 4 s c h e m e1 - 6b i s ( p h o s p h o n i c d i c h o r i d e ) r o u t e l i a i h 4 m c 3 s i c i 2 t h f 7 8 c o c l 2 t o l u e n e 7 8 q r t q u a n t a r m g b r 絮磷磷孕 3 1 出- 尺r a x ) 向i i r s a x ) 3 2 7 2 出- s r w c ) 佑l l - s , s a x ) 2 4 6 9 a r = o - a n i s y l6 2 * * 肛3 ，5 ( c f 9 2 c 6 h 2 6 s e h e m e l 一7b i s ( p r i m a r yp h o s p h i n e ) a n d ( p h o s p h o n p u sd i c h l o r i d e ) r o u t e s 2 铷 0 d gd 辱 到川大学顺t ：学位论文 ( r = m e o ) ( r = m e ) ( r = m e 0 ) ( r _ m e ) 9 6 - 9 8 e ec r u d e 9 8 5 e et r y s t lb u l i ( t - b u l i ) c i p r 2 3 0 7 0 ( r = m e 0 1 ( r = m e ) 1b u l i 2 ( t - b u l i ) c l p r ， r i = p h , p - t o l ； r 2 = b f u r y j ，。t h k n y l ，c y ，c y p t b u ，e t r e s o u t i o nw i t h d b t ao rt a 1 0 - 1 5 d p c t a ：4 0 - 4 5 ( r = m e o ) ( r = m e ) s c h e m e1 - 8d i i o d i d er o u t et ou n s y m m e t r i c a lb i p h e n y ld i p h o s p h i n e s n 。 。厂拶 t h f ；m g b r 2 6 0 7 5 m 。舡 o m 。玲刚a f r ) o r ( s ) 一m e o b i p h e p - s a ) n a o h ，m e o h b ) p h7 c 、g e lc h r o m 8 0 8 9 h s i c b ，n b u 3 x y l e n e ，r e f l u x 2 ) ： s c h e m e1 - 9s y n t h e s i so f t h ew a t e r 。s o l u b l em e o b i p h e p s d i p h o s p h i n e 3 ) 2 ) ： 箩 舡。 孚 盯 第章前言 a ，b ，c 9 ( x y h ! p ( x y ，d c 3 9 s c h e m e1 - 1 0s y n t h e t i cr o u t eo f r a c - 3 9 ：( a ) m g ，t h er e f l u x1 h , t h e n r tf o rl h ；( b ) p c i 3i n e t 2 0 ，r t ，2 0 h ；( c ) h 2 0 2 ，d c m ；( d ) l - l i t h i o - 3 ，5 一d i m e t h y l b e n z e n ea d d e d ，t h f , 7 8 0 c ； ( e ) 1 2 ，t h e 一7 8 。c ；( f ) c up o w d e r , d m f , 1 5 0 0 c ；( g ) h s i c l 3 ，e h n ，t o l u e n e ，r e f l u x r 3 9 l s 卜3 9 b f 4 s c h e m e l 一1 1r e s o l u t i o no f r a c - 3 9 ：( a ) d i - u c h l o r o - b i s ( r ) - d i m e t h y l ( 1 一m e t h y l ) - b e n z y l a m i n a t o c 2 ，n d i p a l l a d i u m ( 1 d ，m e o h ；( b ) n a b f 4 ，m e o h ； ( c ) c h r o m a t o g r a p h i cr e s o l u t i o nm t b e t o l u e n e4 1 ；( d ) h c l3 7 ，d c m ，i t ； ( e ) k c n ，d c m h 2 0 ，r t 1 4 p p众 1粒孵$ 四川大学硕i ：学位论文 近年来，人们从原料选用，合成路线设计，目标产物( 即配体) 构型三方面 着手，合成了许多新的联苯类手性膦配体。新型配体x y l t e t r a p h e p ( 3 9 ) 4 9 1 就是 h e n s c h k e 等人在这方面工作努力的结果。3 9 与r u ( i i ) 形成的手性二胺配合物 r u c l 2 ( 3 9 ) ( d i a m i n e ) 在催化酮的不对称氢化反应中表现出良好的催化性能，对 映选择性达到9 8 e e 以上。3 9 的合成路线如s c h e m e1 - 1 0 ，s c h e m e1 - 1 1 所示。 手性配体的拆分一直是手性配体合成中的难点，而q i u 等【5 0 】报道的手性配 体4 0 不需经过手性拆分，通过一般的柱色谱分离即可得到( s c h e m e1 - 1 2 ) 。该 配体在r u 催化的2