本發明涉及一種金屬有機配位化合物(配合物)及其制備方法,特別涉及含氮的手性金屬有機配合物及其制備方法,確切地說是一種同質異晶手性鋅氮配合物及其合成方法。
二、
背景技術:
隨著有機化學的發展,金屬有機化合物在有機合成中的應用愈來愈廣,是現在有機化學中極為活躍的領域之一,已經廣泛應用于有機合成反應中。20世紀60年代后期出現的使用手性配體與過渡金屬絡合物催化的不對稱合成反應大大加速了手性藥物的研究。化學催化不對稱合成法的重要內容便是手性配體及含金屬催化劑的設計,從而使反應具有高效和高對映選擇性。通常不對稱催化劑所用的配體是噁唑啉,近年來噁唑啉鋅配合物被廣泛合成并取得較好的催化效果。
參考文獻:
1.Enantioselective diene cyclization/hydrosilylation catalyzed by optically active palladium bisoxazoline and pyridine-oxazoline complexes, Perch, Nicholas S.; Pei, Tao; Widenhoefer, Ross A. Journal of Organic Chemistry (2000), 65(12), 3836-3845.
2.Synthesis and evaluation of the in vitro DNA-binding properties of chiral cis-dichloro(pyridyloxazoline)platinum(II) complexes , Dodd, David W.; Toews, Heather E.; Trevail, Michael J.; Jennings, Michael C.; Hudson, Robert H. E.; Jones, Nathan D., Canadian Journal of Chemistry (2009), 87(1), 321-327.
3.Asymmetric Intermolecular Heck-Type Reaction of Acyclic Alkenes via Oxidative Palladium(II) Catalysis ,Yoo, Kyung Soo; Park, Chan Pil; Yoon, Cheol Hwan; Sakaguchi, Satoshi; O'Neill, Justin; Jung, Kyung Woon, Organic Letters (2007), 9(20), 3933-3935。
三、
技術實現要素:
本發明旨在提供一種Zn-N金屬有機配合物以應用于催化領域,所要解決的技術問題遴選噁唑啉作為配體并合成手性鋅氮配合物。
本發明所稱的手性鋅配合物是2-[4(S)-異丙基-4,5-二氫化]噁唑啉基吡啶鋅配合物由鄰氰基吡啶制備的由以下化學式所示的配合物:
化學名稱2-[4(S)-異丙基-4,5-二氫化]噁唑啉基吡啶鋅配合物,簡稱配合物(I)。
本配合物(I)的合成方法包括反應、分離和純化,其特征是由2-氰基吡啶和L-纈氨醇在無水無氧條件下和催化劑無水ZnCl2 (123 mol%)時于氯苯溶劑中回流反應48小時分離、純化,即反應結束后脫去氯苯,加水溶解后用氯仿萃取,萃取相脫溶后用柱層析純化;將粗產品用石油醚/ 二氯甲烷(1:9)柱層析,得白色固體,再加入三氯甲烷及石油醚配制飽和液,自然揮發得配合物同質異晶單晶配合物。
該配合物在苯甲醛的腈硅化反應及亨利反應中顯示較好的催化性能,其轉化率分別為65%及58%。
該配合物與申請人在2012年報道的手性配合物是同質異晶配合物,其晶體的晶胞參數不同;本申請化合物的晶胞參數:單斜晶系,a = 8.8912(3) ? alpha = 90 deg;b = 8.4134(3) ? beta = 110.14(4) deg; c = 10.0340(2) ? gamma = 90 deg.;而已報道的化合物晶胞參數如下:斜方晶系, a = 9.3099(9) ?, b = 9.4799(10) ?, c = 15.8234(14) ?, alpha = 90 deg;beta = 92.554(2) deg;gamma = 90 deg;
四、附圖說明
圖1是配合物 (I) 的單晶衍射圖。
五、具體實施方式
(一)2-[4(S)-異丙基-4,5-二氫化]噁唑啉基吡啶鋅配合物的制備
在100mL兩口瓶中,無水無氧條件下,加入無水ZnCl2 3.5152 g , 40mL氯苯, 2-氰基吡啶2.2573g (20.46mmol), L-纈氨醇3.4991 g, 將混合物在高溫下回流48h,停止反應,減壓以除去溶劑, ,將剩余物用水溶解,并用CHCl3(20mLx2)萃取,有機相用無水硫酸鈉干燥,旋轉除去溶劑,將粗產品用石油醚/ 二氯甲烷(1:9)柱層析,得白色固體,再加入三氯甲烷及石油醚配制飽和液,自然揮發得同質異晶單晶配合物;熔點: 170-172°C, 產率90%;[a]5D=+1.77o (c=0.17,CH3OH): IR :3439, 3076,2965,2929, 1651, 1593, 1494, 1474, 1442, 1409, 1374, 1321, 1300, 1260, 1160, 1092, 1049, 1019, 940, 802, 753, 695, 672, 643; 元素分析:理論值:C: 40.46 %, H:4.32 %,N: 8.58 %;實測值:C: 40.67 %, H:4.63 %,N: 8.83 %。
在顯微鏡下選取合適大小的單晶在室溫下進行X-射線單晶衍射實驗,在293k溫度下,在Oxford X-射線單晶衍射儀上,用經石墨單色器單色化的MoKa射線(λ=0.71073 A)以w-Theta 掃描方式收集衍射數據。對所得數據進行Lp因子及經驗吸收校正,晶體結構由直接法解出,衍射數據還原和結構解析工作分別使用SAINT-5.0和SHELXS-97程序完成。晶體數據如下:
經驗式 C11H14 Cl2 N2 O Zn
分子量 326.51
溫度 293(2) K
波長 0.71073 A
晶系, 空間群 單斜晶系, P2(1)
晶胞參數 a = 8.8105(8) A alpha = 90 deg.
b = 18.6403(16) A beta = 116.516(2) deg.
b = 9.5452(8) A gamma = 90 deg.
體積 1402.7(2)A^3
電荷密度 4, 1.546 Mg/m^3
吸收 校正參數 2.117 mm^-1
單胞內的電子數目 664
晶體大小 0.180 x 0.140x 0.110 mm
Theta 角的范圍 2.185 to 25.500
HKL的指標收集范圍 -10<=h<=9, -21<=k<22, -11<=l<=10
收集/獨立衍射數據 8130/ 5085 [R(int) = 0.0396]
theta = 30.5的數據完整度 100.0 %
吸收校正的方法 多層掃描
最大最小的透過率 0.7456 and 0.5684
精修使用的方法 F^2 的矩陣最小二乘法
數據數目/使用限制的數目/參數數目 5085/16/321
精修使用的方法 0.931
衍射點的一致性因子 R1 = 0.0498,wR2= 0.1050
可觀察衍射的吻合因子 R1 = 0.0803, wR2 = 0.1180
絕對構型參數 0.038(18)
差值傅里葉圖上的最大峰頂和峰谷 0.365and -0.265e.A^-3
晶體典型的鍵長數據:
Zn(1)-N(1) 2.040(6)
Zn(1)-N(2) 2.103(8)
Zn(1)-Cl(1) 2.191(3)
Zn(1)-Cl(2) 2.207(3)
Zn(2)-N(3) 2.039(7)
Zn(2)-N(4) 2.110(8)
Zn(2)-Cl(3) 2.180(3)
Zn(2)-Cl(4) 2.208(4)
N(1)-C(6) 1.266(11)
N(1)-C(8) 1.496(10)
N(2)-C(1) 1.329(12)
N(2)-C(5) 1.352(12)
N(3)-C(17) 1.269(12)
N(3)-C(19) 1.489(13)
N(4)-C(12) 1.318(13)
N(4)-C(16) 1.355(12)
O(1)-C(6) 1.304(10)
O(1)-C(7) 1.432(12)
O(2)-C(17) 1.347(11)
O(2)-C(18) 1.462(14)
C(1)-C(2) 1.364(16)
C(1)-H(1) 0.9300
C(2)-C(3) 1.363(18)
C(2)-H(2) 0.9300
C(3)-C(4) 1.381(15)
C(3)-H(3) 0.9300
C(4)-C(5) 1.371(13)
C(4)-H(4) 0.9300
C(5)-C(6) 1.495(13)
C(7)-C(8) 1.522(13)
C(7)-H(7A) 0.9700
C(7)-H(7B) 0.9700
C(8)-C(9) 1.501(14)
C(8)-H(8) 0.9800
C(9)-C(10) 1.514(15)
C(9)-C(11) 1.517(15)
C(9)-H(9) 0.9800
C(10)-H(10A) 0.9600
C(10)-H(10B) 0.9600
C(10)-H(10C) 0.9600
C(11)-H(11A) 0.9600
C(11)-H(11B) 0.9600
C(11)-H(11C) 0.9600
C(12)-C(13) 1.374(15)
C(12)-H(12) 0.9300
C(13)-C(14) 1.339(18)
C(13)-H(13) 0.9300
C(14)-C(15) 1.377(15)
C(14)-H(14) 0.9300
C(15)-C(16) 1.367(14)
C(15)-H(15) 0.9300
C(16)-C(17) 1.438(14)
C(18)-C(19) 1.533(15)
C(18)-H(18A) 0.9700
C(18)-H(18B) 0.9700
C(19)-C(20) 1.485(15)
C(19)-H(19) 0.9800
C(20)-C(21) 1.419(17)
C(20)-C(22') 1.451(18)
C(20)-C(22) 1.483(19)
C(20)-H(20) 0.9593
C(20)-H(20') 0.9598
C(21)-H(21A) 0.9600
C(21)-H(21B) 0.9600
C(21)-H(21C) 0.9600
C(22)-H(22A) 0.9600
C(22)-H(22B) 0.9600
C(22)-H(22C) 0.9600
C(22')-H(22D) 0.9600
C(22')-H(22E) 0.9600
C(22')-H(22F) 0.9600
晶體的鍵角數據
N(1)-Zn(1)-N(2) 80.6(3)
N(1)-Zn(1)-Cl(1) 113.2(2)
N(2)-Zn(1)-Cl(1) 115.3(3)
N(1)-Zn(1)-Cl(2) 117.7(2)
N(2)-Zn(1)-Cl(2) 105.7(3)
Cl(1)-Zn(1)-Cl(2) 118.16(13)
N(3)-Zn(2)-N(4) 80.3(3)
N(3)-Zn(2)-Cl(3) 115.1(3)
N(4)-Zn(2)-Cl(3) 112.1(2)
N(3)-Zn(2)-Cl(4) 117.7(3)
N(4)-Zn(2)-Cl(4) 108.2(3)
Cl(3)-Zn(2)-Cl(4) 117.19(14)
C(6)-N(1)-C(8) 106.2(7)
C(6)-N(1)-Zn(1) 112.8(6)
C(8)-N(1)-Zn(1) 140.9(6)
C(1)-N(2)-C(5) 116.8(9)
C(1)-N(2)-Zn(1) 130.3(8)
C(5)-N(2)-Zn(1) 112.6(6)
C(17)-N(3)-C(19) 107.5(8)
C(17)-N(3)-Zn(2) 111.6(7)
C(19)-N(3)-Zn(2) 140.9(7)
C(12)-N(4)-C(16) 118.9(9)
C(12)-N(4)-Zn(2) 129.4(8)
C(16)-N(4)-Zn(2) 111.4(6)
C(6)-O(1)-C(7) 105.5(7)
C(17)-O(2)-C(18) 106.7(7)
N(2)-C(1)-C(2) 123.6(12)
N(2)-C(1)-H(1) 118.2
C(2)-C(1)-H(1) 118.2
C(3)-C(2)-C(1) 118.6(11)
C(3)-C(2)-H(2) 120.7
C(1)-C(2)-H(2) 120.7
C(2)-C(3)-C(4) 120.1(11)
C(2)-C(3)-H(3) 120.0
C(4)-C(3)-H(3) 120.0
C(5)-C(4)-C(3) 117.4(10)
C(5)-C(4)-H(4) 121.3
C(3)-C(4)-H(4) 121.3
N(2)-C(5)-C(4) 123.5(9)
N(2)-C(5)-C(6) 112.4(8)
C(4)-C(5)-C(6) 124.2(9)
N(1)-C(6)-O(1) 119.5(8)
N(1)-C(6)-C(5) 121.6(8)
O(1)-C(6)-C(5) 118.8(8)
O(1)-C(7)-C(8) 105.1(7)
O(1)-C(7)-H(7A) 110.7
C(8)-C(7)-H(7A) 110.7
O(1)-C(7)-H(7B) 110.7
C(8)-C(7)-H(7B) 110.7
H(7A)-C(7)-H(7B) 108.8
N(1)-C(8)-C(9) 113.9(7)
N(1)-C(8)-C(7) 101.3(7)
C(9)-C(8)-C(7) 118.0(9)
N(1)-C(8)-H(8) 107.7
C(9)-C(8)-H(8) 107.7
C(7)-C(8)-H(8) 107.7
C(8)-C(9)-C(10) 113.3(8)
C(8)-C(9)-C(11) 111.1(9)
C(10)-C(9)-C(11) 110.5(10)
C(8)-C(9)-H(9) 107.2
C(10)-C(9)-H(9) 107.2
C(11)-C(9)-H(9) 107.2
C(9)-C(10)-H(10A) 109.5
C(9)-C(10)-H(10B) 109.5
H(10A)-C(10)-H(10B) 109.5
C(9)-C(10)-H(10C) 109.5
H(10A)-C(10)-H(10C) 109.5
H(10B)-C(10)-H(10C) 109.5
C(9)-C(11)-H(11A) 109.5
C(9)-C(11)-H(11B) 109.5
H(11A)-C(11)-H(11B) 109.5
C(9)-C(11)-H(11C) 109.5
H(11A)-C(11)-H(11C) 109.5
H(11B)-C(11)-H(11C) 109.5
N(4)-C(12)-C(13) 120.9(11)
N(4)-C(12)-H(12) 119.5
C(13)-C(12)-H(12) 119.5
C(14)-C(13)-C(12) 120.6(11)
C(14)-C(13)-H(13) 119.7
C(12)-C(13)-H(13) 119.7
C(13)-C(14)-C(15) 119.4(11)
C(13)-C(14)-H(14) 120.3
C(15)-C(14)-H(14) 120.3
C(16)-C(15)-C(14) 118.2(10)
C(16)-C(15)-H(15) 120.9
C(14)-C(15)-H(15) 120.9
N(4)-C(16)-C(15) 121.9(9)
N(4)-C(16)-C(17) 113.3(9)
C(15)-C(16)-C(17) 124.7(9)
N(3)-C(17)-O(2) 117.8(9)
N(3)-C(17)-C(16) 123.3(9)
O(2)-C(17)-C(16) 118.9(9)
O(2)-C(18)-C(19) 104.0(8)
O(2)-C(18)-H(18A) 111.0
C(19)-C(18)-H(18A) 111.0
O(2)-C(18)-H(18B) 111.0
C(19)-C(18)-H(18B) 111.0
H(18A)-C(18)-H(18B) 109.0
C(20)-C(19)-N(3) 113.3(11)
C(20)-C(19)-C(18) 113.2(11)
N(3)-C(19)-C(18) 103.7(9)
C(20)-C(19)-H(19) 108.8
N(3)-C(19)-H(19) 108.8
C(18)-C(19)-H(19) 108.8
C(21)-C(20)-C(22') 113.1(15)
C(21)-C(20)-C(19) 114.9(13)
C(22')-C(20)-C(19) 116.7(15)
C(21)-C(20)-C(22) 108(2)
C(19)-C(20)-C(22) 110.2(13)
C(21)-C(20)-H(20) 110.7
C(19)-C(20)-H(20) 102.1
C(22)-C(20)-H(20) 111.1
C(21)-C(20)-H(20') 109.2
C(22')-C(20)-H(20') 102.2
C(19)-C(20)-H(20') 98.5
C(20)-C(21)-H(21A) 109.5
C(20)-C(21)-H(21B) 109.5
H(21A)-C(21)-H(21B) 109.5
C(20)-C(21)-H(21C) 109.5
H(21A)-C(21)-H(21C) 109.5
H(21B)-C(21)-H(21C) 109.5
C(20)-C(22)-H(22A) 109.5
C(20)-C(22)-H(22B) 109.5
H(22A)-C(22)-H(22B) 109.5
C(20)-C(22)-H(22C) 109.5
H(22A)-C(22)-H(22C) 109.5
H(22B)-C(22)-H(22C) 109.5
C(20)-C(22')-H(22D) 109.5
C(20)-C(22')-H(22E) 109.5
H(22D)-C(22')-H(22E) 109.5
C(20)-C(22')-H(22F) 109.5
H(22D)-C(22')-H(22F) 109.5
H(22E)-C(22')-H(22F) 109.5
(三)、腈硅化反應應用
2-苯基-2-(三甲硅氧基)丙腈
0.20mmol 配合物I, 苯甲醛0.1mL, TMSCN 0.3 ml (3.3mmol), 2mL二氯甲烷 相繼在20~30?C下加入,4天后, 加入水淬滅經柱層后(石油醚/二氯甲烷:5/1),得無色油狀液體, 產率為:65%;1H NMR (300MHz, CDCl3) 7.56–7.59 (m, 0.9 Hz, 2H), 7.31–7.34 (m, 3H), 5.43 (s, 1H), 0.16 (s, 9H). 13C NMR (75 MHz, CDCl3) 136.1, 128.8(x2), 126.2(x2), 119.1, 63.5, -0.39(x3)。
亨利反應應用
取0.20mmol的配合物I于25mL的小燒瓶中,加入2毫升的無水甲醇溶液,然后,向上述溶液中加入0.1mL的苯甲醛與0.5mL的硝基甲烷,室溫攪拌,反應48小時后,進行核磁分析,轉化率:58%;1H NMR (300MHz, CDCl3) 7.28~7.32 (m, 5H, Ar-H), 5.32~5.35(d, J=9.18Hz, 1H, -CH), 4.38~4.56 (m, 2H, -CH2), 3.89 (br, 1H, -OH)。