本發明涉及有機合成技術領域,涉及一種有機磷化合物的合成方法,具體涉及5,5',6,6',7,7',8,8'-八氫-[1,1'-聯萘]-2,2'-雙[二苯基膦](以下簡稱H8-BINAP)的制備方法。
背景技術:
聯萘雙二苯基膦化合物是一類重要的催化劑配體,在合成天然產物、藥物、功能材料及生物活性化合物中有著廣泛的用途,與Ru、Rh、Pd等金屬催化劑配合催化體系,在催化C-C鍵偶聯【J.Am.Chem.Soc.1998,120(22),5579~5580】,手性加氫【J.Am.Chem.Soc.1995,117(9),2675~2676】,環加成【Angew.Chem.Int.Ed.1997,36(5),518~521】等反應有其獨特的催化活性。H8-BINAP相對于聯萘雙二苯基膦具有更大的螯合角,手性誘導效應更加突出,如Pd(CF3COO)2與(R)-H8-BINAP組成的催化體系在催化氫化吲哚衍生物時,表現出極高的專一性,ee值高達98%【J.Am.Chem.Soc.2014,136(21),7688~7700】。目前手性的H8-BINAP方法由EP839819報道,采用聯萘酚作為起始物料,經過加氫,酯化制得備用物二與二苯基氧膦偶聯反應,三氯硅氫還原,再用二苯基氧膦偶聯反應,三氯硅氫還原,反應路線較長,其中用到極易揮發的高毒三氯硅氫,對生產設備要求較高,而且產物均需硅膠柱層析純化,無法滿足工業化應用的需求。
鑒于H8-BINAP化合物獨特的催化活性及廣闊的市場前景,本發明提供了另一條可行的反應路線。
技術實現要素:
本發明所要解決的第一問題在于提供一種條件溫和,后處理簡單,適合工業化生產H8-BINAP配體的制備方法。
為了解決現有技術中的這些問題,本發明提供了5,5',6,6',7,7',8,8'-八氫-[1,1'-聯萘]-2,2'-雙[二苯基膦](以下簡稱H8-BINAP)的合成方法,其特征在于,其包括如下步驟:
(1)在乙醇中加入聯萘酚(BINOL),加入催化劑Pd/C,在高壓氫氣氣氛下反應一段時間,反應完畢后冷卻至室溫,濾去不溶物,濾液濃縮至干得到備用物一,反應式如下;
(2)將上述備用物一溶解在二氯甲烷中,加入吡啶和三氟乙酸酐,室溫攪拌8-24小時,濾去不溶物,濃縮濾液,進行結晶過濾,烘干制得備用物二,反應式如下;
(3)將上述備用物二在惰性氣氛下,加入鈀催化劑、配體、二苯基膦、堿性物種、大極性溶劑,反應溫度在110~130℃之間,反應48~96小時,將反應液冷卻至室溫,倒入甲醇中,析出固體,過濾,濾餅用少量甲醇淋洗,烘干得到目標產物,反應式如下:
優選地,所述步驟(1)中的聯萘酚選自R構型、S構型或者兩者的混合物。
優選地,所述步驟(1)中反應在60atm氫氣氣氛下進行,75~80℃反應6~8小時。
優選地,所述步驟(2)中,濃縮濾液剩少量溶劑時,加入甲醇進行結晶。
優選地,所述步驟(2)中,備用物一溶解在二氯甲烷中后,將吡啶加入,冷卻到5℃以下,攪拌滴入三氟乙酸酐,保持體系溫度不超過25℃。
優選地,所述步驟(3)中,鈀金屬催化劑選自Pd(OAc)2,PdCl2,Pd2(dba)3,Pd(PPh)4或PdCl2(PPh3)2中的一種或多種的組合。
優選地,所述步驟(3)中,所述配體為膦配體,其選自DPPE,DPPP,DPPB,P(t-Bu)3或P(Ch)3中的一種或多種的組合。
優選地,所述步驟(3)中,所述堿性物種選自DIPEA、DBU、DMAP或N,N-二環己基甲胺中的一種或多種的組合。
優選地,所述步驟(3)中,所述大極性溶劑選自N,N二甲基甲酰胺、N,N二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或1,4-二氧六環中的一種或多種的組合。
本發明的總反應式如下:
本發明目的在于提供一種條件溫和,后處理簡單,適合工業化生產H8-BINAP配體的新方法。
發明路線如下所述,在乙醇中加入聯萘酚(BINOL)與5%Pd/C(50%wet),60atm氫氣氣氛下,75~80℃反應6~8小時,冷卻至室溫,濾去不溶物,濾液濃縮至干得到備用物一。所述的聯萘酚可以是R構型、S構型或者兩者的混合物。
備用物一溶解在二氯甲烷中,加入吡啶和三氟乙酸酐,室溫攪拌24小時,濾去不溶物,濃縮濾液,剩少量溶劑時,加入甲醇析晶,過濾,烘干制得備用物二,為黃色晶狀固體
備用物二在惰性氣氛下,加入鈀催化劑、膦配體、二苯基膦、堿性物種、大極性溶劑、二苯基膦,反應溫度在110~130℃之間,反應48~96小時,將反應液冷卻至室溫,倒入甲醇中,析出固體,過濾,濾餅用少量甲醇淋洗,烘干得到目標產物。所述的大極性溶劑,為N,N二甲基甲酰胺、N,N二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或1,4-二氧六環任選一種;鈀金屬催化劑為Pd(OAc)2,PdCl2,Pd2(dba)3,Pd(PPh)4或PdCl2(PPh3)2任選一種;所述的膦配體為DPPE,DPPP,DPPB,P(t-Bu)3或P(Ch)3任選一種;所述的堿性物種為DIPEA、DBU、DMAP或N,N-二環己基甲胺任選一種。
相比于現有技術中的解決方案,本發明的有益效果是:采用備用物二直接與膦氫反應制備得到目標產物,相對于EP839819具有步驟少,避免使用高毒三氯硅氫,分離純化容易,適合工業化生產。本方法以聯萘酚為起始原料,經催化加氫,酯化,再在鈀催化劑和膦配體共同催化下,與二苯基膦進行C-P鍵偶聯反應,得到目標產物,收率達到35%。本發明制備得到的目標產物有手性催化,及不對稱環加成領域具有獨特的催化活性,在醫藥及天然產物合成領域具有廣闊的應用前景。
具體實施方式
為了便于理解,以下將通過具體的實施例對本發明進行詳細地描述。需要特別指出的是,這些描述僅僅是示例性的描述,并不構成對本發明范圍的限制。依據本說明書的論述,本發明的許多變化、改變對所屬領域技術人員來說都是顯而易見的。
實施例1
在1L高壓釜中加入50g(R)-BINOL,15g 5%Pd/C(50%wet),300mL乙醇,密封高壓釜,抽真空,氮氣置換一次,再氫氣置換3次,調整壓力至60atm,將溫度升至75~80℃,保溫反應8小時,將高壓釜冷卻至室溫,過濾,濾液濃縮至干備用,制得粘稠狀備用物一。
實施例2
將實例1中備用物一溶解在300mL二氯甲烷,加入32mL吡啶溶液中,冷卻至5℃以下,滴加108g三氟乙酸酐,滴加時溫度不超過25℃,滴加完畢室溫攪拌24小時,濾去不溶物,濃縮濾液,剩少量溶劑時,加入甲醇析晶,過濾,60~70℃下真空烘干,得到70g黃色備用物二,收率72%,純度99.2%。
實施例3
將實例2中1.1g備用物二,0.0448gPd(OAc)(10mol%),0.085gDPPE(10mol%),加入到5mLDMF溶劑中,抽真空,將氬氣置換進反應釜,然后將0.57gDIPEA和0.82g二苯基膦加入到反應體系中,攪拌下升溫至120℃,保溫回流72小時,冷卻至室溫,將反應液加入到30mL甲醇中,過濾,濾餅用少量甲醇淋洗,60~70℃下真空烘干,得到0.58g類白色固體,收率46%,熔點207~208℃,31P-NMR(CDCl3):-16.31(S),[]D+69.7(C 0.5Toluene)。
實施例4—14
實施例4—14以實例3操作為基礎做條件篩選,只進行液相收率統計。
實施例15
在100mL高壓釜中加入5g(S)-BINOL,1.5g 5%Pd/C(50%wet),30mL乙醇,密封高壓釜,抽真空,氮氣置換一次,再氫氣置換3次,調整壓力至80atm,將溫度升至75~80℃,保溫反應8小時,將高壓釜冷卻至室溫,過濾,濾液濃縮至干備用,制得粘稠狀備用物一
實施例16
將實例1中備用物一溶解在30mL二氯甲烷,加入3.2mL吡啶溶液中,冷卻至5℃以下,滴加10.8g三氟乙酸酐,滴加時溫度不超過25℃,滴加完畢室溫攪拌24小時,濾去不溶物,濃縮濾液,剩少量溶劑時,加入甲醇析晶,過濾,60~70℃下真空烘干,得到7.0g黃色備用物二,收率74%,純度99.5%。
實施例17
將5.5g備用物二,0.224gPd(OAc)2(10mol%),0.426g DPPP(10mol%),加入到30mLDMF溶劑中,抽真空,將氬氣置換進反應釜,然后將2.85gDIPEA和4.1g二苯基膦加入到反應體系中,攪拌下升溫至120℃,保溫回流72小時,冷卻至室溫,將反應液加入到150mL甲醇中,過濾,濾餅用少量甲醇淋洗,60~70℃下真空烘干,得到3.2g類白色固體,收率51.5%,熔點209~210℃,31P-NMR(CDCl3):-16.31(S),[]D-71.2(C 0.5Toluene)。
上述實例只為說明本發明的技術構思及特點,其目的在于讓熟悉此項技術的人是能夠了解本發明的內容并據以實施,并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明精神實質所做的等效變換或修飾,都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。