一類含萘并呋喃結構的聯芳基單膦配體及其制備方法和應用技術

本發明專利技術公開了一類含萘并呋喃結構的聯芳基單膦配體及其制備方法和應用，該聯芳基單膦配體是具有式（Ⅷ）所示化學結構式的化合物或它的對映體或消旋體。本發明專利技術的聯芳基單膦配體通過引入呋喃環，與所屬聯萘形成共軛結構，增加了膦配體包括其對映體或消旋體的空間位阻及其芳香環的電子云密度，提高了配合物的穩定性，并調節配體的空間位阻，配體結構新穎，制備過程經過Sonogashira反應、分子內關環、C?P偶聯反應等，合成方法簡單，所得配體應用于Suzuki?Miyuara反應時具有活性高、選擇性好等優點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于化學催化領域，尤其涉及一類含萘并呋喃結構的聯芳基單膦配體及其制備方法和應用。
技術介紹
在催化反應中，底物與催化劑及配體的配位很重要，配體結構的微小改變常常會對催化反應的活性、選擇性以及動力學等產生一系列影響。磷原子基態的外層電子組態為3s23p3，它以不等性sp3雜化軌道與3個取代基(烷基、芳基或烷氧基、芳氧基)分別形成3個σ鍵。電子效應和立體效應是有機膦配體影響催化反應的兩個重要方面，近年來在配體的設計過程中，一系列富電子、大位阻的膦配體相繼問世，例如，1998年，Buchwald研究組開發了一系列富電子聯苯單膦配體(Stephen L.Buchwald,et al.J.Am.Chem.Soc.1998,120(37):9722-9723.)，將其用于鹵代芳烴的Suzuki偶聯反應，能夠高產率地得到偶聯產物；2004年，他們又設計合成了一個高活性的聯苯類單膦配體(Sphos)(Stephen L.Buchwald,et al.Angew.Chem.Int.Ed.2004,43(14):1871-1876.)，能適用于多種類型的C-C偶聯反應，如：Pd催化的Suzuki-Miyaura偶聯反應(Stephen L.Buchwald,et al.J.Am.Chem.Soc.2005,127(13),4685–4696)；Pd催化的Negishi偶聯反應(Stephen L.Buchwald,et al.J.Am.Chem.Soc.2004,126(40),13028–13032)，金催
化的分子內炔烴與烯烴的[4+2]環加成(Antonio M.Echavarren,et al.J.Am.Chem.Soc.2005,127(17),6178–6179)以及二氫異香豆素類化合物的合成(Hashmi A,Stephen K,et al.Aust.J.Chem.2014,67(3),481-499)等，并且都能較高活性的得到目標產物。2002年Stephen L.Buchwald等合成了一系列聯萘結構的單膦配體，并將其用于酮烯醇的芳基化(Stephen L.Buchwald,et al.J.Am.Chem.Soc.2002,124(7),1261–1268)；2007年，Fuk Yee Kwong等合成了一系列吲哚單膦配體，將其用于氯代芳烴的Suzuki偶聯反應，只需要0.02％mol的鈀，就能高活性的催化反應(Fuk Yee Kwong,et al.Org.Lett.2007,9(15),2795-2798)；隨后，2008年，該課題組又合成了一系列其它類型的吲哚類單膦配體(Fuk Yee Kwong,et al.J.Org.Chem.2008,73,7803–7806)，將其用于氯代芳烴的Suzuki偶聯反應，具有很高的活性；2010年Wenjun Tang等合成了一系列環化的單膦配體(Wenjun Tang,et al.Angew.Chem.Int.Ed.2010,49,5879–5883)，并將其用于Pd催化的Suzuki-Miyaura偶聯反應，能高活性的得到目標偶聯產物。隨后，又將配體進行拓展，并用于Miyaura硼化反應(Wenjun Tang,et al.Org.Lett.2011,13(6),1366–1369)和烯酰胺的不對稱硼氫化(Wenjun Tang,et al.J.Am.Chem.Soc.2015,137(21),6746–6749)等，都可以得到很好的結果；2012年，Liqin Qiu等通過手性二醇的手性誘導，合成了一系列軸手性的聯苯類單膦配體，并將其用于不對稱Suzuki偶聯，高選擇性地得到目標偶聯產物(Liqin Qiu,et al.Org.Lett.2012,14(8),1966–1969)；2013年，該課題組又利用手性聯萘單
膦配體，經過不對稱Suzuki偶聯反應，高選擇性的合成了含有功能基團醛基的軸手性化合物(Liqin Qiu,et al.Org.Lett.2013,15(21),5508–5511)；2015年John A.Porco Jr等利用此類配體，首次合成了具有抗癌和抗菌作用的天然產物手性四氫氧雜蒽酮(John A.Porco Jr,et al.Nat.Chem.2015,7(3),234-240)，均能得到較好的收率。綜上所述，通過前人的探索經驗，膦配體在過渡金屬催化反應中占有非常重要的位置，聯芳基單膦配體在碳-碳鍵、碳-氧鍵和碳-氮鍵形成中有著廣泛應用。盡管目前已經有不少單膦配體被報道，但由于底物和反應的多樣性，對配體的要求也是多樣性的，因此，急需研發不同類型結構的膦配體，從而滿足不同反應類型的需要。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一類骨架新穎的含萘并呋喃結構的聯芳基單膦配體。本專利技術的另一個目的是提供上述聯芳基單膦配體的制備方法。本專利技術的另一個目的是提供上述聯芳基單膦配體的應用。本專利技術的上述目的是通過如下方案予以實現的：一類含萘并呋喃結構的聯芳基單膦配體，該聯芳基單膦配體是具有式(Ⅷ)所示化學結構式的化合物或它的對映體或消旋體：式中，R1為氫、鹵素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；R2為氫、鹵素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；R3為氫、鹵素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；R4為氫、鹵素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；R5為氫、鹵素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；R6為氫、鹵素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；R7為氫、鹵素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；R為烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；上述烷氧基為碳原子數為1-20的烷氧基；上述烷基為碳原子數為1-20的烷基；上述芳基為碳原子數為1-20的芳基；上述環烷基為3-8元環的環烷基；上述雜環基為含氧、硫、氮或磷原子的3-8元環的雜環基；上述取代烷基、取代芳基、取代環烷基和取代雜環基中的取代是指含鹵素、CF3、碳原子數為1-20的烷基或碳原子數為1-20的烷氧基中的任意一種或幾種取代基。當R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7均為氫時，上述聯芳基單膦配體的制備方法為：步驟一.式(1)所示化合物在有機溶劑中，在無機酸的存在下，脫去甲基甲醚基取代基得到式(2)所示化合物，反應溫度為20℃～90℃，反應時間為2h～8h；所述有機溶劑的作用是提供反應環境，有機溶劑采用DMF(N,N-二甲基甲酰胺)、二氯甲烷、甲醇本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一類含萘并呋喃結構的聯芳基單膦配體，其特征在于所述聯芳基單膦配體是具有式(Ⅷ)所示化學結構式的化合物或它的對映體或消旋體：式中，R1為氫、鹵素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；R2為氫、鹵素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；R3為氫、鹵素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；R4為氫、鹵素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；R5為氫、鹵素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；R6為氫、鹵素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；R7為氫、鹵素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；R為烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種。...

【技術特征摘要】
1.一類含萘并呋喃結構的聯芳基單膦配體，其特征在于所述聯芳基單膦配體是具有式(Ⅷ)所示化學結構式的化合物或它的對映體或消旋體：式中，R1為氫、鹵素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；R2為氫、鹵素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；R3為氫、鹵素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；R4為氫、鹵素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；R5為氫、鹵素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；R6為氫、鹵素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；R7為氫、鹵素、三甲基硅基、三乙基硅基、烷氧基、烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種；R為烷基、芳基、環烷基、雜環基以及取代烷基、取代芳基、取代環烷基或取代雜環基中的任意一種。2.根據權利要求1所述的聯芳基單膦配體，其特征在于所述烷氧基為碳原子數為1-20的烷氧基；所述烷基為碳原子數為1-20的烷基；所述芳基為碳原子數為1-20的芳基；所述環烷基為3-8元環的環烷基；所述雜環基為含氧、硫、氮或磷原子的3-8元環的雜環基；所述取代烷基、取代芳基、取代環烷基和取代雜環基中的取代是指含鹵素、CF3、碳原子數為1-20的烷基或碳原子數為1-20的烷氧基中的任意一種或幾種取代基。3.權利要求1或2所述的聯芳基單膦配體的制備方法，其特征在于，R1、R2、R3、R4、R5、R6和R7為氫時，式(Ⅷ)所示化合物由如下方法制備而得：步驟一.式(1)所示化合物在有機溶劑中，在濃度為1mol/L～6mol/L的無機酸的存在下，脫去甲基甲醚基取代基得到式(2)所示化合物，反應溫度為20℃～90℃，反應時間為2h～8h；步驟二.式(2)所示化合物在有機溶劑中，在有機堿的存在下，與乙酸酐反應得到式(3)所示化合物，反應溫度為20℃～50℃，反應時間為5h～24h；步驟三.式(3)所示化合物在有機溶劑中，在有機堿、碘化亞銅和金屬催化劑的存在下，與乙炔基三甲基硅反應得到式(4)所示化合物，反應溫度為0℃～50℃，反應時間為5h～48h；步驟四.式(4)所示化合物在有機溶劑中，在無機堿的存在下，溫度25℃～100℃，反應4h～48h，先得到關環產物；該關環產物在有機溶劑中，與三溴化硼反應脫去萘環甲氧基上的甲基，得到式(5)所示化合物，
\t反應溫度為-78℃～25℃，反應時間為0.5h～12h；步驟五.式(5)所示化合物在有機溶劑中，在有機堿存在的情況下，與三氟甲磺酸酐反應得到式(6)所示化合物反應溫度為0℃～50℃，反應時間為2h～24h；步驟六.在過渡金屬與膦配體形成的配合物催化劑以及有機堿存在的條件下，式(6)所示化合物與在有機溶劑中反應得到式(7)所示化合物，反應溫度為50℃～120℃，反應時間為8h～48h；步驟七.式(7)所示化合物在有機溶劑中，在有機堿的存在下與三氯硅烷反應得到式(8)所示化合物，反應溫度為50℃～140℃，反應時間為6h～48h。4.根據權利要求3所述的聯芳基單膦配體的制備方法，其特征在于所述步驟一中式(1)所示化合物與無機酸的摩爾比為1:1～1:40；所述步驟二中式(2)所示化合物與有機堿的摩爾比為1:1～1:4，式(2)所示化合物與乙酸酐的摩爾比為1:2～1:4；所述步驟三中式(3)所示化合物與有機堿的摩爾比為1:1～1:4，式(3)所示化合物與碘化亞銅的摩爾比為1:0.01～1:0.5，式(3)所示化合物與金屬催化劑的摩爾比為1:0.1～1:0.5，式(3)所示化合物與三甲基乙炔基硅的摩爾比為1:1～1:5；所述步驟四中式(4)所示化合物與無機堿的摩爾
\t比為1:1～1:6，關環產物與三溴化硼的摩爾比為1:1～1:4；所述步驟五中三氟甲磺酸酐與式(5)所示化合物的摩爾比為1:1～1:4，式(5)所示化合物與有機堿的摩爾比位1：1～1:10；所述步驟六中式(6)所示化合物與的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：邱立勤，周自洪，
申請(專利權)人：中山大學，
類型：發明
國別省市：廣東;44