【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及有機化學，尤其涉及一種基于反位效應的強配位pnn三齒手性配體及其在自由基不對稱官能團化及相關反應中的應用。
技術介紹
1、廉價金屬催化的自由基不對稱官能團化近年來吸引了越來越多的關注，自由基不對稱官能團化反應是構建很多結構豐富的手性化合物的重要手段，在合成化學、藥物發現和材料科學中起著至關重要的作用。該領域目前的瓶頸問題是缺乏高效的不對稱催化體系，新型手性配體亟待發展。
2、手性三齒配體在過渡金屬催化中應用廣泛，這類配體在結構上易于修飾，其立體效應和電子效應可高度調節。其中，含有弱配位點的手性三齒配體在廉價金屬催化的自由基不對稱官能團化反應中展現了優異的反應活性及對映選擇性，由此得到關注。例如包括專利技術人前期研究成果（cn118146274a）在內的現有技術提供了如下代表性的含有弱配位點的代表性手性三齒配體：
3、
4、以上類型的配體的二烷基胺弱配位點能與金屬形成亞穩定配位，該亞穩定配位能穩定高價金屬活性中間體，同時能解離形成有效的活性反應位點。然而在專利技術人的進一步研究中發現，此類配體仍存在亟需解決的技術缺陷。對于有強配位的底物如雜環等，底物中的強配位雜原子能快速取代這類三齒配體的弱配位點，形成多個底物配位的穩定金屬中間體。配位在這類金屬中間體中的底物不易解離，不能實現催化循環，從而造成催化劑中毒。因此，含亞穩定配位的三齒配體通常不適用于強配位底物的不對稱自由基官能團化。
5、在相關領域的應用中，手性氮雜環化合物片段在藥物、生物活性分子和天然產物中普遍存在，手性
6、然而，由于含氮雜環對催化劑的顯著毒化作用，目前已報道的三齒手性配體基于以上缺陷難以實現這類底物的不對稱自由基轉化。因此，提供一種強配位pnn三齒手性配體解決現有不足將具有顯著的理論創新及實際應用價值。
技術實現思路
1、有鑒于現有技術的上述缺陷，在本專利技術的第一方面，提供了一種實現自由基官能團化過程中的手性控制、解決強配位底物對催化劑的毒化、在含氮雜環類化合物的不對稱自由基官能團化反應具備優異反應活性及對映選擇性的強配位pnn三齒手性配體，具有如通式ⅰ所述的結構：
2、
3、式中，左側環實線代表二茂鐵或苯環結構；x為碳元素或硫元素，y為碳元素或氧元素；右側環實線代表其和氮原子、y原子成環；
4、當x為碳元素時，x和氧之間的虛線代表無此鍵，即此時橋聯基團為羰基；當x為硫元素時，x和氧之間的虛線代表有此鍵，即此時橋聯基團為磺酰基；
5、當y為碳元素時，通式中右側環實線的代表結構包括吡啶及含取代基的吡啶；當y為氧元素時，通式中右側環實線的代表結構包括代表噁唑啉及含取代基的噁唑啉；
6、r、r1、r2各自獨立的選自烷基或芳基；其中，烷基包括甲基、乙基、異丙基、環己基、叔丁基、芐基中的一種；芳基包括苯基、2-甲基苯基、2-甲氧基苯基、2-三氟甲基苯基、3-甲基苯基、3-甲氧基苯基、3-三氟甲基苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-三氟甲基苯基、2,6-二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、3,5-二甲基苯基、3,5-二三氟甲基苯基、3,5-二叔丁基苯基、3,5-二叔丁基-4-甲氧基-苯基、1-萘基、2-萘基、1-蒽基中的一種。
7、優選的，所述強配位pnn三齒手性配體包括如下l1~l146所示結構式的化合物：
8、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、。
9、出于簡化化合物結構式的目的，上述取代的芳基由本領域通用符號ar（arylgroup）表示，并在對應化合物中呈現了其具體類型。
10、基于以上技術方案，本專利技術的原理及設計構思在于，提出如上結構的基于反位效應的強配位三齒pnn配體。配體骨架為具有優越面手性和碳中心手性的二茂鐵ugi胺骨架以及簡單的手性芐胺骨架。對于配體中的磷原子配位點，可以通過手性ugi胺精準可控地引入膦手性。配體中含有可被去質子化的二級胺配位點，能與金屬形成富電性的σ配位，增強反應活性。配體中的第三個強配位點為吡啶或噁唑啉，也可精準可控地引入手性環境。當自由基與中心金屬作用時，自由基的大位阻基團將避免與配位中的大位阻基團接觸，從而實現自由基官能團化過程中的手性控制。
11、強配位三齒pnn配體的三個配位點均為強配位，當強配位底物與金屬配位時，由于配體中的三個強配位點與金屬絡合物形成了穩定的螯合環，底物不能取代配體中的三個強配位點，此時強配位底物只能配位在配體中橋聯n原子的反位。配體中橋聯n原子上的h原子在堿性條件下可以去質子化，與金屬形成穩定的σ配位。與金屬形成σ配位的橋聯n原子具有強的電子給體性質，而處于反位的強配位底物的雜原子也具有強的電子給體性質。根據反位效應原理，當處于反位的兩個配體都是強的電子給體時，其中一個配體受反位效應的影響，容易發生解離。因此，處于配體橋聯n原子反位的強配位底物受反位效應的影響，能發生解離，從而實現催化循環，不會形成穩定的強配位絡合物而造成催化劑毒化。此外，由于本專利技術中的三齒pnn配體的三個配位點均為強配位，該類配體對高價活性金屬中間體的穩定效果更好，強配位底物不易破壞配體與金屬形成的絡合物的本征結構，因而相應催化劑在催化過程中具有更好的穩定性。
12、對于強配位三齒pnn配體l1~l4、l21~l56，其合成路線如下：
13、
14、其中，r.t.表示室溫；1.5?h、4?h、50?min分別表示反應時間；0.25?m表示濃度，后續相同。
15、上述合成路線涉及的化合物1、2、3、int-1或者產物l1~l4、l21~l56的結構通式中，r對應相應的烷基或芳基，烷基選自甲基、乙基、異丙基、叔丁基、芐基等，芳基選自苯基、2-甲基苯基、4-甲氧基-3,5-二叔丁基苯基等；r’對應相應的烷基或芳基，烷基選自環己基，叔丁基等，芳基為苯基等；r4對應相應的烷基或芳基，烷基選自2-甲基、2-甲氧基、3-甲基、3-乙基、3-異丙基、3-叔丁基、3-乙基苯基、3-甲氧基、3-三氟本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種強配位PNN三齒手性配體，其特征在于，具有如通式Ⅰ所述的結構：
2.?根據權利要求1所述的強配位PNN三齒手性配體，其特征在于，強配位PNN三齒手性配體包括如下L1?~?L146所示結構式的化合物：
3.一種如權利要求1或2所述的強配位PNN三齒手性配體在自由基不對稱官能團化反應及其衍生反應中的應用，其特征在于：所述自由基不對稱官能團化反應包括不對稱疊氮化反應。
4.根據權利要求1所述的強配位PNN三齒手性配體在自由基不對稱官能團化反應及其衍生反應中的應用，其特征在于，應用的方法包括如下步驟：將強配位PNN三齒手性配體與金屬化合物經絡合反應形成的產物作為自由基不對稱官能團化反應及其衍生反應的催化劑。
5.根據權利要求4所述的強配位PNN三齒手性配體在自由基不對稱官能團化反應及其衍生反應中的應用，其特征在于：所述金屬化合物中金屬原子包括Cu、Fe、Zn、Mn、Cr、Co、Au、Ag、Ni、Ti、Pt、Pd、Rh、Ru、Ir中的至少一種。
6.根據權利要求5所述的強配位PNN三齒手性配體在自由基不對稱官能團化反應及其
7.根據權利要求4所述的強配位PNN三齒手性配體在自由基不對稱官能團化反應及其衍生反應中的應用，其特征在于，應用的方法具體包括如下步驟：
8.根據權利要求7所述的強配位PNN三齒手性配體在自由基不對稱官能團化反應及其衍生反應中的應用，其特征在于：所述步驟（1）中，堿包括叔丁醇鋰、叔丁醇鈉、叔丁醇鉀、乙醇鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫、磷酸鉀、1,8-二氮雜二環-雙環[5,4,0]-7-十一烯、2-叔丁基-1,1,3,3-四甲基胍、(叔丁基亞氨基)三(吡咯烷)膦）中的至少一種；溶劑包括甲醇、乙醇、異丙醇、叔丁醇、1,4-二氧六環、四氫呋喃、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、甲苯、2-甲基-四氫呋喃中的至少一種。
9.?根據權利要求7所述的強配位PNN三齒手性配體在自由基不對稱官能團化反應及其衍生反應中的應用，其特征在于：所述步驟（1）中，金屬化合物、強配位PNN三齒手性配體、堿的摩爾比為1:（1?~?1.5）:（10?~?20）；所述步驟（2）中，反應底物為烷基鹵代物、烯烴和TMSN3時，烷基鹵代物、烯烴和TMSN3的摩爾比為1:（1.1?~?2）:（1.1?~?2）；反應底物為烷基鹵代物和TMSN3時，烷基鹵代物與TMSN3的摩爾比為1:（1.1?~?2）。
10.?根據權利要求7所述的強配位PNN三齒手性配體在自由基不對稱官能團化反應及其衍生反應中的應用，其特征在于：所述步驟（1）中，絡合反應的溫度為常溫，反應時長≤1h；所述步驟（2）中，不對稱疊氮化反應的反應溫度為-20?~?50?℃，反應時間為2?~?72?h。
11.根據權利要求1或2所述的強配位PNN三齒配體再含雜環手性胺片段的藥物、生物活性分子及天然產物的中間體合成新路線中的應用。
12.根據權利要求11所述的應用，其特征在于，包括用于制備血管非炎性蛋白-1（Vanin-1）抑制劑的中間體合成路線，具體如下：
13.根據權利要求12所述的應用，其特征在于，包括用于制備昂唑司特(Ontazolast)的中間體合成路線，具體如下：
14.根據權利要求11所述的應用，其特征在于，包括用于制備天然產物（Conulothiazole?A）的中間體合成路線，具體如下：
15.根據權利要求11所述的應用，其特征在于，包括用于生物活性分子TTA-A8的中間體合成路線，具體如下：
...【技術特征摘要】
1.一種強配位pnn三齒手性配體，其特征在于，具有如通式ⅰ所述的結構：
2.?根據權利要求1所述的強配位pnn三齒手性配體，其特征在于，強配位pnn三齒手性配體包括如下l1?~?l146所示結構式的化合物：
3.一種如權利要求1或2所述的強配位pnn三齒手性配體在自由基不對稱官能團化反應及其衍生反應中的應用，其特征在于：所述自由基不對稱官能團化反應包括不對稱疊氮化反應。
4.根據權利要求1所述的強配位pnn三齒手性配體在自由基不對稱官能團化反應及其衍生反應中的應用，其特征在于，應用的方法包括如下步驟：將強配位pnn三齒手性配體與金屬化合物經絡合反應形成的產物作為自由基不對稱官能團化反應及其衍生反應的催化劑。
5.根據權利要求4所述的強配位pnn三齒手性配體在自由基不對稱官能團化反應及其衍生反應中的應用，其特征在于：所述金屬化合物中金屬原子包括cu、fe、zn、mn、cr、co、au、ag、ni、ti、pt、pd、rh、ru、ir中的至少一種。
6.根據權利要求5所述的強配位pnn三齒手性配體在自由基不對稱官能團化反應及其衍生反應中的應用，其特征在于：所述金屬化合物包括cui、cubr、cucl、cucn、cu2o、cu(ch3cn)4pf6、(cuotf)2·phh、(cuotf)2·phme、cu(otf)2、cu(no3)2、cu(oac)2、cu(oac)2·h2o、cu(acac)2、cucl2、cubr2、cu(bf4)2、cuso4中的至少一種。
7.根據權利要求4所述的強配位pnn三齒手性配體在自由基不對稱官能團化反應及其衍生反應中的應用，其特征在于，應用的方法具體包括如下步驟：
8.根據權利要求7所述的強配位pnn三齒手性配體在自由基不對稱官能團化反應及其衍生反應中的應用，其特征在于：所述步驟（1）中，堿包括叔丁醇鋰、叔丁醇鈉、叔丁醇鉀、乙醇鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫、磷...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳才友，雷一凡，張子芯，黃春熙，薛凱陽，
申請(專利權)人：武漢大學，
類型：發明
國別省市：
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