徐 涵

（黃山學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，安徽 黃山245041）

0 引 言

平面手性配體作為一類獨立而重要的配體近年來在不對稱催化反應(yīng)中得到了廣泛的應(yīng)用并取得了好的結(jié)果。平面手性配體主要包括羰基金屬絡(luò)合物類和二茂鐵類及新型的環(huán)芳烷類。目前，二茂鐵類和羰基金屬絡(luò)合物類平面手性化合物是不對稱催化反應(yīng)中應(yīng)用最廣泛的兩類平面手性配體，然而構(gòu)成這兩類平面手性化合物的基本構(gòu)架對光、熱、空氣、氧化劑、強(qiáng)酸以及強(qiáng)堿等的不穩(wěn)定性，在一定程度上限制了它們的進(jìn)一步應(yīng)用。早在上世紀(jì)50年代初，Cram 和Brown 就已實現(xiàn)了[2.2]對環(huán)芳烷的合成，[1-3]隨后，多種[2.2]對環(huán)芳烷類配體被大量的合成出來，并應(yīng)用于不對稱催化反應(yīng)，取得良好的對映選擇性。與二茂鐵類和羰基金屬絡(luò)合物類平面手性化合物相比，[2.2]對環(huán)芳烷骨架具有如下優(yōu)點：1.高的化學(xué)穩(wěn)定性（對光、熱、酸、堿、氧化劑以及還原劑等）；2.不易消旋化（一般在200°C 附近才發(fā)生消旋化）；3.由于[2.2]對環(huán)芳烷骨架的一個苯環(huán)的對映面被分子中另一個苯環(huán)所屏蔽以及分子本身所具有的高剛性，使得手性[2.2]對環(huán)芳烷化合物在參與反應(yīng)時同樣會提供有效的不對稱環(huán)境，從而能得到較好的不對稱誘導(dǎo)結(jié)果；4.平面手性的引入較為方便，在其骨架的苯環(huán)上只需引入一個取代基就可形成平面手性。[4]我們以[2.2]對環(huán)芳烷為基礎(chǔ)，引入羧基生成平面手性的4-羧酸[2.2]對環(huán)芳烷，4-羧酸[2.2]對環(huán)芳烷與草酰氯和硫氰酸胺反應(yīng)得到異硫氰酸酯，異硫氰酸酯與氨基乙醇反應(yīng)，并用柱層析純化以70%－75%的收率得到純的羥乙基硫脲，羥乙基硫脲在N,N′-二環(huán)己基碳酰亞胺和三乙胺的作用下，脫去H2S，發(fā)生關(guān)環(huán)反應(yīng)，生成N-[2.2]對環(huán)芳烷酰基-N′-噁唑啉。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

無水三氯化鋁、三氟醋酐、[2.2]對環(huán)芳烷、硫氰酸胺、N,N′-二環(huán)己基碳酰亞胺、氨基乙醇、鹽酸、丙酮、三乙胺等以上試劑均為分析純，且沒有進(jìn)一步處理。元素分析在Perkin-Elmer240C 元素分析儀上進(jìn)行；以CDCl3或DMSO-d6為溶劑，于室溫下在BrukerAM-500 型核磁共振儀上測定1HNMR 譜，化學(xué)位移值以溶劑的殘留峰為基準(zhǔn)。

1.2 4-羧酸[2.2]對環(huán)芳烷的合成

4-羧酸[2.2]對環(huán)芳烷用參考文獻(xiàn)[5]方法制得，在N2氣保護(hù)下，1000ml 三頸瓶中加入研細(xì)的40g 無水三氯化鋁和500ml 無水二氯甲烷，冷卻至0℃，然后加入45ml 三氟醋酐，反應(yīng)0.5h 后緩慢加入21mg[2.2]對環(huán)芳烷，2h 后反應(yīng)完全。加入20ml 蒸餾水直至沒有白色煙霧放出。反應(yīng)混合物依次用蒸餾水、1mol/L 的氫氧化鈉清洗。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋干溶劑，加入10%的氫氧化鉀水溶液一起回流反應(yīng)4h, 冷卻至室溫，析出大量白色片狀固體，加入10%的氫氧化鉀溶液至固體溶解。水相用氯仿充分提取。合并萃取液，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋干溶劑，加入濃鹽酸酸化。抽干，干燥，得白色固體23.0g，產(chǎn)率：86%。

1.3 4-羧酸[2.2]對環(huán)芳烷的拆分[6]

將7.0g (R)-對硝基-α-甲基卞胺溶于120ml 的三氯甲烷溶液。將此溶液與溶有8.2g 的4-羧酸[2.2]對環(huán)芳烷的120ml 三氯甲烷溶液混合，50℃攪拌2h。冷至室溫，放人冰箱冷藏過夜,次日將析出的白色固體1 過濾出來并將濾液保存。固體1（=+42.5(c=0.8，丙酮））鹽酸酸化，過濾，得白色固體2 即為產(chǎn)品R-2。將上述保存溶液用鹽酸酸化，過濾得白色固體，再用(S)-對硝基-α-甲基卞胺按照上述方法進(jìn)行拆分，得到S-2 白色固體。

(R)-4-羧酸[2.2]對環(huán)芳烷，產(chǎn)率：24%,熔點:。

(S)-4-羧酸[2.2]對環(huán)芳烷，產(chǎn)率：35%，熔點:。

1.4 N-[2.2]對環(huán)芳烷?；?N，-羥乙基硫脲的合成

將65ml 苯和1.5g 的(R)/(S)-4-羧酸[2.2]對環(huán)芳烷充分混合，攪拌條件下加入3ml 草酰氯，20min 后溶液變成淡黃色澄清透明溶液，繼續(xù)攪拌反應(yīng)2h，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋干溶劑，得淡黃色固體。氮氣保護(hù)下，迅速加入10g 無水丙酮和1g 硫氰酸胺，攪拌30min，得中間產(chǎn)物[2.2]對環(huán)芳甲酰異硫氰酸酯，在[2.2]對環(huán)芳甲酰異硫氰酸酯溶液中直接加入10mmol 的氨基乙醇，繼續(xù)攪拌4h 至反應(yīng)完全，然后用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋干溶劑得白色粉末狀的粗產(chǎn)品。粗產(chǎn)品用硅膠柱層析純化（洗脫劑：石油醚/乙酸乙酯/丙酮，15:1:1）得純產(chǎn)品。

(R)-N-[2.2]對環(huán)芳烷?；?N′-羥乙基硫脲，產(chǎn)率：70%，白色固體。=－138.0(c=0.01EtOH)。元素分析（C20H22N2O2S）理論值(%)：C67.80；H6.21；N7.91；實 測 值 (%)：C67.82；H6.17；N8.15.1HNMR(CDCl3)：δ10.94(s，1H)，8.44(s，1H)，7.19-6.36(m，7H)，3.92(m，4H)，3.59 (m，1H)，3.14 (m，4H)，2.90 (m，3H)，1.67 (s，1H)。

(S)-N-[2.2]對環(huán)芳烷?；?N′-羥乙基硫脲，產(chǎn)率：58%，白色固體。=+140.7(c=0.02EtOH)。元素分析(C20H22N2O2S)理論值(%)：C67.80；H6.21；N7.91；實 測 值 (%):C67.82；H5.91；N8.24.1HNMR(CDCl3)：δ10.94(s，1H)，8.44(s，1H)，7.19-6.36(m，7H)，3.92(m，4H)，3.59 (m，1H)，3.14 (m，4H)，2.90 (m，3H)，1.67 (s，1H)。

1.5 N-[2.2]對環(huán)芳烷?；?N′-噁唑啉的合成

將(R)/(S)-N-[2.2]對環(huán)芳烷?；?N′-羥乙基硫脲2mmol 溶于15ml 的乙氰中，先加入4mmol 的N,N′-二環(huán)己基碳酰亞胺，再1ml 三乙胺調(diào)節(jié)溶液的PH 值，回流反應(yīng)12h。待反應(yīng)完全后，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋干溶劑，再倒入20ml 四氫呋喃，冷卻至0℃放置24h，將溶液中未反應(yīng)的白色固體N，N′-二環(huán)己基碳酰亞胺過濾掉，再次用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋干溶劑，得粗產(chǎn)品。將粗產(chǎn)品用硅膠柱層析純化(洗脫劑：石油醚/乙酸乙酯=15:1)。

(R)-N-[2.2]對環(huán)芳烷?；?N′-噁唑啉，產(chǎn)率85%，白色固體。=－92.4(c=0.01EtOH)。元素分析(C20H20N2O2)理論值(%)：C75.00：H6.25；N8.75；實測值(%):C75.82；H6.17；N8.15.1HNMR (CDCl3)：δ9.52 (s，1H)，7.19-6.36(m，7H)，3.92(m，4H)，3.59(m，1H)，3.14(m，4H)，2.90(m，3H)。

(S)-N-[2.2]對環(huán)芳烷酰基-N′-噁唑啉，產(chǎn)率82%，白色固體。=+90.0(c=0.02EtOH)。元素分析：（C20H20N2O2）理論值(%)：C75.00；H6.25；N8.75；實測 值(%)：C75.12;H6.23；N8.24.1HNMR(CDCl3)：δ9.65(s，1H)，7.19-6.36(m，7H),3.92(m，4H)，3.59(m，1H)，3.14(m，4H)，2.90(m，3H)。

2 結(jié) 論

合成了具有手性的(R/S)-[2.2]對環(huán)芳烷?；?N′-噁唑啉手性配體，從上世紀(jì)九十年代后期[2.2]對環(huán)芳烷類平面手性化合物作為一類嶄新的手性配體結(jié)構(gòu)在不對稱催化反應(yīng)中的應(yīng)用引起化學(xué)家們越來越多的關(guān)注。但是,我們必須看到這類平面手性配體的應(yīng)用僅僅處于起步階段, 進(jìn)一步的更深層次的應(yīng)用和研究仍有很長的路要走。首先,[2.2]對環(huán)芳烷類化合物特別是手性化合物的合成方法較少, 可以說這是制約環(huán)芳烷類平面手性配體進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用的關(guān)鍵問題, 應(yīng)該大力發(fā)展利用不對稱催化的方法直接合成平面手性[2.2]對環(huán)芳烷的研究。其次,對平面手性[2.2]對環(huán)芳烷類配體骨架在不對稱催化反應(yīng)中作用的認(rèn)識有待研究, 以便進(jìn)一步有目的地設(shè)計、合成和發(fā)展高效[2.2]對環(huán)芳烷類手性配體。第三,擴(kuò)大平面手性[2.2]對環(huán)芳烷類配體的應(yīng)用范圍,一是豐富和發(fā)展配體類型;二是盡可能多地將配體應(yīng)用于其它類型的不對稱催化反應(yīng)。相信隨著在不對稱催化反應(yīng)中應(yīng)用的不斷拓寬和深入，[2.2]對環(huán)芳烷類平面手性配體必將顯示其獨特而廣泛的應(yīng)用前景。

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[4]巫循偉,孫威,侯雪龍.[2.2]對環(huán)芳烷平面手性配體在不對稱催化反應(yīng)中的應(yīng)用[J].有機(jī)化學(xué)，2003,(9):906-913.

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