毛偵軍

摘 要

從商業(yè)化的（R）-4，12-二溴[2.2]對環(huán)芳烷出發(fā)，經(jīng)過Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)、脫甲基化反應(yīng)、磷酸化反應(yīng)三步合成了新型面手性磷酸酯，總收率達(dá)到了78.1%。目標(biāo)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)經(jīng)過熔點(diǎn)、核磁共振氫譜、碳譜、質(zhì)譜等表征手段得到確證。

關(guān)鍵詞

對環(huán)芳烷;面手性;磷酸酯;合成

中圖分類號： O622 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.07.061

Clam和Allinger于1955年首次報(bào)道了[2.2]對環(huán)丙烷平面手性衍生物的合成[1]。然而，人們經(jīng)歷了40多年的時(shí)間才認(rèn)識到平面手性衍生物結(jié)構(gòu)在立體選擇性合成中的潛力，平面手性配體主要包括二茂鐵類、羰基金屬絡(luò)合物類以及[2.2]對環(huán)芳烷類等。近年來，平面手性配體作為一類獨(dú)特而重要的配體在不對稱催化反應(yīng)中得到了廣泛的應(yīng)用，特別是[2.2]對環(huán)芳烷類配體取得了一些較好的成果[2-5]。

[2.2]對環(huán)芳烷類配體與二茂鐵或羰基金屬絡(luò)合物類平面手性化合物相比，具有以下特點(diǎn)：（1）二茂鐵或羰基金屬絡(luò)合物中必須至少引入兩個(gè)不同的取代基才能形成平面手性，而[2.2]對環(huán)芳烷類配體在其骨架的苯環(huán)上引入一個(gè)取代基即可形成平面手性;（2）[2.2]對環(huán)芳烷類配體的基本骨架對光、熱、酸、堿、氧化劑以及還原劑等具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性;（3）[2.2]對環(huán)芳烷類配體不易消旋;（4）由于受分子張力限制，[2.2]對環(huán)芳烷具有較高的剛性。同時(shí)，由于[2.2]對環(huán)芳烷骨架的一個(gè)苯環(huán)的對映面被分子中另一苯環(huán)所屏蔽，使得手性[2.2]對環(huán)芳烷化合物在參與反應(yīng)時(shí)同樣有可能提供有效的不對稱環(huán)境，從而能得到較好的不對稱催化效果。這些無疑為[2.2]對環(huán)芳烷類平面手性配體在不對稱催化反應(yīng)中的應(yīng)用展現(xiàn)了良好的發(fā)展前景。

我們以（R）-4，12-二溴[2.2]對環(huán)芳烷出發(fā)，經(jīng)過Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)、脫甲基化反應(yīng)、磷酸化反應(yīng)合成得到新型面手性磷酸酯（Scheme 1），旨在希望這類新催化劑或配體在不對稱Diels-Alder反應(yīng)、不對稱Biginelli反應(yīng)、不對稱Mannich反應(yīng)、不對稱氫化反應(yīng)、不對稱C-H鍵活化反應(yīng)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑及儀器

熔點(diǎn)用YANACO顯微熔點(diǎn)儀測定。核磁共振譜在中科牛津WNMR-I-400M型核磁共振波譜儀上測定，1H NMR化學(xué)位移采用TMS（δ=0）定標(biāo)，13C NMR化學(xué)位移采用CDCl3（δ=77.0）定標(biāo)。質(zhì)譜在Agilent Technologies 6460 Triple Quad LC/MS 測定。有機(jī)反應(yīng)用薄層硅膠版（TLC）跟蹤，紫外燈檢測。試劑均為市售分析純或工業(yè)級。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 化合物2的合成

在氮?dú)夥諊?，?L三口圓底燒瓶中依次加入（R）-4，12-二溴[2.2]對環(huán)芳烷1（20mmol）、3-甲氧基硼酸（44mmol）、Pd（PPh3）4（2.0mmol）和Na2CO3（80mmol），再加入0.3L DMSO/H2O（V/V=10/1）混合溶劑。反應(yīng)液在90℃油浴下攪拌反應(yīng)6小時(shí)，TLC監(jiān)測終點(diǎn)后，將反應(yīng)液降至室溫，加入500mL水稀釋。用CH2Cl2萃取三次，合并有機(jī)相并用飽和食鹽水洗滌1次，水洗滌2次，無水Na2SO4干燥，真空除去溶劑，得到白色固體產(chǎn)物2，產(chǎn)率83%，可用于直接下一步反應(yīng)。

m.p.195-196℃;1H NMR（400MHz，CDCl3）δ7.32-7.23（m，2H），6.97（d，J=7.2Hz，2H），6.85-6.79（m，2H），6.75-6.66（m，4H），6.62（d，J=7.2Hz，2H），3.56（s，6H），3.53-3.47（m，2H），3.20-3.03（m，2H），3.00-2.85（m，2H）， 2.83-2.70（m，2H）ppm;13C NMR（101MHz，CDCl3）δ159.72， 142.77，140.17，139.72，137.06，135.54，132.26，130.19，129.27，121.82，113.54，113.13，54.86，34.58，34.34ppm;MS C30H26Br2O2（[M+H]+）：m/z579。

1.2.2 化合物3的合成

在氮?dú)夥諊?，?00mL三口圓底燒瓶中加入化合物2（15mmol），加入100mL干燥的CH2Cl2溶解澄清。將反應(yīng)瓶置于冰浴，一段時(shí)間后，緩慢滴加BBr3（1Min CH2Cl2，150mmol）。之后將反應(yīng)液升至室溫，攪拌反應(yīng)5小時(shí)。TLC監(jiān)測反應(yīng)終點(diǎn)后，逐滴向反應(yīng)液中加入飽和NaHCO3，淬滅反應(yīng)，反應(yīng)液由棕色變?yōu)闊o色。用二氯甲烷萃取三次（3×500mL），合并有機(jī)相，飽和食鹽水洗滌1次，無水Na2SO4干燥，除去溶劑，得到白色固體產(chǎn)物3，收率99% ，可用于直接下一步反應(yīng)。

m.p.158-159℃;1HNMR（400MHz，CDCl3）δ7.30-7.25（m，2H），6.99（d，J=7.8Hz，2H），6.87-6.80（m，2H），6.72（d，J=7.3Hz，2H），6.63（d，J=7.5Hz，4H），5.04（s，2H），3.68-3.45（m，2H），3.10-2.95（m，4H），2.85-2.75（m，2H）ppm;13CNMR（101MHz，CDCl3）δ154.47，141.66，138.71，138.56，136.02，134.46，131.48，128.85，128.52，121.16，115.04，112.50，33.53，33.22ppm;MS[C28H22Br2O2]+（[M+H]+）：m/z551。

1.2.3 化合物4的合成

在氮?dú)夥諊?，室溫下?00mL三口圓底燒瓶中加入化合物3（10mmol）、和固體1H-四氮唑（40mmol），加入250CH2Cl2溶解至澄清。接著，在室溫下逐滴加入2-氰基乙基-N，N，N'，N'-四異丙基磷酰二亞胺（12mmol）。反應(yīng)在室溫下攪拌反應(yīng)2小時(shí)，再冷卻至0℃下將TBHP（30mmol）滴加至反應(yīng)液到中，繼續(xù)升至室溫并攪拌45分鐘，用飽和Na2S2O3水溶液處理反應(yīng)。分離有機(jī)相，水相用二氯甲烷萃取2次，合并有機(jī)相，無水Na2SO4干燥，減壓除去溶劑即得白色固體面手性磷酸酯4，收率95%。

m.p.215-216℃;1HNMR（400MHz，CDCl3）δ7.77（s，1H），7.45-7.30（m，3H），7.23（d，J=7.2Hz，2H），6.85（d，J=7.2Hz，1H），6.81-6.74（m，2H），6.72（d，J=7.2Hz，1H），6.66-6.49（m，2H），4.68-4.40（m，2H），3.45-3.23（m，3H），3.24-3.10（m，2H），3.03-2.88（m，3H），2.86-2.73（m，2H）ppm;13CNMR（101MHz，CDCl3）δ149.35，139.59，138.82，138.71，138.24，138.02，137.35，136.34，136.12，133.91，133.59，133.32，132.84，128.88，128.79，127.16，127.05，126.97，125.33，122.35，118.92，118.58，116.72，115.23，61.95，34.76，34.28，33.45，32.29，18.73ppm;MSC31H24Br2NO4P（[M+H]+）：m/z666.

2 結(jié)論

從商業(yè)化的（R）-4，12-二溴[2.2]對環(huán)芳烷出發(fā)，經(jīng)過Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)、脫甲基化反應(yīng)、磷酸化反應(yīng)三步合成了面手性磷酸酯，總收率達(dá)到了78.1%。目標(biāo)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)經(jīng)過熔點(diǎn)、核磁共振氫譜、碳譜、質(zhì)譜的檢測和表征，確證了目標(biāo)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)

[1]Cram DJ， Allinger NL. Macro rings. XII. Stereochemical consequences of steric compression in the smallest paracyclophane. J Am Chem Soc， 1955， 77， 6289-6294.

[2]Enders D.， Ludwig M.， Raabe G. Synthesis and Application of the First Planar Chiral Strong Br？sted Acid Organocatalysts. Chirality， 2012， 24，215-222.