CN1328252C - 新型光学纯水溶性二胺和衍生物及其制备方法和用途 - Google Patents
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Abstract
本发明有关一类新型水溶性手性二胺和衍生物及其制备方法和用途，具体是光学纯2，2’-二磺酸根取代的1，2-二苯基乙二胺和光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单磺酰化1，2-二苯基乙二胺的制备方法和在不对称催化中的应用。光学纯2，2’-二磺酸根取代的1，2-二苯基乙二胺的制备方法包括：将光学纯1，2-二苯基乙二胺用发烟硫酸磺酸化，经碱中和，纯化干燥得到纯品。光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单磺酰化1，2-二苯基乙二胺的制备方法包括：碱性条件下，光学纯2，2’-二磺酸根取代的1，2-二苯基乙二胺与磺酰氯反应，经纯化干燥得到纯品。光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单磺酰化1，2-二苯基乙二胺与钌、铑、铱等第八族过渡金属的络合物用于酮的水相和水-有机两相不对称催化转移氢化，多数芳香烷基酮取得了与均相催化相当的结果，对映选择性高达98%ee。尤其是ω-溴代芳香烷基酮类化合物在水相和水-有机两相介质中反应能得到预期的手性ω-溴代芳香烷基醇类化合物或环氧化物。用与水不互溶的有机溶剂萃取产物后，催化剂经多次使用仍有很高的转化率，对映选择性保持不变。表面活性剂对该反应有很好的促进作用。
Description
本发明属于有机化学不对称催化领域，具体是光学纯2，2’-二磺酸根取代的1，2-二苯基乙二胺和N-单磺酰化衍生物及其制备和在不对称催化中的应用。
绿色化学研究直接关系到人类社会的可持续发展。为了实现化学工程的绿色化，需要在很多方面进行努力。水相催化反应一直是绿色化学研究的重要内容[OrganicReactions on Aqueous Media John Wiley & Sons：New York，1997；Organic Synthesis inWater Blacky Academic and Professional：London，England，1998；Aqueous PhaseOrganometallic Catalysis Wiley-Vch：Weinheim，Germany，1998]。金属催化的有机反应要在水介质中进行，除了反应试剂对水介质要稳定外，合成水溶性配体是关键所在。手性二胺及其衍生物是一类很有意义的手性分子，近些年来，这类分子在有机合成中应用日益增多，尤其是在不对称催化反应研究领域，在一系列反应中显示非常高的立体控制能力[Angew.Chem.Int.Ed.Engl.1998，37，2580]。因此，水溶性手性二胺配体及其在水相不对称催化反应中的应用引起我们极大的兴趣。
本发明的目的之一在于提供一类光学纯的水溶性二胺，该类光学活性水溶性二胺的金属络合物能有效地催化水相和水-有机两相的不对称反应。光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单磺酰化1，2-二苯基乙二胺与钌、铑、铱等第八族过渡金属的络合物在芳香烷基酮的水相和水-有机两相不对称催化氢转移研究中，多数取得与均相催化相当的结果，对映选择性高达98％ee。反应液用与水不互溶的有机溶剂萃取产物后，催化剂经多次使用仍有很高的转化率，对映选择性保持不变。
手性ω-溴代芳香烷基醇类化合物是十分重要的合成β-肾上腺素受体拮抗剂类药物的医药中间体，到现在为止，能够实现这种ω-溴代芳香烷基酮类化合物手性还原的有效办法是利用手性噁唑硼试剂的不对称硼氢化[Angew.Chem.Int.Ed.Engl.1998，37，1986]。
本发明的目的之二在于为手性ω-溴代芳香烷基醇类化合物和手性环氧化物的合成提供新的途径。水相和水-有机两相条件下光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单磺酰化1，2-二苯基乙二胺与钌、铑、铱等第八族过渡金属的络合物催化的氢转移还原，通过控制温度，可以选择性地得到手性ω-溴代芳香烷基醇类化合物或手性环氧化物。该方法与手性噁唑硼试剂相比，操作更简便，条件更温和；由于用水做溶剂，更清洁、更便宜。
像多数水相不对称催化反应一样[Adv.Synth.Catal.2002，344，221]，表面活性剂与相转移催化剂都对该反应有很好的促进作用。特别是当表面活性剂为阳离子型表面活性剂时，反应的活性大大增加且对映选择性也有明显提高(如苯乙酮高达96％ee)。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：
光学纯2，2’-二磺酸根取代的1，2-二苯基乙二胺和光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单磺酰化1，2-二苯基乙二胺的制备方法及其在不对称催化中的应用，其特征在于其结构是2，2’-二磺酸根取代的1，2-二苯基乙二胺和2，2’-二磺酸根取代的N-单磺酰化1，2-二苯基乙二胺，其化学结构式如下：
光学纯2，2′-二磺酸根取代的 光学纯2，2′-二磺酸根取代的
1，2-二苯基乙二胺 N-单磺酰化1，2-二苯基乙二胺
其中，R是以下I-III基团
以及直链烷基(C1-C18)、环烷基(C3-C10)、金刚烷基和其他烷基以及胺基(-NR2R3)，R1是以下基团：-NO2、-OR2、直链烷基(C1-C18)、环烷基(C3-C10)、金刚烷基和其他烷基，R2和R3是以下基团：直链烷基(C1-C18)、环烷基(C3-C10)、金刚烷基和其他烷基，M2+是Ba2+、Mg2+、Ca2+和其他正二价离子，M+是Na+、K+、Li+和其他正一价离子。
上述方案中，光学纯2，2’-二磺酸根取代的1，2-二苯基乙二胺的制备方法，其特征在于光学纯2，2’-二磺酸根取代的1，2-二苯基乙二胺是由光学纯1，2-二苯基乙二胺和发烟硫酸以1∶10～100的质量比溶解后，在0℃～35℃的温度下反应1天后得到光学纯2，2’-二磺酸根取代的1，2-二苯基乙二胺，经无机碱中和，以水∶乙醇＝1∶10～100的体积比重结晶，纯化后真空干燥得到白色固体。
上述方案中，光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单磺酰化1，2-二苯基乙二胺的制备方法，其特征在于光学纯2，2’二磺酸根取代的1，2-二苯基乙二胺与水以1∶10～50的质量比溶解后加入1.0～1.5倍摩尔比的无机碱调pH为碱性，加入0.1～0.2倍摩尔比的表面活性剂或相转移催化剂，滴加1.0～1.5倍摩尔比的磺酰氯，在0℃～35℃反应8～45小时得到光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单磺酰化1，2-二苯基乙二胺，该水溶性手性二胺以水∶乙醇＝1∶10～100的体积比重结晶后真空干燥得白色固体。
上述方案中，使用的无机碱为：氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化镁、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸锂、碳酸钾、碳酸钡、碳酸镁、碳酸钙、碳酸氢钠、碳酸氢钾。
上述方案中，光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单磺酰化1，2-二苯基乙二胺在不对称催化中的应用，其特征在于光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单磺酰化1，2-二苯基乙二胺与钌、铑、铱等第八族过渡金属的络合物，在表面活性剂或相转移催化剂存在下，芳香烷基酮在水相和水-有机两相中的不对称催化氢转移研究，多数取得了与均相催化相当的结果，对映选择性高达98％ee，尤其是ω-溴代芳香烷基酮类化合物在水相和水-有机两相介质中反应能选择性地得到预期的手性ω-溴代芳香烷基醇类化合物或环氧化物；
——将反应使用的蒸馏水经脱气处理，在惰性气氛下进行时，催化剂经多次使用仍有很高的转化率，对映选择性保持不变。
上述方案中，芳香烷基酮为IV-XIV式化合物
其中，R1是以下基团：-NO2、-OR2、-Cl、-F、-Br、-I、直链烷基(C1-C18)、环烷基(C3-C10)、金刚烷基和其他烷基，R2是以下基团：直链烷基(C1-C18)、环烷基(C3-C10)、金刚烷基、α-溴代烷基，n＝1-3，X＝O、S、N。
上述方案中，有机相为酯类(甲酸酯、乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯等)、醚类(乙醚、乙二醇二甲醚、甲基特丁基醚、四氢呋喃等)、烷烃类(石油醚、正己烷、环己烷等)、卤代烷烃类(二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、1，2-二氯乙烷等)、芳香类(苯、甲苯、二甲苯、三甲苯等)和其中两种以上(包括两种)的混合溶剂。
上述方案中，表面活性剂或相转移催化剂为：阴离子型表面活性剂(十六烷基硫酸钠、十六烷基磺酸钠、十四烷基磺酸钠等)、阳离子型表面活性剂(十六烷基三烷基溴化铵、十四烷基三烷基溴化铵等)、双离子型表面活性剂(磺酸取代的十六烷基三烷基溴化铵、磺酸取代的十四烷基三烷基溴化铵等)、非离子型表面活性剂(聚乙二醇-100、聚乙二醇-400、聚乙二醇-2000、聚乙二醇-10000、环糊精等)、冠醚类相转移催化剂(15-冠-5、18-冠-6等)、季铵盐类相转移催化剂(四烷基氯化铵、四烷基溴化铵、四烷基碘化铵等)，其中权利要求5所述的表面活性剂为阳离子型表面活性剂(十六烷基三烷基溴化铵、十四烷基三烷基溴化铵等)、季铵盐类相转移催化剂(四烷基氯化铵、四烷基溴化铵、四烷基碘化铵等)时，反应的活性大大增加且对映选择性也有明显提高(如苯乙酮高达96％ee)。
本发明首次制备得到光学纯2，2’-二磺酸根取代的1，2-二苯基乙二胺及其N-单磺酰化衍生物，包括下列反应步骤：
步骤一：将光学纯1，2-二苯基乙二胺直接磺酸化制备得到光学纯2，2’-二磺酸根取代的1，2-二苯基乙二胺。
光学纯1，2-二苯基乙二胺 光学纯2，2′-二磺酸根取代
的1，2-二苯基乙二胺
步骤二：碱性条件下，光学纯2，2’-二磺酸根取代的1，2-二苯基乙二胺与磺酰氯反应，经纯化干燥得到光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单磺酰化1，2-二苯基乙二胺。
光学纯2，2’-二磺酸根取代的 光学纯2，2′-二磺酸根取代的N-单磺酰化
1，2-二苯基乙二胺 1，2-二苯基乙二胺
本发明中首次利用光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单磺酰化1，2-二苯基乙二胺与钌、铑、铱等第八族过渡金属的络合物在表面活性剂或相转移催化剂存在下，对芳香烷基酮的水相和水-有机两相不对称催化氢转移进行研究，多数取得了与均相催化相当的结果，对映选择性高达98％ee。将反应使用的蒸馏水经脱气处理，在惰性气氛下进行时，催化剂经多次使用仍有很高的转化率，对映选择性保持不变。当表面活性剂为阳离子型表面活性剂，如CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)时，反应的活性大大增加，且对映选择性也有明显提高(如苯乙酮高达96％ee)。
本发明为手性ω-溴代芳香烷基醇类化合物和手性环氧化物的合成提供新的途径。水相和水-有机两相条件下光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单磺酰化1，2-二苯基乙二胺与钌、铑、铱等第八族过渡金属的络合物催化的氢转移还原，通过控制温度，可以选择性地得到手性ω-溴代芳香烷基醇类化合物或手性环氧化物。该方法与手性噁唑硼试剂相比，操作更简便，条件更温和；由于用水做溶剂，更清洁、更便宜。
下面是本发明的实施例。
实施例一
光学纯2，2’-二磺酸根取代的1，2-二苯基乙二胺的制备
将1.000克(4.717mmol)[光学纯-1，2-二苯基乙二胺(DPEN)]，0℃下加入到10克发烟硫酸中，混合液剧烈搅拌24小时，反应液变为粘稠状红色液体。搅拌下，倒入50克碎冰中，加入过量BaCO3固体，直至pH＝7-8。过滤，滤液浓缩后，加入10mL乙醇重结晶得白色固体，反相层析柱纯化，得1.765克白色固体(R，R)-2(收率68％)。
实施例二
光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单磺酰化1，2-二苯基乙二胺的制备
将1.715克(3.096mmol)光学纯2，2’-二磺酸根取代的1，2-二苯基乙二胺，176毫克(4.391mmol)氢氧化钠溶于15mL水，加入184毫克(0.676mmol)SDS(十二烷基硫酸纳)。室温下剧烈搅拌，将769毫克对甲苯磺酰氯(3.715mmol)(溶于30mL二氯甲烷中)缓慢滴加到反应体系中，反应24小时后，过滤掉SDS(十二烷基硫酸纳)，并将二氯甲烷分液除去。水相中加入433毫克(3.406mmol)无水Na2SO4，将Ba2+定量沉淀而转化为钠盐。过滤掉不溶白色固体(BaSO4)，滤液浓缩后，加入10mL乙醇重结晶得白色固体，反相层析柱纯化，得1.353克白色固体光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单对甲基苯磺酰化1，2-二苯基乙二胺(收率72％)。
实施例三
水相中苯乙酮的不对称转移氢化反应
将3.1毫克(0.005mmol)钌络合物前体[RuCl2(p-cymene)]2与6.6毫克(0.011mmol)光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单对甲基苯磺酰化1，2-二苯基乙二胺溶于1.0mL水中，40℃下搅拌活化1小时。然后加入520毫克(5.0mmol)HCO2Na·2H2O作为氢源，加入0.120mL(1.0mmol)底物苯乙酮，于40℃油浴中剧烈搅拌，直接在空气气氛下反应24小时。然后用乙醚/正己烷(v/v，1∶1)进行萃取(3×3mL)，萃取液用无水Na2SO4干燥，由气相色谱在手性柱(CP-cyclodex B-236 M column)上测定转化率为34.4％，对映选择性为88.9％ee。
实施例四
水相中苯乙酮的不对称转移氢化反应
将1.5毫克(0.0025mmol)钌络合物前体[RuCl2(p-cymene)]2与3.3毫克(0.0055mmol)光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单对甲基苯磺酰化1，2-二苯基乙二胺溶于0.5mL水中，40℃下搅拌活化1小时。然后加入260毫克(2.5mmol)HCO2Na·2H2O作为氢源，5.4毫克(0.020mmol)SDS(十二烷基硫酸纳)作为表面活性剂，加入0.060mL(0.5mmol)底物苯乙酮，于40℃油浴中剧烈搅拌，直接在空气气氛下反应5小时。然后用乙醚/正己烷(v/v，1∶1)进行萃取(3×3mL)，萃取液用无水Na2SO4干燥，取上清液用手性气相色谱测定转化率与ee值(转化率为5.3％；94％ee)。
实施例五
水相中苯乙酮的不对称转移氢化反应
将1.5毫克(0.0025mmol)钌络合物前体[RuCl2(p-cymene)]2与3.3毫克(0.0055mmol)光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单对甲基苯磺酰化1，2-二苯基乙二胺溶于0.5mL水中，40℃下搅拌活化1小时。然后加入260毫克(2.5mmol)HCO2Na·2H2O作为氢源，6.4毫克(0.020mmol)CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)作为表面活性剂，加入0.060mL(0.5mmol)底物苯乙酮，于40℃油浴中剧烈搅拌，直接在空气气氛下反应5小时。然后用乙醚/正己烷(v/v，1∶1)进行萃取(3×3mL)，萃取液用无水Na2SO4干燥，取上清液用手性气相色谱测定转化率与ee值(转化率为98％；94％ee)。
实施例六
水相中苯乙酮的不对称转移氢化反应
将1.5毫克(0.0025mmol)钌络合物前体[RuCl2(p-cymene)]2与3.3毫克(0.0055mmol)光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单对甲基苯磺酰化1，2-二苯基乙二胺溶于0.5mL水中，40℃下搅拌活化1小时。然后加入260毫克(2.5mmol)HCO2Na·2H2O作为氢源，5.4毫克(0.020mmol)SDS(十二烷基硫酸纳)作为表面活性剂，加入0.060mL(0.5mmol)底物苯乙酮，于40℃油浴中剧烈搅拌，直接在空气气氛下反应24小时。然后用乙醚/正己烷(v/v，1∶1)进行萃取(3×3mL)，萃取液用无水Na2SO4干燥，由气相色谱在手性柱(CP-cyclodex B-236 M column)上测定转化率为99.2％，对映选择性为92.％ee。然后合并浓缩，粗品经纯化，得0.039克手性醇，收率64.1％。
实施例七
水相中苯乙酮的不对称转移氢化反应
将3.1毫克(0.005mmol)钌络合物前体[RuCl2(p-cymene)]2与6.6毫克(0.011mmol)光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单对甲基苯磺酰化1，2-二苯基乙二胺溶于1.0mL水中，40℃下搅拌活化1小时。然后加入520毫克(5.0mmol)HCO2Na·2H2O作为氢源，0.008mL(0.040mmol)15-冠-5作为表相转移催化剂，加入0.120mL(1.0mmol)底物苯乙酮，于40℃油浴中剧烈搅拌，直接在空气气氛下反应24小时。然后用乙醚/正己烷(v/v，1∶1)进行萃取(3×3mL)，萃取液用无水Na2SO4干燥，由气相色谱在手性柱(CP-cyclodex B-236 M column)上测定转化率为99.7％，对映选择性为93.0％ee。
实施例八
水相中苯乙酮的不对称转移氢化反应
将2.5毫克(0.005mmol)钌络合物前体[RuCl2(benzene)]2与6.6毫克(0.011mmol)光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单对甲基苯磺酰化1，2-二苯基乙二胺溶于1.0mL水中，40℃下搅拌活化1小时。然后加入520毫克(5.0mmol)HCO2Na·2H2O作为氢源，加入0.120mL(1.0mmol)底物苯乙酮，于40℃油浴中剧烈搅拌，直接在空气气氛下反应24小时。然后用乙醚/正己烷(v/v，1∶1)进行萃取(3×3mL)，萃取液用无水Na2SO4干燥，由气相色谱在手性柱(CP-cyclodex B-236 M column)上测定转化率为66.3％，对映选择性为70.9％ee。
实施例九
水相中苯乙酮的不对称转移氢化反应
将3.1毫克(0.005mmol)铑络合物前体[Cp*RhCl2]2与6.6毫克(0.011mmol)光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单对甲基苯磺酰化1，2-二苯基乙二胺溶于1.0mL水中，40℃下搅拌活化1小时。然后加入520毫克(5.0mmol)HCO2Na·2H2O作为氢源，加入0.120mL(1.0mmol)底物苯乙酮，于40℃油浴中剧烈搅拌，直接在空气气氛下反应24小时。然后用乙醚/正己烷(v/v，1∶1)进行萃取(3×3mL)，萃取液用无水Na2SO4干燥，由气相色谱在手性柱(CP-cyclodex B-236 M column)上测定转化率为92.3％，对映选择性为83.7％ee。
实施例十
水相中苯乙酮的不对称转移氢化反应
将4.0毫克(0.005mmol)铱络合物前体[Cp*IrCl2]2与6.6毫克(0.011mmol)光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单对甲基苯磺酰化1，2-二苯基乙二胺溶于1.0mL水中，40℃下搅拌活化1小时。然后加入520毫克(5.0mmol)HCO2Na·2H2O作为氢源，加入0.120mL(1.0mmol)底物苯乙酮，于40℃油浴中剧烈搅拌，直接在空气气氛下反应24小时。然后用乙醚/正己烷(v/v，1∶1)进行萃取(3×3mL)，萃取液用无水Na2SO4干燥，由气相色谱在手性柱(CP-cyclodex B-236 M column)上测定转化率为10.2％，对映选择性为57.8％ee。
实施例十一
水相中苯乙酮不对称转移氢化循环使用的一般操作
将1.5毫克(0.0025mmol)钌络合物前体[RuCl2(p-cymene)]2与3.3毫克(0.0055mmol)光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单对甲基苯磺酰化1，2-二苯基乙二胺溶于1mL脱气水中，40℃惰性气保护下搅拌活化1小时。然后加入260毫克(2.5mmol)HCO2Na·2H2O作为氢源，5.5毫克(0.020mmol)SDS(十二烷基硫酸纳)作为表面活性剂，加入0.060mL(0.5mmol)底物苯乙酮，惰性气保护下剧烈搅拌，40℃反应24小时。然后用乙醚/正己烷(v/v，1∶1)进行快速萃取(3×3mL)，萃取液用无水Na2SO4干燥。反应体系中加入0.020mL(0.5mmol)99％甲酸恢复体系，有大量气泡冒出，加入0.060mL(0.5mmol)底物苯乙酮，置换空气，惰性气保护下剧烈搅拌，40℃反应24小时。然后用乙醚/正己烷(v/v，1∶1)进行快速萃取(3×3mL)，萃取液用无水Na2SO4干燥。如上反复使用，至第六次，仍有高达93.2％的转化率，对映选择性保持不变(95％ee)。
实施例十二
水相中对甲基苯乙酮的不对称转移氢化反应
将3.1毫克(0.005mmol)钌络合物前体[RuCl2(p-cymene)]2与6.6毫克(0.011mmol)光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单对甲基苯磺酰化1，2-二苯基乙二胺溶于1mL水中，40℃下搅拌活化1小时。然后加入520毫克(5mmol)HCO2Na·2H2O作为氢源，11毫克(0.040mmol)SDS(十二烷基硫酸纳)作为表面活性剂，加入0.134mL(1mmol)底物对甲基苯乙酮，于40℃油浴中剧烈搅拌，直接在空气气氛下反应24小时。然后用乙醚/正己烷(v/v，1∶1)进行萃取(3×3mL)，萃取液用无水Na2SO4干燥，浓缩，粗品经纯化，得0.128克手性醇，收率93.6％。
实施例十三
水相中对氟苯乙酮的不对称转移氢化反应
将3.1毫克(0.005mmol)钌络合物前体[RuCl2(p-cymene)]2与6.6毫克(0.011mmol)光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单对甲基苯磺酰化1，2-二苯基乙二胺溶于1mL水中，40℃下搅拌活化1小时。然后加入520毫克(5mmol)HCO2Na·2H2O作为氢源，11毫克(0.040mmol)SDS(十二烷基硫酸纳)作为表面活性剂，加入0.122mL(1mmol)底物对氟苯乙酮，于40℃油浴中剧烈搅拌，直接在空气气氛下反应24小时。然后用乙醚/正己烷(v/v，1∶1)进行萃取(3×3mL)，萃取液用无水Na2SO4干燥，浓缩，粗品经纯化)]，得0.124克手性醇，收翠88.3％。
实施例十四
水相中邻氟苯乙酮的不对称转移氢化反应
将3.1毫克(0.005mmol)钌络合物前体[RuCl2(p-cymene)]2与6.6毫克(0.011mmol)光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单对甲基苯磺酰化1，2-二苯基乙二胺溶于1mL水中，40℃下搅拌活化1小时。然后加入520毫克(5mmol)HCO2Na·2H2O作为氢源，11毫克(0.040mmol)SDS(十二烷基硫酸纳)作为表面活性剂，加入0.123mL(1mmol)底物邻氟苯乙酮，于40℃油浴中剧烈搅拌，直接在空气气氛下反应24小时。然后用乙醚/正己烷(v/v，1∶1)进行萃取(3×3mL)，萃取液用无水Na2SO4干燥，浓缩，粗品经纯化)]，得0.137克手性醇，收率97.6％。
实施例十五
水/二氯甲烷两相体系中对硝基苯乙酮的不对称转移氢化反应
将3.1毫克(0.005mmol)钌络合物前体[RuCl2(p-cymene)]2与6.6毫克(0.011mmol)光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单对甲基苯磺酰化1，2-二苯基乙二胺溶于1mL水中，40℃下搅拌活化1小时。然后加入520毫克(5mmol)HCO2Na·2H2O作为氢源，11毫克(0.040mmol)SDS(十二烷基硫酸纳)作为表面活性剂，加入0.165g(1mmol)底物对硝基苯乙酮，加入1mL二氯甲烷后于40℃油浴中剧烈搅拌，直接在空气气氛下反应24小时。然后用乙醚/正己烷(v/v，1∶1)进行萃取(3×3mL)，萃取液用无水Na2SO4干燥，浓缩，粗品经纯化)]，得0.278克手性醇，收率85.8％。
其他酮的水相和水-有机两相不对称转移氢化反应结果见下图：
88％(83％)a，88％ee 99％(83％)a，83％ee 19％，80％ee
100％，b88％ee 100％，b81％ee
66％，83％ee 21％，98％ee 13％，92％ee 72％(43％)a，95％ee
69％，b94％ee
水相和水-有机两相中其他酮的不对称氢转移还原(a括号内数据为分离收率。b二氯甲烷/水两相体系反应结果)
实施例十六
水/二氯甲烷两相体系中ω-溴代苯乙酮的不对称转移氢化反应
将1.5毫克(0.0025mmol)钌络合物前体[RuCl2(p-cymene)]2与3.3毫克(0.0055mmol)光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单对甲基苯磺酰化1，2-二苯基乙二胺溶于0.5mL水中，40℃下搅拌活化1小时。然后加入260毫克(2.5mmol)HCO2Na·2H2O作为氢源，5.5毫克(0.020mmol)SDS(十二烷基硫酸纳)作为表面活性剂，加入99.5毫克(0.5mmol)底物ω-溴代苯乙酮，最后加入0.5mL二氯甲烷，剧烈搅拌，28℃油浴，直接在空气气氛下反应24小时，薄板与气相色谱检测反应。然后用二氯甲烷进行萃取(3×3mL)，萃取液经无水Na2SO4干燥，过滤掉Na2SO4，浓缩二氯甲烷，纯化得ω-溴代苯乙醇纯品(收率87％，94％ee)。
实施例十七
水/四氢呋喃体系中ω-溴代苯乙酮的不对称转移氢化反应
将1.5毫克(0.0025mmol)钌络合物前体[RuCl2(p-cymene)]2与3.3毫克(0.0055mmol)光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单对甲基苯磺酰化1，2-二苯基乙二胺溶于0.5mL水中，40℃下搅拌活化1小时。然后加入260毫克(2.5mmol)HCO2Na·2H2O作为氢源，5.5毫克(0.020mmol)SDS(十二烷基硫酸纳)作为表面活性剂，加入99.5毫克(0.5mmol)底物ω-溴代苯乙酮，最后加入0.5mL四氢呋喃，剧烈搅拌，60℃油浴，直接在空气气氛下反应20小时，薄板与气相色谱检测反应。减压抽除四氢呋喃后用二氯甲烷进行萃取(3×3mL)，萃取液经无水Na2SO4干燥，过滤掉Na2SO4，浓缩二氯甲烷，纯化得手性苯基环氧乙烷纯品(收率63％，94％ee)。
实施例十八
水/二氯甲烷两相体系中ω-溴代对硝基苯乙酮的不对称转移氢化反应
将1.5毫克(0.0025mmol)钌络合物前体[RuCl2(p-cymene)]2与3.3毫克(0.0055mmol)光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单对甲基苯磺酰化1，2-二苯基乙二胺溶于0.5mL水中，40℃下搅拌活化1小时。然后加入260毫克(2.5mmol)HCO2Na·2H2O作为氢源，5.5毫克(0.020mmol)SDS(十二烷基硫酸纳)作为表面活性剂，加入123毫克(0.5mmol)底物ω-溴代对硝基苯乙酮，最后加入0.5mL二氯甲烷，剧烈搅拌，28℃油浴，直接在空气气氛下反应24小时，薄板与气相色谱检测反应。然后用二氯甲烷进行萃取(3×3mL)，萃取液经无水Na2SO4干燥，过滤掉Na2SO4，浓缩二氯甲烷，纯化得ω-溴代对硝基苯乙醇纯品(收率58％，84％ee)。
实施例十九
水/二氯甲烷两相体系中ω-溴代对苄氧基苯乙酮的不对称转移氢化反应
将1.5毫克(0.0025mmol)钌络合物前体[RuCl2(p-cymene)]2与3.3毫克(0.0055mmol)光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单对甲基苯磺酰化1，2-二苯基乙二胺溶于0.5 mL水中，40℃下搅拌活化1小时。然后加入260毫克(2.5mmol)HCO2Na·2H2O作为氢源，5.5毫克(0.020mmol)SDS(十二烷基硫酸纳)作为表面活性剂，加入153毫克(0.5mmol)底物ω-溴代对苄氧基苯乙酮，最后加入0.5mL二氯甲烷，剧烈搅拌，28℃油浴，直接在空气气氛下反应48小时，薄板与气相色谱检测反应。然后用二氯甲烷进行萃取(3×3mL)，萃取液经无水Na2SO4干燥，过滤掉Na2SO4，浓缩二氯甲烷，纯化得ω-溴代对苄氧基苯乙醇纯品(收率47％，92％ee)。
Claims (10)
1.一类水溶性的手性二胺，其特征在于该类化合物为光学纯的2，2’-二磺酸根取代的1，2-二苯基乙二胺和2，2’-二磺酸根取代的N-单磺酰化1，2-二苯基乙二胺或其盐，其结构如通式所示：
光学纯2，2′-二磺酸根取代的 光学纯2，2′-二磺酸根取代的
1，2-二苯基乙二胺 N-单磺酰化1，2-二苯基乙二胺
R是以下基团：
C1-C18直链烷基、C3-C10环烷基或-NR2R3胺基，
R1选自以下基团：-NO2、-OR2、-Cl、-F、-Br、-I、C1-C18直链烷基或C3-C10环烷基，
R2和R3选自以下基团：C1-C18直链烷基或C3-C10环烷基，
M2+选自正二价离子Ba2+、Mg2+或Ca2+，
M+选自正一价离子：Na+、K+或Li+。
2.根据权利要求1所述的水溶性手性二胺，所述化合物为光学纯的2，2’-二磺酸根取代的1，2-二苯基乙二胺或光学纯的2，2’-二磺酸根取代的N-单对甲基苯磺酰化1，2-二苯基乙二胺。
3.根据权利要求1或2所述的水溶性手性二胺的合成方法，其特征在于
步骤1：由光学纯1，2-二苯基乙二胺和发烟硫酸以1∶10～100的质量比溶解后，在0℃～35℃的温度下反应1天后得到光学纯2，2’-二磺酸根取代的1，2-二苯基乙二胺，经无机碱中和，以水∶乙醇＝1∶10～100的体积比重结晶，
纯化后真空干燥得到光学纯2，2’-二磺酸根取代的1，2-二苯基乙二胺；
步骤2：光学纯2，2’-二磺酸根取代的1，2-二苯基乙二胺与水以1∶10～50的质量比溶解后加入1.0～1.5倍摩尔比的无机碱调pH为碱性，加入0.1～0.2倍摩尔比的表面活性剂或相转移催化剂，滴加1.0～1.5倍摩尔比的磺酰氯，在0℃～35℃反应8～45小时得到光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单磺酰化1，2-二苯基乙二胺，该水溶性手性二胺以水∶乙醇＝1∶10～100的体积比重结晶后真空干燥得光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单磺酰化1，2-二苯基乙二胺。
4.根据权利要求3所述的水溶性手性二胺的合成方法，所述的表面活性剂为十六烷基硫酸钠、十六烷基磺酸钠、十四烷基磺酸钠、十六烷基三烷基溴化铵、十四烷基三烷基溴化铵、磺酸取代的十六烷基三烷基溴化铵、磺酸取代的十四烷基三烷基溴化铵、聚乙二醇-100、聚乙二醇-400、聚乙二醇-2000、聚乙二醇-10000或环糊精，所述的相转移催化剂为15-冠-5、18-冠-6冠醚、四烷基氯化铵、四烷基溴化铵或四烷基碘化铵季铵盐。
5.根据权利要求3所述的水溶性手性二胺的合成方法，所述的无机碱为氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾、氢氧化钡、氢氧化镁、氢氧化钙、碳酸钠、碳酸锂、碳酸钾、碳酸钡、碳酸镁、碳酸钙、碳酸氢钠或碳酸氢钾。
6.根据权利要求1或2所述的水溶性手性二胺在不对称催化中的应用，其特征在于光学纯2，2’-二磺酸根取代的N-单磺酰化1，2-二苯基乙二胺与钌、铑、铱第八族过渡金属的络合物，在表面活性剂或相转移催化剂存在下，在水相或水-有机两相中发生芳香烷基酮的不对称催化氢转移反应。
7.根据权利要求6所述的水溶性手性二胺在不对称催化中的应用，芳香烷基酮为I-XI式化合物
其中，R1选自以下基团：-NO2、-Cl、-F、-Br、-I、C1-C18直链烷基、C3-C10环烷基，R2选自以下基团：C1-C18直链烷基、C3-C10环烷基、α-溴代烷基，n＝1-3，X＝O、S、N。
8.根据权利要求6或7所述的水溶性手性二胺在不对称催化中的应用，所述的芳香烷基酮为ω-溴代芳香烷基酮化合物，发生不对称催化氢转移反应选择性地得到手性ω-溴代芳香烷基醇类化合物或环氧化物。
9.根据权利要求6或7所述的水溶性手性二胺在不对称催化中的应用，所述的有机相为甲酸酯、乙酸酯、丙酸酯、丁酸酯、乙醚、乙二醇二甲醚、甲基特丁基醚、四氢呋喃、石油醚、正己烷、环己烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、1，2-二氯乙烷、苯、甲苯、二甲苯或三甲苯芳香烃，或其中两种或两种以上的混合溶剂。
10.根据权利要求6或7所述的水溶性手性二胺在不对称催化中的应用中，所述的表面活性剂为十六烷基硫酸钠、十六烷基磺酸钠、十四烷基磺酸钠、十六烷基三烷基溴化铵、十四烷基三烷基溴化铵、磺酸取代的十六烷基三烷基溴化铵、磺酸取代的十四烷基三烷基溴化铵、聚乙二醇-100、聚乙二醇-400、聚乙二醇-2000、聚乙二醇-10000、环糊精，所述的相转移催化为15-冠-5、18-冠-6冠醚、四烷基氯化铵、四烷基溴化铵或四烷基碘化铵季铵盐。
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| ORGANIC LETTERS YAPING MA,2103.2106,ASYMMETRIC TRANSFER HYDROGENATION OFPROCHIRAL KETONES IN AQUEOUS MEDIA WITH NEWWATER.SOLUBLE CHIRAL VICINAL DIAMINE AS LIGAND 2003;高等学校化学学报 董春娥，1070.1072，新型磺酰胺类含氮手性配体的合成，晶体结构，以及对话苯乙酮的不对陈催化反应 2000 * |
| 高等学校化学学报 董春娥，1070.1072，新型磺酰胺类含氮手性配体的合成，晶体结构，以及对话苯乙酮的不对陈催化反应 2000 * |
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