采用单原子钯膦配体制备z-构型-1,2-二锡取代烯烃的方法
阅读说明：本技术 采用单原子钯膦配体制备z-构型-1,2-二锡取代烯烃的方法 (Method for preparing Z-configuration-1, 2-di-tin substituted olefin by adopting monoatomic palladium-phosphine ligand ) 是由 李婷婷 黄文雍 李文豪 唐海涛 潘英明 于 2020-05-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种采用单原子钯膦配体制备Z-构型-1,2-二锡取代烯烃的方法,包括如下步骤：1)制备单原子钯膦配体多孔聚合物催化剂Pd-(1)@POL-1；2)采用单原子钯膦配体多孔聚合物催化末端炔烃的双锡化加成反应制备Z-构型的1,2-二锡取代烯烃产物。这种方法成本低、选择性高,在异相条件下可实现烷基锡化氢与末端炔烃高度区域选择性与化学选择性的双锡化反应,得到单一构型即Z-构型的1,2-二锡取代烯烃产物。(The invention discloses a method for preparing Z-configuration-1, 2-di-tin substituted olefin by adopting monoatomic palladium-phosphine ligand, which comprises the following steps: 1) preparation of monatomic palladium phosphine ligand porous polymer catalyst Pd 1 @ POL-1; 2) double stannation addition reaction preparation by adopting single atom palladium phosphine ligand porous polymer to catalyze terminal alkyne Z -1, 2-distannyl substituted alkene product of configuration. The method has low cost and high selectivity, can realize double stannation reaction of high regioselectivity and chemoselectivity of alkyl stannic hydride and terminal alkyne under the heterogeneous condition, and obtains a single configuration, namely Z -1, 2-distannyl substituted alkene product of configuration.)
技术领域
本发明涉及化学合成，具体是采用单原子钯膦配体制备Z-构型-1,2-二锡取代烯烃的方法。
背景技术
1,2-二锡取代烯烃是有机合成中的重要合成嵌段，(Alois Fürstner,MarcHeinrich,John J.Murphy,Aurelien Letort,Jakub Flasz,and PetraPhilipps.Angew.Chem.Int.Ed.2018,57,13575-13581.)，其可以通过Migita-Kosugi-Stille交叉偶联反应很容易地转化为各种官能团的烯烃，(Mitchell,T.N.(2004).A.deMeijere and F.Diederich,Wiley-VCH,Weinheim,125–16.)。炔烃的双锡化反应是构建Z-型-1,2-二锡取代烯烃的唯一途径。如何高选择性地合成1,2-二锡取代烯烃是挑战性的工作。根据文献的报道，在2003年，Lautens等人(John Mancuso and MarkLautens.Org.Lett.2003,5,1653-1655)使用六烷基二锡作为锡化试剂，通过钯/异腈配合物催化末端炔烃合成双锡化合物，实现双锡产物：锡氢产物＝1.5:1的选择性，该反应使用了昂贵的六丁基二锡为反应原料，底物的反应范围狭窄，选择性不足。现有的大多数炔烃双锡化反应都使用烷基二锡作为锡源，这些反应不可避免地存在着金属负载量高，产率低，选择性差，底物的适应性不足等诸多缺点，不利于的双锡化产物的有效制备。
随后德国的Kazmaier课题组(Sascha Braune and UliKazmaier.Angew.Chem.Int.Ed.2003,42,306-308)利用钼/钨配位的羰基配合物为催化载体，实现炔烃高选择性的双锡化反应，但遗憾的是，该方法仅仅只能实现6种炔烃的有效转化，产率不高，未能实现大部分炔烃Z-型-1,2-二锡取代烯烃的高效转化。通常，以烷基锡化氢为底物的双锡化反应在均相条件下是不利的，容易形成锡氢化产物(Lautens,M.,andMancuso,J.Org.Lett.,2000,2,671-673)。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，而提供一种采用单原子钯膦配体制备Z-构型-1,2-二锡取代烯烃的方法。这种方法成本低、选择性高，在异相条件下可实现烷基锡化氢与末端炔烃高度区域选择性与化学选择性的双锡化反应，得到单一构型即Z-构型的1,2-二锡取代烯烃产物。
实现本发明目的的技术方案是：
采用单原子钯膦配体制备Z-构型-1,2-二锡取代烯烃的方法，与现有技术不同处在于，包括如下步骤：
1)制备单原子钯膦配体多孔聚合物催化剂Pd1@POL-1：采用溶剂热法使膦配体单元与过渡金属盐在均相条件下形成单原子分散的金属/配体催化体系，最后通过自身聚合得到单原子钯膦配体多孔聚合物催化剂Pd1@POL-1；
2)采用单原子钯膦配体多孔聚合物催化末端炔烃的双锡化加成反应制备Z-构型的1,2-二锡取代烯烃产物。
步骤1)中所述单原子钯膦配体多孔聚合物催化剂Pd1@POL-1的合成通式为：
所述单原子钯膦配体多孔聚合物催化剂Pd1@POL-1的制备过程为：将通式中100mg的S1即三(2-甲氧基-5-乙烯基苯基)膦和12mg的双三苯基磷二氯化钯溶解在5mL的三氯甲烷中，在室温下搅拌3小时，随后添加2,2'-偶氮二(2-甲基丙腈)(AIBN，10mg)，将混合物转移至80℃的高压釜中反应24小时，抽滤除去四氢呋喃，获得白色固体Pd1@POL-1。
步骤2)中所述的催化末端炔烃的双锡化加成反应通式为：
所述催化末端炔烃的双锡化加成反应的过程为：在氮气氛围下，将15.5mg的Pd1@POL-1加入干燥的带支口的反应管中，用橡胶隔膜密封反应管，并加入2mL蒸馏过的四氢呋喃，随后加入1当量炔烃，将1当量三丁基氢化锡滴加到反应管中，将反应混合物在室温下搅拌16小时，通过TLC监测至反应完成，将溶液过滤后用乙酸乙酯洗涤，进行抽滤，粗产物通过硅胶柱色谱法直接纯化，用石油醚、乙酸乙酯和1％三乙胺洗脱，得到相应的Z-构型双锡取代烯烃产物。
本技术方案采用单原子钯膦配体多孔聚合物为催化剂，在异相条件下实现了烷基锡化氢与末端炔烃高度区域选择性与化学选择性的双锡化反应，得到单一构型(Z-型)的1,2-二锡取代烯烃产物。
本技术方案采用价格较低的三丁基氢化锡为锡源，降低了反应的成本；反应利用聚合物孔道的富集作用，有利于提高反应的活性与选择性；反应催化剂采用单原子钯金属化膦配体多孔聚合物，有利于防止金属颗粒的团聚，既能回收重复使用，也进一步提高了反应的化学选择性，促进了Z-型-1,2-二锡取代烯烃产物的生成。
这种方法成本低、选择性高，在异相条件下可实现烷基锡化氢与末端炔烃高度区域选择性与化学选择性的双锡化反应，得到单一构型即Z-构型的1,2-二锡取代烯烃产物。
附图说明
图1为实施例中(Z)-5,6-双(三丁基锡烷基)己-5-烯-1-醇的氢谱图；
图2为实施例中(Z)-5,6-双(三丁基锡烷基)己-5-烯-1-醇的碳谱图；
图3为实施例中(Z)-1-(2,3-双(三丁基锡烷基)烯丙基)-1H-吲哚的氢谱图；
图4为实施例中(Z)-1-(2,3-双(三丁基锡烷基)烯丙基)-1H-吲哚的碳谱图；
图5为实施例中(Z)-(1-(4-硝基苯基)乙烯-1,2-二基)双(三丁基锡烷)的氢谱图；
图6为实施例中(Z)-(1-(4-硝基苯基)乙烯-1,2-二基)双(三丁基锡烷)的碳谱图；
图7为实施例中(Z)-2,3-双(三丁基锡烷基)烯丙基(R)-2-(4-((5-氯-3-氟吡啶-2-基)氧基)苯氧基)丙酸酯的氢谱图；
图8为实施例中(Z)-2,3-双(三丁基锡烷基)烯丙基(R)-2-(4-((5-氯-3-氟吡啶-2-基)氧基)苯氧基)丙酸酯的碳谱图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明内容作进一步的详细说明，但不是本发明的限定。
实施例1：
以4-戊炔-1-醇为例，发生双锡化反应生成(Z)-5,6-双(三丁基锡烷基)己-5-烯-1-醇，反应方程式如下：
具体制备步骤为：
(a)催化剂合成通式为：
(b)在氮气氛围下，将15.5mg的Pd1@POL-1加入干燥的带支口的反应管中，用橡胶隔膜密封小瓶，并加入2mL蒸馏的四氢呋喃，随后加入0.5mmol 4-戊炔-1-醇，然后将0.5mmol三丁基氢化锡滴加到反应瓶中，将反应混合物在室温下搅拌16小时，通过TLC监测至反应完成，将溶液过滤后用乙酸乙酯洗涤，进行抽滤，粗产物通过硅胶柱色谱法直接纯化，用石油醚、乙酸乙酯和1％三乙胺洗脱，得到(Z)-5,6-双(三丁基锡烷基)己-5-烯-1-醇，收率为72％，选择性a:b＝50:1。
实施例2：
以1-(2-丙炔)-1H-吲哚为例，发生双锡化反应生成(Z)-1-(2,3-双(三丁基锡烷基)烯丙基)-1H-吲哚，反应方程式如下：
具体制备步骤为：
(a)催化剂合成通式同实施例1；
(b)在氮气氛围下，将15.5mg的Pd1@POL-1加入干燥的带支口的反应管中，用橡胶隔膜密封小瓶，并加入2mL蒸馏的四氢呋喃，随后加入0.5mmol 1-(2-丙炔)-1H-吲哚，然后将0.5mmol三丁基氢化锡滴加到反应瓶中，将反应混合物在室温下搅拌16小时，通过TLC监测至反应完成，将溶液过滤后用乙酸乙酯洗涤，进行抽滤，粗产物通过硅胶柱色谱法直接纯化，用石油醚、乙酸乙酯和1％三乙胺洗脱，得到(Z)-1-(2,3-双(三丁基锡烷基)烯丙基)-1H-吲哚，收率为89％，总选择性为c:d＝100:1。
实施例3：
以对硝基苯乙炔为例，发生双锡化反应生成(Z)-(1-(4-硝基苯基)乙烯-1,2-二基)双(三丁基锡烷)，反应方程式如下：
具体制备步骤为：
(a)催化剂合成通式同实施例1；
(b)在氮气氛围下，将15.5mg的Pd1@POL-1加入干燥的带支口的反应管中，用橡胶隔膜密封小瓶，并加入2mL蒸馏的四氢呋喃，随后加入0.5mmol对硝基苯乙炔，然后将0.5mmol三丁基氢化锡滴加到反应瓶中，将反应混合物在室温下搅拌16小时，通过TLC监测至反应完成，将溶液过滤后用乙酸乙酯洗涤，进行抽滤，粗产物通过硅胶柱色谱法直接纯化，用石油醚、乙酸乙酯和1％三乙胺洗脱，得到(Z)-(1-(4-硝基苯基)乙烯-1,2-二基)双(三丁基锡烷)，收率为67％，选择性e:f＝100:1。
实施例4：
以对炔草酸为例，发生双锡化反应生成(Z)-2,3-双(三丁基锡烷基)烯丙基(R)-2-(4-((5-氯-3-氟吡啶-2-基)氧基)苯氧基)丙酸酯，反应方程式如下：
具体制备步骤为：
(a)催化剂合成通式同实施例1；
(b)在氮气氛围下，将15.5mg的Pd1@POL-1加入干燥的带支口的反应管中，用橡胶隔膜密封小瓶，并加入2mL蒸馏的四氢呋喃，随后加入0.5mmol炔草酸，然后将0.5mmol三丁基氢化锡滴加到反应瓶中，将反应混合物在室温下搅拌16小时，通过TLC监测至反应完成，将溶液过滤后用乙酸乙酯洗涤，进行抽滤，粗产物通过硅胶柱色谱法直接纯化，用石油醚、乙酸乙酯和1％三乙胺洗脱，得到(Z)-2,3-双(三丁基锡烷基)烯丙基(R)-2-(4-((5-氯-3-氟吡啶-2-基)氧基)苯氧基)丙酸酯，收率为83％，选择性g:h＝50:1。
如图1-图8所示，上述几种Z-构型的1,2-二锡取代烯烃产物的核磁、质谱表征数据如下：
(Z)-5,6-双(三丁基锡烷基)己-5-烯-1-醇：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ＝6.58(1H,s,J＝185.9Hz,76.3Hz),3.67-3.61(2H,m),2.32(2H,t,J＝7.4Hz),1.55-1.41(16H,m),1.36-1.27(13H,m),0.94-0.85(30H,m).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ＝167.9,142.1,62.9,47.5,32.3,29.3,29.2,27.5,27.4,25.9,13.7,13.6,10.6,10.6.HRMS(m/z)(ESI):calcd for C29H65OSn2[M+H]+679.3068,found679.3089；
(Z)-1-(2,3-双(三丁基锡烷基)烯丙基)-1H-吲哚：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ＝7.52(1H,d,J＝7.8Hz),7.15(1H,d,J＝8.2Hz),7.08-7.03(1H,m),7.01-6.95(1H,m),6.93(1H,d,J＝3.1Hz),6.46(1H,s,J＝168.4Hz,65.5Hz),6.40(1H,d,J＝3.1Hz),4.78(2H,d,J＝1.3Hz),1.40-1.25(12H,m),1.22-1.14(12H,m),0.88-0.72(30H,m).13C NMR(400MHz,CDCl3)δ＝160.6,144.4,136.4,128.8,128.0,121.2,120.7,119.2,110.1,101.0,60.1,29.2,29.1,27.4,27.3,13.7,13.6,10.8,10.2.HRMS(m/z)(ESI):calcd for C35H63KNSn2[M+K]+774.2630,found 774.2654；
(Z)-(1-(4-硝基苯基)乙烯-1,2-二基)双(三丁基锡烷)：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ＝8.13(2H,d,J＝8.5Hz),7.09(2H,d,J＝8.6Hz),6.98(1H,s,J＝160.9Hz,66.7Hz),1.56-1.49(5H,m),1.43-1.24(19H,m),1.02-0.98(5H,m),0.94-0.83(25H,m).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ＝167.0,158.7,151.7,145.6,126.5,123.5,29.1,29.0,27.3,27.3,13.6,13.6,11.3,11.0.HRMS(m/z)(ESI):calcd for C32H60NO2Sn2[M+H]+728.2657,found 728.2656；
(Z)-2,3-双(三丁基锡烷基)烯丙基(R)-2-(4-((5-氯-3-氟吡啶-2-基)氧基)苯氧基)丙酸酯：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ＝7.86(1H,d,J＝2.2Hz),7.47(1H,dd,J＝9.1Hz,2.2Hz),7.09-7.05(2H,m),6.95-6.90(3H,m),4.81-4.72(3H,m),1.65(3H,d,J＝6.8Hz),1.54-1.47(11H,m),1.37-1.29(13H,m),0.98-0.88(30H,m).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ＝171.5,159.1,154.9,151.4,148.3,146.9,145.6,145.0,140.1,140.1,124.8,122.2,116.1,75.6,73.2,29.2,29.1,29.0,27.5,27.3,18.7,13.6,10.7,10.4.HRMS(m/z)(ESI):calcd forC41H67ClFNNaO4Sn2[M+Na]+952.2673,found 952.2689.
本例方法成本低廉、选择性高，双锡化产物/锡氢化产物的比例高达100:1以上，远高于目前文献的报道值。
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