本发明属于不对称催化，具体涉及三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体及其制备方法和应用。
背景技术：
1、亚磷酰胺是目前公认的一类非常通用且容易获得、适用于不对称催化领域的良好手性配体，它们的模块化结构能够创建配体库，并有助于针对特定的催化反应进行微调。其分子结构是以分子中含有可配位的p-n键为特征，可与许多的金属配位形成手性物种，从而催化不对称反应的发生，其具有广泛的适用范围，可诱导多种手性环境的生成；并且，随着领域的不断发展，其单齿性质在使用混合配体的组合催化中也是必不可少的。
2、自从1996年feringa等(angew.chem.,int.ed.1996,35,2374.)开发了第一个手性亚磷酰胺配体(该配体是由binol衍生而来的具有c2对称性的轴手性单齿磷配体)以来，大量的由binol骨架衍生而来的亚磷酰胺配体得到开发和应用。
3、最近，由于周其林等和birman等的开创性贡献(tetrahedron:asymmetry.1999,10,125-131；tetrahedron:asymmetry.2002,13,1363-1366；acc.chem.res.2008,41,581-593；acc.chem.res.2012,45,1365-1377.)，spinol已成为另一种优越的手性骨架，其刚性构象和化学稳健性是赋予这种结构及其变体对不对称催化至关重要的突出特征，其骨架在亚磷酰胺中的应用也得到了有效的开发。
4、虽然binol和spinol都是通用的，但它们的性质和催化行为，包括它们的亚磷酰胺衍生物，有时是互补的。例如，基于binol的催化剂有时表现出更好的催化活性，而基于spinol的催化剂通常表现出较好的不对称诱导能力。因此，当不能在这两个特征上实现协同作用时，将遇到一个困境。
5、近来，孙建伟等开发了一种新的结构sphenol(j.am.chem.soc.2021,143,12445-12449.)，这是一种有望综合binol和spinol两个骨架优势的新型骨架，其应用还未得到充分开发，因此可以将sphenol骨架引入亚磷酰胺。
6、至此，亚磷酰胺配体的分子骨架经历了从binol，spinol，taddol到如今的sphenol的改变：
7、
8、相较于前三种发展较好的亚磷酰胺骨架，具有第四种骨架(即sphenol双酚骨架)的亚磷酰胺配体还有较大的发展空间。不过现有sphenol螺环亚磷酰胺配体存在以下不足：(1)对sphenol螺环亚磷酰胺配体的改造大多数还停留在双酚的手性控制端，而涉及n端的芳环上的改造还没有涉及增加稠环芳烃的改造；(2)sphenol螺环亚磷酰胺配体的n端基本上都是对称的结构，非对称的结构还较为稀少。
技术实现思路
1、本发明的发明目的是提供三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体及其制备方法和应用，该三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体结构新颖，且具有优异的不对称催化性能和手性诱导性能。
2、为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
3、三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体，其结构式如式(ⅰ)所示：
4、
5、本发明的三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体中，n端结构为不对称的苯并亚氨基芪，该苯并亚氨基芪使得配体n端的稠环体系更大，共轭体系、π电子云扩大，这不仅增加了金属与配体的配位能力，而且具有一定的位阻作用，既有助于促进不对称反应的发生，还能够扩大配体的适用范围，使配体能够适用于催化多种不同的不对称反应。
6、本发明还提供了一种上述的三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
7、(1)在惰性气氛下，以1-碘萘和邻溴苯胺为原料，经钯催化的交叉偶联反应合成苯并亚氨基芪；
8、其中，步骤(1)的反应体系中还含有碱、溶剂催化剂和添加剂，所述的催化剂包括醋酸钯，所述的碱包括碳酸铯，所述的添加剂包括三苯基磷；
9、反应体系中，该1-碘萘、邻溴苯胺、降冰片烯和碳酸铯的当量比为1:1:2:2，三苯基磷的含量为8-10mol％，醋酸钯的含量为4mol％；
10、所述的溶剂包括二氯甲烷或四氢呋喃；
11、在120-150℃下反应45-55h；
12、(2)在惰性气氛下，以苯并亚氨基芪、磷供体和sphenol双酚骨架为原料，经亲核取代反应合成所述的三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体；
13、具体地，该步骤(2)包括：
14、(a)将碱、溶剂和磷供体混合，在冰浴中混匀，获得溶液a；
15、其中，所述的碱用于拔去苯并亚氨基芪上的氢，因此包括三乙胺在内的碱只要不与底物反应都可应用到本发明中；所述的磷供体包括三氯化磷，三氯化磷用于接受亚氨基芪n负离子的进攻，形成带n-p键的中间体；
16、所述的溶剂包括超干级二氯甲烷、四氢呋喃或其他不影响反应进行的溶剂；
17、三乙胺与sphenol双酚骨架的当量比为(6-10):1，更优选为8:1；三氯化磷与sphenol双酚骨架的当量比为(1-2.5):1，更优选为1.5:1；
18、(b)在惰性气氛下，向溶液a中加入苯并亚氨基芪，在冰浴中混匀后，置于25-55℃(更优选为40-50℃)下搅拌过夜，获得溶液b；
19、其中，苯并亚氨基芪与sphenol双酚骨架的当量比为(1-3):1，更优选为1.5:1；
20、(c)在惰性气氛下，向溶液b中加入sphenol双酚骨架，先冰浴反应3-15min(更优选为3-5min)，而后室温反应4-5h，即获得所述的三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体。
21、本发明还提供了上述的三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体在催化吲哚炔胺和邻卞氰基苯硼酸酯的[4+2]环化反应中的应用；并且，作为优选，反应体系中三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体的含量为10mol％。
22、在三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体和铑的催化下，目标产物methyl1-(3-amino-2-phenylnaphthalen-1-yl)-1h-indole-2-carboxylate的产率达到58％，ee值达到60％；表明三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体能够有效催化该反应且诱导该轴手性的生成。
23、本发明还提供了上述的三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体在催化炔胺[2+2+2]环加成反应中的应用；并且，作为优选，反应体系中三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体的含量为5mol％。
24、在三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体和铱的催化下，目标产物naphthalen-1-yl1-(4,7-dimethyl-6-phenyl-2-tosylisoindolin-5-yl)-1h-indole-2-carboxylate的产率达到71％，ee值达到72％；表明三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体能够有效催化该反应，且具有良好的手性诱导作用。
25、本发明还提供了上述的三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体在催化不对称叠氮-内炔[3+2]环加成反应中的应用；并且，作为优选，反应体系中三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体的含量为5mol％。
26、在三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体和铑的催化下，目标产物1-(1-(naphthalen-1-ylmethyl)-4-phenyl-1h-1,2,3-triazol-5-yl)naphthalen-2-ol的产率达到73％，ee值达到53％；表明三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体能够有效催化该反应，且具有一定的手性调控能力。
27、与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
28、本发明的三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体中，n端结构为不对称的苯并亚氨基芪，该苯并亚氨基芪使得配体n端的稠环体系更大，共轭体系、π电子云扩大，这不仅增加了金属与配体的配位能力，而且具有一定的位阻作用，既有助于促进不对称反应的发生，还能够扩大配体的适用范围，使配体能够适用于催化多种不同的不对称反应，包括但不限于吲哚炔胺和邻卞氰基苯硼酸酯的[4+2]环化反应、炔胺[2+2+2]环加成反应、不对称叠氮-内炔[3+2]环加成反应。
1.三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体，其特征在于，结构式如式(ⅰ)所示：
2.如权利要求1所述的三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体的制备方法，其特征在于，步骤(1)的反应体系中还含有碱、溶剂催化剂和添加剂，所述的催化剂包括醋酸钯，所述的碱包括碳酸铯，所述的添加剂包括三苯基磷；
4.如权利要求2所述的三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体的制备方法，其特征在于，步骤(2)包括：
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(a)中，所述的碱包括三乙胺，所述的磷供体包括三氯化磷，所述的溶剂包括超干级二氯甲烷或四氢呋喃；
6.如权利要求1所述的三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体在催化吲哚炔胺和邻卞氰基苯硼酸酯的[4+2]环化反应中的应用。
7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，反应体系中，三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体的含量为10mol％。
8.如权利要求1所述的三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体在催化炔胺[2+2+2]环加成反应中的应用。
9.如权利要求1所述的三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体在催化不对称叠氮-内炔[3+2]环加成反应中的应用。
10.如权利要求8或9所述的应用，其特征在于，反应体系中，三苯并[b,f]氮杂卓亚磷酰胺配体的含量为5mol％。
