【试剂百科】BINAP

来历 

Noyori在1980年最先对BINAP进行了报道。如今,BINAP是不对称催化中最常用和最有用的配体。
第一个工业级别的不对称催化反应是Takasako使用BINAP催化不对称氢化制备L-薄荷醇。

工业上如何制备BINAP?

目前通常都是从三氟甲磺酸酯开始制备BINAP,主要的方法有:
主要有四个方法可用于大量制备BIANP

第一个方法:Noyori/Takasago 法

该方法从消旋的联萘二酚(BINOL)开始,与三苯基二溴化磷在高温(320 oC)进行溴化,该步骤损失掉超过一半的原料,随后与格氏试剂发生偶联,再与拆分试剂结晶进行光学拆分,最后在碱性条件下使用三氯硅烷还原,制备得到。
该方法的主要缺陷有:第一步反应条件苛刻,收率低;第二步结束需要使用拆分试剂进行光学拆分,进一步的降低收率。由于两个构型的配体通常不都是必须的,因此总体路线与收率都令人难以满意。

第二个方法:Merck Inc.法 (Cai's method)

该方法以拆分后光学醇的联萘二酚为起始物料,在吡啶做敷酸剂的条件下,与三氟甲磺酸酐生成相应的酯,在Ni和DPPE催化下与二苯基磷反应,即可制备。
该方法主要优点有:反应步骤简短,产率高,无需再进行拆分。但是该反应也有限制大量制备的因素,主要有两点:二苯基磷非常危险,具有自燃性和毒性;反应过程需要多次加入过量的二苯基磷,并且反应时间长(>72 h)。

第三个方法:Monsanto法

和Merck Inc.法相似,该方法也是先从拆分了的联萘二酚开始,先制备相应的三氟甲磺酸酯,后续步骤,则使用二苯基磷氯代替二苯基磷,使用过量的锌作为还原剂,该方法收率中等。
该方法主要的优势在于使用便于操作的原料,由于该方法的安全性较好,并且反应时间较短,反应操作简便。因此,该方法目前有用于上百公斤级别地制备BINAP。

第四个方法:Merck Gmbh法

该方法主要是参考了Monsanto法,使用Nf替代Tf基团制备相应的磺酸酯,第二步制备BINAP过程,仅使用DABCO替换了dppe。

BINAP有那些应用?

BINAP–Ru(II) Catalyzed Asymmetric Reactions.

烯烃的不对称氢化:

酮的不对称氢化

BINAP–Rh(I) Catalyzed Asymmetric Reactions.

BINAP–Pd Catalyzed Asymmetric Reactions

BINAP–Ir(I) Catalyzed Asymmetric Reactions

BINAP/Diamine-RuII-catalyzed Asymmetric Hydrogenations.

BINAP–Ni-catalyzed Asymmetric Reactions.

BINAP–Pd or –Pt-catalyzed Asymmetric Reactions

BINAP–Cu-catalyzed Asymmetric Reactions

BINAP–AgI-catalyzed Asymmetric Reactions

Asymmetric Reactions Using BINAP

BINAP的衍生化?

自从BINAP在不对称催化领域大放异彩后,基于BINAP的大量配体被不断研究出来。
对与萘环上苯的改造:
对于磷上苯基的改造:
在BINAP环上进行取代衍生化:
基于这些研究,大量的有用配体被不断地开发出来,分别从空间位阻和电性方面进行改变,以利于提高催化剂的活性、效率、选择性等。
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