本发明属于有机合成，涉及一种手性胺的合成及应用，特别涉及一种以 d-脯氨酸为原料，经取代，加成，还原等反应得到具有偕二芳基取代的手性四氢吡咯催化剂，在氢化反应条件下，该手性二级胺能够催化柠檬醛的不对称加氢反应，得到( r)-香茅醛。
背景技术：
1、手性胺作为一类重要的有机小分子催化剂，广泛应用于各类催化反应及有机合成中。在催化反应中，手性胺可以通过烯胺活化或亚胺活化模式催化不对称adol反应，mannich反应，michael加成反应，d-a反应等，被用于多种天然产物及药物的合成中，提高了功能分子的合成效率[(1) mukherjee, s.; yang, j. w.; list, b. et al. chem. rev.2007, 107, 5471-5569; (2) melchiorre, p.; marigo, m.; carlone, a. et al. angew. chem. int. ed.2008, 47, 6138-6171.]。发展新型手性胺催化剂是不对称合成领域的重要研究内容。
2、相较于碳（共价半径为77 pm），硅具有更大的原子半径（共价半径为117 pm）；硅碳键（1.87 å）比碳碳键（1.54 å）更长；此外，相较于碳原子，硅原子具有更小的电负性及更强的亲脂性[franz, a. k.; wilson, s. o. j. med. chem.2013, 56, 388.]。因此，硅基的引入可调节催化剂的位阻、电性以及溶剂效应，是改造催化剂的一种有效策略。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种硅基取代的脯氨酸衍生的手性胺，其作为催化剂可用于柠檬醛的不对称氢化反应，表现出很高的催化活性；本发明的另一目的在于提供该硅基取代手性胺的制备方法。
2、本发明是通过以下技术方案实现的：
3、一种硅基取代手性胺，具有如式（i）所示结构式：
4、
5、（i）
6、其中：
7、r1、r2为苯基、取代的苯基或c1-c8烷基，r1、r2可以相同，也可以不同；
8、所述取代的苯基中取代基为c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、c2-c8酰氧基、羟基、卤素、氨基、（c1-c8酰基）氨基、二（c1-c8烷基）氨基、c1-c8酰基、c2-c8酯基或卤代烷基中的一种或两种以上混合，取代基数目为0-5。
9、进一步的，所述c1-c8烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、仲戊基、叔戊基、正己基、异己基、新己基、仲己基、叔己基、正庚基、异庚基、新庚基、仲庚基、叔庚基、正辛基、异辛基、新辛基、仲辛基或叔辛基；
10、进一步的，所述c1-c8酰基为甲酰基、乙酰基、丙酰基、正丁酰基、异丁酰基、正戊酰基、异戊酰基、仲戊酰基、新戊酰基、正己酰基、异己酰基、新己酰基、仲己酰基、正庚酰基、异庚酰基、新庚酰基、仲庚酰基、正辛酰基、异辛酰基、新辛酰基、仲辛酰基、1-环丙基甲酰基、1-环丁基甲酰基、1-环戊基甲酰基、1-环己基甲酰基或1-环庚基甲酰基；
11、进一步的，所述c2-c8酰氧基为乙酰氧基、丙酰氧基、正丁酰氧基、异丁酰氧基、正戊酰氧基、异戊酰氧基、仲戊酰氧基、新戊酰氧基、正己酰氧基、异己酰氧基、新己酰氧基、仲己酰氧基、正庚酰氧基、异庚酰氧基、新庚酰氧基、仲庚酰氧基、正辛酰氧基、异辛酰氧基、新辛酰氧基、仲辛酰氧基、1-环丙基甲酰氧基、1-环丁基甲酰氧基、1-环戊基甲酰氧基、1-环己基甲酰氧基或1-环庚基甲酰氧基；
12、进一步的，所述c2-c8酯基为甲氧羰基、乙氧羰基、丙氧羰基、异丙氧羰基、丁氧羰基、异丁氧羰基、正戊氧羰基、异戊氧羰基、新戊氧羰基、仲戊氧羰基、叔戊氧羰基、环戊氧羰基、正己氧羰基、异己氧羰基、新己氧羰基、仲己氧羰基、叔己氧羰基、环己氧羰基、正庚氧羰基、异庚氧羰基、新庚氧羰基、仲庚氧羰基、叔庚氧羰基或环庚氧羰基；
13、进一步的，所述卤代烷基为含氟、氯、溴或碘的卤代烷基。
14、优选的，所述硅基取代手性胺，为具有如下结构式的化合物：
15、
16、所述手性胺可以是左旋体、右旋体或消旋体。
17、本发明的进一步改进方案为：
18、一种硅基取代手性胺的制备方法，包括以下步骤：
19、（1）在溶剂中，以无水碳酸钾为碱， d-脯氨酸与氯甲酸乙酯反应，制备得到 d-脯氨酸甲酯衍生物，反应式如下所示：
20、
21、（2）在溶剂中， d-脯氨酸甲酯衍生物与格氏试剂发生加成反应，制备得到噁唑啉酮中间体，反应式如下所示：
22、
23、（3）在溶剂中，以三乙胺为碱，以钯碳为催化剂，催化噁唑啉酮中间体进行加氢还原，制备得到手性胺催化剂，反应式如下所示：
24、
25、其中，r1、r2为苯基、取代的苯基或c1-c8烷基，r1、r2可以相同，也可以不同；
26、所述取代的苯基中取代基为c1-c8烷基、c1-c8烷氧基、c2-c8酰氧基、羟基、卤素、氨基、（c1-c8酰基）氨基、二（c1-c8烷基）氨基、c1-c8酰基、c2-c8酯基或卤代烷基中的一种或两种以上混合，取代基数目为0-5。
27、进一步的，步骤（1）中所述溶剂为甲醇，反应温度为0-70 ℃，反应时间为1-48小时；步骤（2）中所述溶剂为四氢呋喃、乙醚、叔丁基甲基醚或甲苯中的一种或两种以上混合，反应温度为0-120 ℃，反应时间为1-24小时；步骤（3）中所述溶剂为叔丁醇、乙酸乙酯或甲苯中的一种或两种以上混合，反应温度为0-120 ℃，反应时间为1-24小时。
28、进一步的，步骤（1）中所述 d-脯氨酸、无水碳酸钾以及氯甲酸乙酯的摩尔比为1:0.8-1.2:2-2.4；步骤（2）中所述 d-脯氨酸甲酯衍生物与格氏试剂的摩尔比为1:2-3；步骤（3）中所述噁唑啉酮衍生物与三乙胺的摩尔比为1:2-4，每1mmol的噁唑啉酮衍生物使用钯碳90-110 mg。
29、本发明的更进一步改进方案为：
30、上述硅基取代手性胺在柠檬醛的不对称氢化反应中的应用，包括以下步骤：不使用溶剂或在溶剂中，以硅基取代手性胺催化剂以及钯催化剂联合催化，添加剂的作用下，氢气氛围中柠檬醛发生不对称氢化反应，制得( r)-香茅醛，反应式如下所示：
31、。
32、进一步的，所述添加剂为盐酸、硫酸、硝酸、磷酸、甲酸、乙酸、三氟乙酸、特戊酸、苯甲酸或甘氨酸中的一种或两种以上混合；所述溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、叔戊醇、c1-c8的醚类、乙酸乙酯或甲苯中的一种或两种以上混合。
33、进一步的，所述柠檬醛、手性胺催化剂以及钯催化剂的摩尔量为1:0.01-5%:0.01-5%，氢气压力为1-100 atm，使用溶剂时，柠檬醛浓度为0.1-10 m。
34、进一步的，不对称氢化反应的温度为0-120oc，时间为1-48小时。
35、与现有技术相比，本发明的有益效果为：
36、本发明以 d-脯氨酸为原料，经过取代，加成，还原三步反应高效制备得到一类手性二级胺催化剂。在加氢反应条件下，该新型手性二级胺可以高效催化柠檬醛（ z/e= 1:1）的不对称氢化反应，并表现出以下特点：在1 mol%手性胺催化剂用量的反应条件下，可以以最优85%的ee值获得( r)-香茅醛。上述特点表明，本发明所提供的手性胺是目前柠檬醛（ z/e=1:1）不对称催化氢化最为高效的催化剂之一，具有良好的应用前景。