專利名稱：手性二環(huán)類化合物及其不對(duì)稱合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種手性二環(huán)類化合物及其不對(duì)稱合成方法。 背景技術(shù)：
手性是自然界的基本屬性，也是生命系統(tǒng)最重要的屬性之一。作為生命體三大物質(zhì)基礎(chǔ)的蛋白質(zhì)、核酸和多糖，它們?cè)谏w內(nèi)幾乎都是以單一構(gòu)型存在。對(duì)于生命體而言，許多手性化合物的對(duì)映體具有截然不同的生理活性，因此合成具有光學(xué)活性的有機(jī)化合物是化學(xué)家面臨的一項(xiàng)挑戰(zhàn)性任務(wù)，也是近年來最熱門的研究課題之一。勿庸置疑，不對(duì)稱合成是制備手性化合物最有效的手段，而催化不對(duì)稱合成是最理想的不對(duì)稱合成方法， 它僅使用少量的手性催化劑便可獲得大量的手性產(chǎn)物，是開發(fā)手性藥物、農(nóng)用化學(xué)品、材料及香料等最有效工具。催化不對(duì)稱合成方法根據(jù)催化劑屬性可分為三類過渡金屬催化、酶催化和不對(duì)稱有機(jī)催化。近幾年來，不含金屬的有機(jī)小分子催化越來越受到關(guān)注，正在成為化學(xué)領(lǐng)域繼金屬催化劑之后研究的另一熱點(diǎn)。不對(duì)稱有機(jī)催化從模擬酶催化開始，逐漸兼容了生物催化與化學(xué)催化的優(yōu)點(diǎn)，相對(duì)于過渡金屬配合物中的有機(jī)配體來說，有機(jī)催化劑的催化活性是有機(jī)化合物本身，不需要過渡金屬和其它金屬，更具有價(jià)廉、易得、無毒、對(duì)水和氧氣相對(duì)穩(wěn)定等眾多優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)由于不存在過渡金屬，有機(jī)催化劑催化的反應(yīng)產(chǎn)物就不需要考慮金屬的污染，這對(duì)醫(yī)藥、農(nóng)藥等合成的綠色化提供了保障。超分子化學(xué)，是從20世紀(jì)60年代末70年代初發(fā)展起來的一新的化學(xué)分支，是一門以非共價(jià)鍵為基礎(chǔ)，以分子為研究對(duì)象的化學(xué)學(xué)科，在分子識(shí)別、催化、信息傳遞、分子自組裝、超分子材料、分子器件等方面有著許多重要應(yīng)用。有機(jī)催化的發(fā)展是模擬酶的催化方式，而酶可以認(rèn)為它是一種復(fù)雜的有機(jī)超分子，所以將有機(jī)超分子運(yùn)用到催化方面研究是具有科學(xué)價(jià)值和潛在的應(yīng)用價(jià)值的。同時(shí)超分子在催化方面的應(yīng)用往往能明顯提高反應(yīng)活性和反應(yīng)選擇性，如今這方面的應(yīng)用越來越受到重視。2010年，Escuder課題小組運(yùn)用了一種新穎的由單分子自組裝而成的超分子凝膠化合物來催化環(huán)己酮與硝基烯烴的1，4加成，該超分子催化劑具有一個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)就是可以通過簡(jiǎn)單地改變反應(yīng)體系的PH值就能通過簡(jiǎn)單易行的過濾操作達(dá)到分離的目的，具有非常好的應(yīng)用價(jià)值(Chem. Eur. J. 2010，16， 8480)。同年羅三中和程津培課題組巧妙地將超分子β環(huán)糊精與環(huán)己二胺的衍生物通過共價(jià)鍵結(jié)合，并將之合成的超分子催化劑運(yùn)用到醛酮的aldol反應(yīng)中，取得了不錯(cuò)的效果，經(jīng)過反應(yīng)可以得到大于99%的手性加成產(chǎn)物(J. Am. Chem. Soc. 2010，132，7216)。這些研究成果豐富了超分子催化反應(yīng)的種類，但是，該領(lǐng)域的研究工作才剛剛開始，進(jìn)一步探索新的催化劑和反應(yīng)類型，進(jìn)而研究開發(fā)其在不對(duì)稱有機(jī)合成等領(lǐng)域中的應(yīng)用，并最終獲得具有良好不對(duì)稱誘導(dǎo)作用的反應(yīng)體系，將是現(xiàn)代綠色化學(xué)中一個(gè)重要的新興研究領(lǐng)域。具有骨架1的手性二環(huán)二烯類化合物是類重要的手性試劑，其被廣泛作為銠和銥的手性配體應(yīng)用于手性不對(duì)稱催化，在部份反應(yīng)中起到了優(yōu)異的手性誘導(dǎo)功能(Angew. Chem. Int. Ed. 2004，43，3364)。但復(fù)雜的合成方法限制了手性二環(huán)二烯類化合物作為手性配體的快速發(fā)展(Angew. Chem. Int. Ed. 2008，47，4482)。2010 年，Carnell 發(fā)展了從手性烯
4醇酯經(jīng)中間體手性二環(huán)二酮類化合物2進(jìn)而合成一類手性二環(huán)二烯類化合物1的簡(jiǎn)易方法 (Angew. Chem. Int. Ed. 2010，49，2750) ·
權(quán)利要求
1.手性二環(huán)類化合物，其結(jié)構(gòu)如式(I)所示
2.如權(quán)利要求1所述的手性二環(huán)類化合物，其特征在于所述的手性二環(huán)類化合物的結(jié)構(gòu)如下所示
3.如權(quán)利要求1或2所述的手性二環(huán)類化合物，其特征在于氓、1 2、1 3各自獨(dú)立為氫或甲基；R4為2-甲氧基苯乙烯基、4-甲氧基苯乙烯基、4-甲基苯乙烯基、苯乙烯基、4-氟基苯乙烯基、3-氯基苯乙烯基、4-氯基苯乙烯基、2-溴基苯乙烯基、4-溴基苯乙烯基、4-三氟甲基苯乙烯基或苯乙炔基；n為0或1。
4.一種如權(quán)利要求1所述的手性二環(huán)類化合物的不對(duì)稱合成方法，所述的方法是以結(jié)構(gòu)如式(II)所示的環(huán)己烯酮衍生物與結(jié)構(gòu)如式(III)所示的硝基烯烴衍生物為底物，在有機(jī)溶劑中在手性仲胺催化劑、聚二醇系列化合物和酸的共同催化下反應(yīng)得到結(jié)構(gòu)如式(I) 所示的手性二環(huán)類化合物；
5.如權(quán)利要求4所述的手性二環(huán)類化合物的不對(duì)稱合成方法，其特征在于所述的聚二醇系列化合物為下列之一 PEG200、PEG400、PEG600、PEG800、PEG1000、PPG200、PPG400、 PPG600、PPG800、PPG1000、PPG2000。
6.如權(quán)利要求4所述的手性二環(huán)類化合物的不對(duì)稱合成方法，其特征在于所述的酸為下列之一 HC1、HBr、H2SO4, HBF4, HPF6, CH3COOH, CF3COOH, CF3S03H、苯甲酸、鄰氟苯甲酸、間氟苯甲酸、對(duì)氟苯甲酸、苯乙酸、對(duì)甲基苯甲酸、鄰硝基苯甲酸、間硝基苯甲酸、對(duì)硝基苯甲酸、鄰三氟甲基苯甲酸、間三氟甲基苯甲酸、對(duì)三氟甲基苯甲酸、苯磺酸、對(duì)甲基苯磺酸、對(duì)十二烷基苯磺酸、α -萘磺酸、β -萘磺酸、α -萘乙酸、油酸、硬脂酸、正十二烷基磺酸、甲基丙烯酸。
7.如權(quán)利要求4所述的手性二環(huán)類化合物的不對(duì)稱合成方法，其特征在于所述的有機(jī)溶劑為下列之一 二氯甲烷、氯仿、乙醚、異丙醚、四氫呋喃、1，4- 二氧六環(huán)、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、乙腈、甲醇、乙醇、異丙醇、PEG200、PEG400、PEG600、PPG200、PPG400、PPG600、 PPG800。
8.如權(quán)利要求4所述的手性二環(huán)類化合物的不對(duì)稱合成方法，其特征在于所述硝基烯烴衍生物與環(huán)己烯酮衍生物、手性仲胺催化劑、酸的摩爾比為1 1 6 0.3 0.05 0.3 0.05，所述聚二醇系列化合物與手性仲胺催化劑的摩爾比為1 2 5，所述手性仲胺催化劑與有機(jī)溶劑的摩爾比為1 150 200。
9.如權(quán)利要求4所述的手性二環(huán)類化合物的不對(duì)稱合成方法，其特征在于反應(yīng)溫度為-20 40°C，反應(yīng)時(shí)間為12 36h。
10.如權(quán)利要求4所述的手性二環(huán)類化合物的不對(duì)稱合成方法，其特征在于所述的有機(jī)溶劑為氯仿，所述的聚二醇系列化合物為PPG1000，所述的酸為苯甲酸，所述硝基烯烴衍生物與環(huán)己烯酮衍生物、手性仲胺催化劑、酸的物質(zhì)的量之比為1 4 0.2 0.2，所述聚二醇系列化合物與手性仲胺催化劑的摩爾比為1 3，所述手性仲胺催化劑與有機(jī)溶劑的摩爾比為1 170;反應(yīng)溫度為25°C，反應(yīng)時(shí)間為12 36h。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種手性二環(huán)類化合物及其不對(duì)稱合成方法，所述手性二環(huán)類化合物的結(jié)構(gòu)如式(I)所示。本發(fā)明是以結(jié)構(gòu)如式(II)所示的環(huán)己烯酮衍生物與結(jié)構(gòu)如式(III)所示的硝基烯烴衍生物為底物，在有機(jī)溶劑中在手性仲胺催化劑、聚二醇系列化合物和酸的共同催化下反應(yīng)得到結(jié)構(gòu)如式(I)所示的手性二環(huán)類化合物。本發(fā)明合成的手性二環(huán)類化合物具有手征性，可作為手性化合物的合成中間體，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)C07C201/12GK102531911SQ20111043618
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者夏愛寶, 徐振元, 許丹倩 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)