本发明专利技术公开了一种手性螺环羟吲哚‑苯并吡喃‑酮并‑3,4‑二氢‑吡喃化合物的合成方法，具体为以靛红衍生β,γ‑不饱和α‑酮酸酯与3‑羟基‑4氢‑色烯‑4‑酮为反应物，在手性多功能手性奎宁硫脲催化下，在溶剂中合成得到产物。本发明专利技术公开的方法原料简单易得，反应条件温和，后处理简单方便，适用的底物范围广，收率高，对映选择性高,由此合成得到的产物可用以合成药物、杀虫剂和光电材料的中间体。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及手性螺环化合物的合成，具体涉及一种手性螺环羟吲哚-苯并吡喃-酮并-3,4-二氢-吡喃化合物的催化合成方法。
技术介绍
手性氧杂螺环羟吲哚类化合物广泛存在于天然产物和药物分子中，具有抗肿瘤、抗植物病毒、植物生长调节、除草、杀菌、抑制酶活性、抗氧化及防辐射、破坏生物细胞膜等广泛的生物活性，而受到很多科学家的关注。手性螺环羟吲哚-苯并吡喃-酮并-3,4-二氢-吡喃化合物，同样具有类似的潜在应用价值，因此选择高效的方法合成手性的氧杂螺环羟吲哚半缩酮化合物吸引了许多化学家的极大兴趣，近来涌现出了许多合成方法。手性的氧杂螺环羟吲哚半缩酮化合物具有连续的共轭结构，这种连续共轭结构使其容易发生电子转移和跃迁，故氧杂螺环羟吲哚半缩酮化合物在电子转移、光电材料方面也具有潜在的应用价值。在有机合成领域，通过不对称小分子催化的反应由于仅用少量的手性催化剂就可获得大量新的活性物质而成为最有效、有经济价值的合成手性化合物的方法。现有技术中合成手性氧杂螺环羟吲哚类化合物的方法报道的比较少。β , γ -不饱和α -酮酸酯作为一个具有多反应位点、缺电子的β , γ -不饱和体系和活化的α -羰基的骨架的应用受到了广泛的关注和报道，而靛红衍生β , γ -不饱和α -酮酸酯骨架参与的化学反应的报道比较少。施敏课题组在2014年报道了以(DHQ)2AQN为催化剂，靛红衍生β, γ -不饱和α -酮酸酯和联烯酯的不对称[3+2]环加成反应，能以56%‒99%的收率和76%‒98%的对映选择性得到手性氧杂螺环羟吲哚类化合物。(H.-B. Yang, Y.-Z. Zhao, R. Sang, Y. Wei, M. Shi, Asymmetric Synthesis of Bioxindole-Substituted Hexahydro-furo[2,3-b ] furans via Hydroquinine Anthraquinone-1,4-diyl Di-ether-Catalyzed Domino Annulation of Acylidenoxindoles/Isatins, Acylidenoxindoles and Allenoates. Adv.Synth.Catal.,2014,356, 3799-380), 但该反应的催化剂用量较大，反应的非对映选择性不是很高，从而限制了该反应的进一步应用价值。因此很有必要寻找一种新的合成手性螺环羟吲哚-苯并吡喃-酮并-3,4-二氢-吡喃化合物的方法，该方法不仅收率高、对映选择性优秀，同时还需底物易合成，成本低，反应条件温和，操作简单。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种手性螺环羟吲哚-苯并吡喃-酮并-3,4-二氢-吡喃化合物的催化合成方法及由此制备的手性螺环羟吲哚-苯并吡喃-酮并-3,4-二氢-吡喃化合物。为达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种氧杂螺环羟吲哚半缩酮化合物的合成方法，具体为：以靛红衍生β,γ-不饱和α-酮酸酯化合物和3-羟基-4氢-色烯-4-酮为反应物，以手性奎宁硫脲为催化剂，在卤代烃类溶剂中，反应得到产物手性螺环羟吲哚-苯并吡喃-酮并-3,4-二氢-吡喃化合物；所述靛红衍生β,γ-不饱和α-酮酸酯化合物的化学结构式为，其中R1选自：甲基、甲氧基甲基、苄基、烯丙基、苄氧羰基中的一种；R2选自：氢、5-氟、5-氯、5-溴、5-甲基、5-甲氧基、6-氯、6-溴、6-甲氧基、7-氟、7-甲基、5,6-二氟、5,7-二甲基中的一种；R3选自：甲基、乙基中的一种；所述3-羟基-4氢-色烯-4-酮化合物的化学结构式为，其中R为氢、6-氟、6-溴、6-甲基、7-甲氧基中的一种；所述手性螺环羟吲哚-苯并吡喃-酮并-3,4-二氢-吡喃化合物的结构式为：。优选的技术方案中，以摩尔量计，所述催化剂的用量为靛红衍生β,γ-不饱和α-酮酸酯化合物的2-10%；进一步优选为5%。优选的技术方案中，以摩尔量计，3-羟基-4氢-色烯-4-酮化合物的用量为靛红衍生β,γ-不饱和α-酮酸酯化合物的1-2倍；进一步优选为1.5倍。优选的技术方案中，反应温度低于室温，比如-30℃至室温；反应时间为36-41小时。优选-20℃反应40小时。优选的技术方案中，所述催化剂为手性奎宁硫脲；其化学结构式如下所示：上述技术方案中，反应过程包括在低温下，向反应瓶中依次加入催化剂、靛红衍生β,γ-不饱和α-酮酸酯化合物、溶剂，搅拌15-35分钟后加入3-羟基-4氢-色烯-4-酮化合物进行反应，反应结束后，粗产物通过简单的柱层析（洗脱剂优选为石油醚∶乙酸乙酯=2：1～1:1）即可得到目标产物；该类化合物是很多抗菌药物，抗病毒剂和酶抑制剂的类似物，有巨大的潜在应用价值。手性的氧杂螺环羟吲哚半缩酮化合物具有连续的共轭结构，这种连续共轭结构使其容易发生电子转移和跃迁，故氧杂螺环羟吲哚半缩酮化合物可以用做电子转移、光电材料。本专利技术进一步公开上述手性奎宁硫脲在催化靛红衍生β,γ-不饱和α-酮酸酯化合物和3-羟基-4氢-色烯-4-酮反应中的应用。上述反应过程如下所示：由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有下列优点:1．本专利技术首次实现了以3-羟基-4氢-色烯-4-酮化合物和靛红衍生β,γ-不饱和α-酮酸酯化合物为反应物、手性多功能奎宁硫脲为催化剂合成手性螺环羟吲哚-苯并吡喃-酮并-3,4-二氢-吡喃化合物的方法，该方法操作简便，收率高，立体选择性好；2．本专利技术所公开的合成氧杂螺环羟吲哚半缩酮化合物的反应后处理简单，反应不存在动力学拆分过程，属于Michael加成-环化串联反应，体系中没有副产物生成；3．本专利技术公开的合成氧杂螺环羟吲哚半缩酮化合物的方法适用底物范围很广，原料均为工业化、廉价易得的产品，无污染；并且官能团兼容性高，对应选择性优秀，收率高。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述:实施例一：反应瓶中依次加入奎宁硫脲(5.9 mg，0.01 mmol)，和1a (25.9mg, 0.1 mmol)，2a (16.2 mg, 0.1 mmol)，加入1 mL二氯甲烷，在室温条件下反应12小时，反应体系通过简单的柱层析（洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯=1.8:1）即可得到目标产物3a (36.6mg)，黄色固体，mp: 198-201℃, 收率为87%，>20/1 dr，87% ee。反应瓶中依次加入奎宁硫脲(5.9 mg，0.01 mmol)，和1a (25.9mg, 0.1 mmol)，2a (16.2 mg, 0.1 mmol)，加入1 mL二氯甲烷，在零摄氏度条件下反应12小时，反应体系通过简单的柱层析（洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯=1.8:1）即可得到目标产物3a (33.3mg)，黄色固体，mp: 198-201 ℃, 收率为79%，>20/1 dr，96% ee。反应瓶中依次加入奎宁硫脲(3.0 mg，0.005 mmol)，和1a (25.9mg, 0.1 mmol)，加入1 mL二氯甲烷，在零下20摄氏度条件下搅拌20分钟，加入2a (24.3 mg, 0.15 mmol)，继续反应40小时，反应体系通过简单的柱层析（洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯=1.8:1）即可得到目标产本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种手性螺环羟吲哚‑苯并吡喃‑酮并‑3,4‑二氢‑吡喃化合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：以靛红衍生β,γ‑不饱和α‑酮酸酯化合物和3‑羟基‑4氢‑色烯‑4‑酮化合物为反应物，以手性奎宁硫脲为催化剂，在卤代烃类溶剂中，反应得到氧杂螺环羟吲哚半缩酮化合物；所述靛红衍生β,γ‑不饱和α‑酮酸酯化合物的化学结构式为，其中R1选自：甲基、甲氧基甲基、苄基、烯丙基、苄氧羰基中的一种；R2选自：氢、5‑氟、5‑氯、5‑溴、5‑甲基、5‑甲氧基、6‑氯、6‑溴、6‑甲氧基、7‑氟、7‑甲基、5,6‑二氟、5,7‑二甲基中的一种；R3选自：甲基、乙基中的一种；所述3‑羟基‑4氢‑色烯‑4‑酮化合物的化学结构式为，其中R为氢、6‑氟、6‑溴、6‑甲基、7‑甲氧基中的一种；所述手性螺环羟吲哚‑苯并吡喃‑酮并‑3,4‑二氢‑吡喃化合物的结构式为：。
【技术特征摘要】
1.一种手性螺环羟吲哚-苯并吡喃-酮并-3,4-二氢-吡喃化合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：以靛红衍生β,γ-不饱和α-酮酸酯化合物和3-羟基-4氢-色烯-4-酮化合物为反应物，以手性奎宁硫脲为催化剂，在卤代烃类溶剂中，反应得到氧杂螺环羟吲哚半缩酮化合物；所述靛红衍生β,γ-不饱和α-酮酸酯化合物的化学结构式为，其中R1选自：甲基、甲氧基甲基、苄基、烯丙基、苄氧羰基中的一种；R2选自：氢、5-氟、5-氯、5-溴、5-甲基、5-甲氧基、6-氯、6-溴、6-甲氧基、7-氟、7-甲基、5,6-二氟、5,7-二甲基中的一种；R3选自：甲基、乙基中的一种；所述3-羟基-4氢-色烯-4-酮化合物的化学结构式为，其中R为氢、6-氟、6-溴、6-甲基、7-甲氧基中的一种；所述手性螺环羟吲哚-苯并吡喃-酮并-3,4-二氢-吡喃化合物的结构式为：。2. 根据权利要求1所述手性螺环羟吲哚-苯并吡喃-酮并-3,4-二氢-吡喃化合物的合成方法，其特征在于: 所述卤代烃类溶剂为二氯甲烷。3. 根据权利要求1所述手性螺环羟吲哚-苯并吡喃-酮并-3,4-二氢-吡喃化合物的合成方法，其特征在于: 以摩尔量计，所述催化剂的用量为靛红衍生β,γ-不饱和α-酮酸酯化合物的2-10%。4.根据权利要求1所述手性螺环羟吲哚-苯并吡喃-酮并-3,4-二氢-吡喃化合物的合成方法，其特征在于:以摩尔量计，所述3-羟基-4氢-色烯-4-酮的用量为靛红衍生β,γ-不饱和α-酮酸酯化合物的1-2倍。5. 根据权利要求1所述手性螺环羟吲哚-苯并吡喃-酮并-3,4-二氢-吡喃化合物的合成方法，其特征在于: 所述反应时间为36-41小时。...
【专利技术属性】
技术研发人员：王兴旺，殷少杰，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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