本发明专利技术提供了一种新手性五元杂环化合物，该类手性五元杂环化合物的特征在于它们２位的硝基乙基取代基上有一个手性中心。本发明专利技术同时提供了一种高对映选择性地制备该手性五元杂环化合物的方法：由五元杂环化合物吡咯、呋喃和噻吩及其衍生物与硝基烯烃的催化不对称Ｆｒｉｅｄｅｌ－Ｃｒａｆｔｓ烷基化反应制备。所用手性催化剂为手性双噁唑啉或双噻唑啉配体的金属络合物催化剂，所用溶剂为常用有机溶剂，反应温度为－２０～３０℃，催化剂的用量为１－２０ｍｏｌ％。该不对称催化制备方法原料简单，催化剂易于制备，手性产物的对映选择性高。该类新手性五元杂环化合物可以作为重要的有机合成中间体或手性药物等的原料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机化合物以及不对称催化合成
，具体涉及手性五元杂环化合物 及其高对映选择性制备方法。
技术介绍
五元杂环化合物吡咯、呋喃和噻吩具有相似的结构和化学反应性质。天然存在的、具 有生物活性的五元杂环吡咯、呋喃和噻吩衍生物的数量是非常庞大的。它们的各种形式的 衍生物广泛地存在于整个自然界，在生物体的发育、生长、能量储存和转换、生物之间的 各种信息传递和自身防御等各个过程的化学作用物质中，几乎无不有这些五元杂环化合物 参与，如叶绿素，维生素B12，靛青和血红素等。 一个世纪以来，五元杂环化合物的合成和 反应一直引起人们很广泛的研究兴趣(Thomas, L. G., 3rd ed. In Heterocyclic Chemistry, Vol. 11; Longman: England, 1997; Part 1,2 and 5)。取代吡咯由于它们的重要生物活性和光电子性 质而被广泛用于天然生物碱和药物分子的重要构筑单元(Fttrstner, A. Oze/w. /W.五d2003， 42， 3582; H. Hoffinann and T. Lindel, Sywf/iew's 2003， 1753; Balme,CAe/w. /W, 五d， 2004， 43, 6238)和化学材料(Yamaguchi， S.， K. Tamao， K. / Orga"o附".CTie加.2002， 653, 223; Guernion， N. J.; Hayes， W. O/w Org. 2004， & 637)。用作药物的吡咯衍生物如海人酸(kainic acid)、胃长宁(glycoyrrolate)和林可酶素(lincomycin)等(有机杂环化合物，陈敏 为等编，高等教育出版社，19卯，p37)。呋喃及其衍生物也具有非常重要的作用，如四氢 呋喃和糠醛都是非常重要的化工试剂和原料。在自然界也存在很多可供药用的呋喃衍生 物。在合成药物中，呋喃类化合物也相当多，例如抗菌药呋喃唑酮(foroxone)和呋喃西林 (fiiracillin)以及维生素类药呋喃硫胺(alinamin F)等。重要的噻吩衍生物如微生素H和半合 成抗生素一先锋酶素I(有机杂环化合物，陈敏为等编，高等教育出版社，1990， p25)。在 各种类型的食品中，大都含有吡咯、呋喃或噻吩的衍生物，现已知有许多吡咯、呋喃和噻 吩衍生物用作食品和饮料的香料和调味剂(杂环化学，花文廷编，北京大学出版社，1991, pl50)。具有不同取代基结构的五元杂环化合物将表现出不同的功能，因此，发展结构多样性 的五元杂环化合物，尤其是手性五元杂环化合物及其高效的立体选择性合成方法非常重 要。发展C-烷基取代五元杂环化合物的新合成方法已引起人们广泛的关注，例如C-垸基吡 咯是合成生物活性化合物和含吡咯骨架的天然产物的重要构筑块(Sundberg， R. D. i>r0/esC7iew/W 7， Vol. 4; Katrizky, A. R.; Rees, C. W.， Eds.; Pergamon: Oxford, 1984， 313-376)。有一 些获得C-烷基吡咯的间接方法(1) 2-甲酰或2-乙酰基吡咯的Wolff-Kishner还原(Signaigo, F. K.; Adkins, H. 爿m. CTie附.5bc. 1936， 5S， 709); (2)从垸基吡咯的高温热重排得到2-或3-烷基吡咯(Patterson， J. M.; Soedigdo， S. / Og. 1968, 33, 2057); (3)用吡咯基卤化镁制备2-和3-烷基吡咯(Patterson， J. M.; Soedigdo, S. / Og. Oze附，1968， 33, 2057)。这些间接方 法的缺点是多步骤合成反应及它们在大多反应条件下易发生聚合。直接合成C-烷基吡咯的 方法是通过Friedel-Crafts烷基化反应，如分子碘催化的吡咯与硝基烯烃的加成(Lin， C.; Hsu, J.; Sastry， M. N. V.; Fang， H.; Tu， Z.; Liu， J,T; Yao， C. -F. r"油加"2005, 6/, 11751); 微波催化的吡咯与缺电子烯烃的加成(Zhan， Z,P.; Yang， W.-Z.; Yang， R.-F. S^/e" 2005, 2425); InCl3催化的吡咯与缺电子烯烃的加成(Yadav, J. S.; Abraham, S.; Reddy, B. V. S.; Sabitha， G. re/ra/zeJSro"丄故2001, 42, 8063); CuBr2催化的吡咯与a，p-不饱和酮的加成 (Kusurkar， R. S.; Nayak， S. K.; Chavan， N. L. re/ra/ieafraw2006, 47, 7323); Zr(OTf)4催化 的吡咯与a，p-不饱和酮的加成(Shi， M.; Cui, S. C.; Li， Q. J. re/ra/ierfro" 2004， 60， 6679)以及 水相中的垸基化反应(Firouzabadi, H.; Iranpoor, N.; Nowrouzi, F. Oie/n. Cowwmw.， 2005， 789; Azizi， N.; Arynasab， F.; Saidi， M. R. Og.历o/wo/, C7/e附.，2006， 4， 4275)。随着医药工业的发展，对手性化合物的需求日趋增长，发展重要的手性杂环化合物及 高对映选择性的制备方法对于不对称合成研究与工业应用具有十分重要的意义。催化不对 称Friedd-Crafts烷基化反应是在各种不同芳香体系的a或p位构筑手性中心的一个重要方法 (Bandini, M; Melloni, A.; Umani-Ronchi, A.爿wgew. C/ze/w. /W. ￡d 2004, 550)。 2001年 MacMillan研究组报道了用由(5)-苯丙氨酸衍生的有机催化剂催化吡咯和不饱和醛的不对 称Friedel-Crafts反应(Paras， N. A.; MacMillan， D. W, C. /爿w. CAew. Soc" 2001， 72 ， 4370)。 2005年Palomo等报道了双噁唑啉-Cu(II)络合物催化的吡咯和不饱和a-羟基酮的不对称反应 (Palomo, C; Oiarbide， M.; Kardak, B. G; Garcia, J. M.; Linden, A. /C/ e肌Soc. 2005， 727, 4154)。随后，Evans及其合作者报道了Pybox-Sc(III)络合物催化的吡咯与不饱和2-酰基咪唑 的不对称反应，获得了较好的产率和对映选择性(Evans, D. A.; Fandrick, K. R.; Song， S.-J. / 爿m. C/ze肌Soc. 2005, "7， 8972; Evans, D. A.; Fandrick， K. R. Og.2006， S， 2249)。 Jurczak等报道本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种手性五元杂环化合物，其结构通式如下：＊＊＊Ⅰ式Ⅰ中“＊”表示手性碳原子；Ｘ＝ＮＲ，Ｏ或Ｓ，其中Ｒ表示氢、Ｃ１－Ｃ８烷基、Ｃ１－Ｃ８环烷基、Ｃ６－Ｃ１２芳基、Ｃ１－Ｃ８酰基；Ｒ↑［１］表示氢、Ｃ１－Ｃ８烷基、Ｃ１－Ｃ８环烷基、Ｃ６－Ｃ１２芳基、呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡啶基；Ｒ↑［２］、Ｒ↑［３］和Ｒ↑［４］表示氢、Ｃ１－Ｃ６烷基、Ｃ１－Ｃ６环烷基、Ｃ１－Ｃ６烷氧基、Ｃ６－Ｃ１２芳基、Ｃ１－Ｃ８酰基。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杜大明，刘涵，许家喜，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：11[]
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