一种β-叠氮醇类化合物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种β‑叠氮醇类化合物的制备方法：在非亲核性有机溶剂中，将式I所示的烯烃类化合物，式II所示的叠氮源以及光催化剂混合，在室温条件下，氧源作用下，可见光照射下搅拌反应，所得粗产物经过还原处理制得式III所示的β‑叠氮醇类化合物。本发明专利技术提供了一种直接从烯烃出发无需过渡金属催化的空气条件下可见光催化的简便高效合成β‑叠氮醇的方法。反应条件温和，无金属参与，采用温和清洁廉价易得的空气氧源，具有非常广的底物适用性和官能团容忍性，收率高，适用于工业化生产。

A preparation method of beta azido alcohols

The invention discloses a method for preparing beta azido alcohols in non nucleophilic solvents, olefin compounds of formula I, formula II azide source and catalyst mixture at room temperature, the effects of oxygen source, stirring under visible light irradiation the reaction, the raw product prepared by reducing processing formula III beta azido alcohols. The invention provides a simple and efficient method for the synthesis of beta azido alcohols under visible light in an air condition directly from the starting alkene without transition metal catalyzed by. The reaction condition is mild, without metal participation, and the use of mild, clean, cheap and easily accessible air oxygen source has a wide range of substrate applicability and functional tolerance, and has high yield and is suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种β-叠氮醇类化合物的制备方法
本专利技术涉及一种简便高效广谱适用的β-叠氮醇类化合物的制备方法。
技术介绍
有机叠氮类化合物是合成很多含氮类化合物的重要前体((a)S.；Gil，C.；Knepper，K.；Zimmermann，V.Angew.Chem.Int.Ed.2005，44，5188.(b)Minozzi，M.；Nanni，D.；Spagnolo，P.Chem.Eur.J.2009，15，7830.(c)S.；Banert，K.OrganicAzides：SynthesesandApplications；Wiley-VCH：Weinheim，2010.(d)Driver，T.G.Org.Biomol.Chem.2010，8，3831.(e)Lapointe，G.；Kapat，A.；Weidner，K.；Renaud，P.Pure.Appl.Chem.2012，84，1633)。β-叠氮醇类化合物是具有极高附加值的一类化合物。由β-叠氮醇类化合物出发可以直接合成氮丙啶类以及β-氨基醇类化合物。而氮丙啶和β-氨基醇类化合物是有机合成中的重要的有机合成砌块，并且广泛存在于具有生物活性的化合物中。β-叠氮醇的传统合成方法包括：1)环氧化合物开环反应2)α-溴代酮还原，然后发生取代反应得到((a)Larrow，J.F.；Schaus，S.E.；Jacobsen，E.N.J.Am.Chem.Soc.1996，118，7420.(b)Watanabe，M.；Murata，K.；Ikariya，T.J.Org.Chem.2002，67，1712.(c)Spelberg，J.H.L.；vanHylckamaVlieg，J.E.T.；Tang，L.；Janssen，D.B.；Kellogg，R.M.Org.Lett.2001，3，41.(d)Patonay，T.；Kónya，K.；Juhász-Tóth，Chem.Soc.Rev.2011，40.2797.)。然而这些反应具有明显的缺点：需要先进行环氧化反应得到环氧化合物或先得到α-溴代酮类化合物才能进行合成β-叠氮醇类化合物的反应，即需要多步骤合成；另外这类方法往往具有底物局限性，不具有广谱适用性。从简单易得的烯烃出发直接双官能团化得到羟基叠氮类化合物是最简单直接的方法。目前已有的文献报到中从烯烃出发直接双官能团化得到羟基叠氮化产物的方法((a)Sakurada，I.；Yamasaki，S.；Kanai，M.；Shibasaki，M.TetrahedronLett.2000，41，2415.(b)Prasad，P.K.；Reddi，R.N.；Sudalai，A.Chem.Commun.2015，51，10276.(C)Fumagalli，G.；Rabet，P.T.G.；Boyd，S.；Greaney，M.F.Angew.Chem.Int.Ed.2015，54，11481.(d)Zhang，B.；Studer，A.Org.Lett.2013，15，4548.(e)Xia，X.-F.；Gu，Z.；Liu，W.；Wang，H.；Xia，Y.；Gao，H.；Liu，X.；Liang，Y.-M.J.Org.Chem.2015，80，290.(f)Sequeira，F.C.；Chemler，S.R.Org.Lett.2012，14，4482.(g)Zhu，R.；Buchwald，S.L.；J.Am.Chem.Soc.2015，137，8069.(g)Zhu，L.；Yu，H.；Xu，Z.；Jiang，X.；Lin，L.；Wang，R.Org.Lett.2014，16，1562.)中，文献报道的方法：焦宁的方法：Shibasaki和合作者报道了(Cl2SnO)n催化的烯烃的直接羟基叠氮化生成羟基叠氮醇的方法，该方法需要使用(超)化学计量的过氧化物作为氧化剂。Sudalai和合作者发展了一种叠氮化钠作为氮源，N，N-二甲基甲酰胺作为氧源的烯烃的羟基叠氮化反应催化体系。该催化体系中同样使用了化学计量的过氧化物作为氧化剂。Greaney和合作者使用高价碘化物Zhdankin试剂作为叠氮源，甲醇作为氧源，[Cu(dap)2]Cl作为催化剂，在光照条件下实现了苯乙烯类化合物的羟基叠氮化反应。Studer等同样使用Zhdankin试剂作为叠氮源，TEMPO作为氧源也实现了烯烃的羟基叠氮化反应。Liang等报道了醋酸碘苯促进的，使用三甲基叠氮硅烷最为叠氮源，N-羟基邻苯二甲酰亚胺作为氧源的苯乙烯类化合物的氧叠氮化反应。Chemler等报道了铜催化的烯烃的分子内的氧叠氮化反应高非对映选择性的构建2-氨基甲基吗啡啉类化合物的方法。Buchwald等也报道了在当量醋酸碘苯的作用下铜催化的对映选择性的烯烃的叠氮醚化反应。Wang，Xu等报道了铜催化的烯烃的氧化叠氮化反应构建叠氮取代的噁唑啉的方法。尽管在该领域已经取得了巨大的成就，但这些方法存在以下问题：当量的高价碘试剂或TEMPO或过氧化物或者肟类化合物被用于反应体系；官能团容忍性不是很好，特定的氧源如肟或者TEMPO的使用则限制了该方法的进一步衍生化应用。最近，焦宁课题组报道了一类高效的锰催化的烯烃的羟基叠氮化方法(Sun，X.；Li，X.；Song，S.；Zhu，Y.；Liang，Y.-F.；Jiao，N.J.Am.Chem.Soc.2015，137，6059.)。在该方法中是先活化产生叠氮自由基进而发生反应的。在该方法中仍需要使用过渡金属锰进行催化反应。
技术实现思路
本专利技术提供了一种直接从烯烃出发，以空气为氧源，在较温和的条件下由可见光催化实现了烯烃的直接双官能团化反应，再经过还原脱硅后处理即可高效的得到目标产物。本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种β-叠氮醇类化合物的制备方法，所述方法为：在非亲核性有机溶剂中，将式I所示的烯烃类化合物，式II所示的叠氮源以及光催化剂混合，在室温条件下，可见光照射下搅拌反应，所得粗产物经过还原处理制得式III所示的β-叠氮醇类化合物；所述式I所示的烯烃类化合物、式II所示的叠氮源、光催化剂的物质的量之比为1∶2-3∶0.01～0.03，优选1∶2-3∶0.02-0.03，更优选为1∶3∶0.03；反应式如下所示：式I或式III中，R1、R2、R3、R4各自独立为H、C1～C10的烷基、C3～C10的环烷基、C6～C10的芳香基、C7～C8的芳基亚烷基、C4～C5的杂环芳基；或者R1、R2连接成环，形成C5～C9的环烷基或C9～C13的苯并芳香环烷基，或者R2、R4连接成环形，在式I中，R2、R4与烯烃的碳碳双键形成C5～C9的环烯二基或C9～C13的苯并芳香环烯二基；在式III中，R2、R4与碳碳单键形成C5～C9的环烷二基或C9～C13的苯并芳香环烷二基所述的芳香基、芳基亚烷基、杂环芳基未被取代或被下列基团中的一个或多个取代：C1～C3的烷基、C1～C3的烷氧基、硝基、卤素、苯基、甲氧羰基、CF3、羟基、C1～C3的醛基、C1～C3的羧基、氨基、C1～C3的酯基或酰胺基。所述卤素为F、Cl或Br。进一步，式I中，优选R3、R4各自独立为H、甲基或苯基R1、R2各自独立为H、甲基、正丙基、异丙基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种β‑叠氮醇类化合物的制备方法，其特征在于所述方法为：在非亲核性有机溶剂中，将式I所示的烯烃类化合物，式II所示的叠氮源以及光催化剂混合，在室温条件下，氧源作用下，可见光照射下搅拌反应，所得粗产物经过还原处理制得式III所示的β‑叠氮醇类化合物；反应式如下所示：

【技术特征摘要】
1.一种β-叠氮醇类化合物的制备方法，其特征在于所述方法为：在非亲核性有机溶剂中，将式I所示的烯烃类化合物，式II所示的叠氮源以及光催化剂混合，在室温条件下，氧源作用下，可见光照射下搅拌反应，所得粗产物经过还原处理制得式III所示的β-叠氮醇类化合物；反应式如下所示：式I中，R1、R2、R3、R4各自独立为H、C1～C10的烷基、C3～C10的环烷基、C6～C10的芳香基、C7～C8的芳基亚烷基、C4～C5的杂环芳基；或者R1、R2连接成环，形成C5～C9的环烷基或C9～C13的苯并芳香环烷基，或者R2、R4连接成环形，R2、R4与烯烃的碳碳双键形成C5～C9的环烯二基或C9～C13的苯并芳香环烯二基；所述的芳香基、芳基亚烷基、杂环芳基未被取代或被下列基团中的一个或多个取代：C1～C3的烷基、C1～C3的烷氧基、硝基、卤素、苯基、甲氧羰基、CF3、羟基、C1～C3的醛基、C1～C3的羧基、氨基、C1～C3的酯基或酰胺基；式II所示的叠氮源为三甲基叠氮硅烷或NaN3。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述式I所示的烯烃类化合物、式II所示的叠氮源、光催化剂的物质的量之比为1∶2-3∶0.01～0.03。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于R3、R4各自独立为H、甲基或苯基；R1、R2各自独立为H、甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆展，杨波，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33