一种烯丙醇胺甲酸酯类化合物的烯基化产物及其合成方法技术

本发明专利技术公开了一种烯丙醇胺甲酸酯类化合物的烯基化产物及其合成方法，属于有机合成领域，该合成方法以烯丙醇或环己烯3‑醇类化合物为原料，利用钯催化体系，实现烯基同碳位烯基碳氢键的选择性切断和烯基化，有效合成烯丙醇胺甲酸酯类化合物。本发明专利技术所提供的合成方法首次实现了烯丙醇胺甲酸酯的选择性烯基化反应，合成效率高，对环境友好，生产环保压力小，原料经济易得，底物适用范围广泛，对环状和非环状的底物都适合，产率达到45～98％，应用范围广泛；本发明专利技术所提供的合成方法，适用于对结构较为复杂的具有特殊生物活性化合物的高效化学修饰，具有广泛的应用前景，在天然产物的合成方法上是一种有效补充。

Alkenylation products of an allyl carbamate and its synthesis method

【技术实现步骤摘要】
一种烯丙醇胺甲酸酯类化合物的烯基化产物及其合成方法
本专利技术涉及有机合成领域，具体涉及一种烯丙醇胺甲酸酯类化合物的烯基化产物及其合成方法。
技术介绍
胺甲酸酯是有机化学中常用的官能团，可用于保护羟基，近年来，胺甲酸酯也被用作导向基团，用于碳氢键定向/定点活化和官能化中，最近，有报导一种烯基胺甲酸酯与缺电子烯烃的交叉偶联反应，用于制备Z,E构型的共轭二烯衍生物，其胺甲酸酯还可以进行化学转化，如发生偶联反应(Ruthenium-catalyzedolefinicC–Halkenylationofenol-carbamates:highlystereo-selectivesynthesisof(Z,Z)and(Z,E)-butadienes.Chem.Commun.2017,53,12926)。烯丙醇是一类重要的有机化合物，来源广泛且价格便宜，环己烯3-醇则是大量药物和天然产物的核心骨架，因此，发展高效的烯丙醇和环己烯3-醇的烯基碳氢键选择性切断和官能化具有重要的理论意义和应用价值。其中，金属氢化物介导的自由基反应为烯烃的高选择性氢官能化提供了切实可行的方法，加成反应符合马氏规则，烷基自由基中间体或其等价物可与多种原子或基团反应，包括加成、交叉偶联反应等，自由基形成后发生氧化可以产生相应的亲电中间体，该中间体可被氧和氮亲核试剂捕获产生环状或非环状醚、内酯和饱和氮杂环产物，与相应的酸催化反应相比，自由基极性交叉反应可以显著扩大自由基氢官能化的适用范围并提供更好的化学选择性。虽然其确切的机理尚不清楚，但普遍认为碳正离子就是亲电中间体，由此使得碳-杂键的形成可以很大程度上脱离催化剂的控制。烯丙醇的直接官能化已有一些报道，如Loh研究小组发展的钯催化下的末端烯丙醇的直接氧化烯基化方法，用于制备共轭二烯衍生物，该方法中，羟基作为导向基团选择性活化导向基邻位的碳氢键并发生烯基化(ChelationversusNon-ChelationControlintheStereoselectiveAlkenylsp2C-HBondFunctionalizationReaction.Angew.Chem.,Int.Ed.2017,56,5091)，但是，如何实现双键在内部的烯丙醇的化学转化，以及如何实现导向基同碳位碳氢键的活化和官能化，仍然是一个难题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种烯丙醇胺甲酸酯类化合物的烯基化产物及其合成方法，该合成方法以烯丙醇类化合物或环己烯3-醇类化合物为原料，利用钯催化体系，高效实现烯基同碳位烯基碳氢键的选择性切断和烯基化，有效合成烯丙醇胺甲酸酯类化合物的烯基化产物。一种烯丙醇胺甲酸酯类化合物的烯基化产物，结构式如式I、式II和式III所示：其中，式I中，R1为C1～6烷基；R2为H或C1～6烷基；R3和R4为C1～6烷基；R5为C1～6烷基、C1～4烷氧基取代的C1～6烷基、含氧杂环取代的C1～6烷基或C1～6烷基或芳基；式II中R6和R7各自独立为H或C1～3烷基；R9和R10各自独立为C1～6烷基；R11为H、或C7～9芳烷苄基或和苯基取代烯丙基；R8为C1～6烷基；式III中R12和R13各自独立为C1～6烷基；R14为C1～6酯基、砜基或膦酸酯基。本专利技术还提供了一种烯丙醇胺甲酸酯类化合物的烯基化产物的合成方法，所述烯丙醇胺甲酸酯类化合物的合成方法为：将胺甲酸酯化合物、缺电子烯烃、过渡金属盐催化剂、配体和氧化剂置于有机溶剂中，于氩气氛围下加热反应，反应结束后，反应液经后处理得到式I、式II或式III所示结构的化合物。所述合成方法的反应机理为：胺甲酸酯作为导向基团，与金属钯配位后对同碳位的烯基碳氢键进行氧化加成，生成六元的环金属过渡态，随后烯烃配位插入并伴随β-氢消除，即得到胺甲酸酯的烯基化产物，产生的零价钯被银盐氧化重生二价钯活性物种，进入下一轮催化循环。优选的，所述胺甲酸酯化合物为烯丙醇或环己烯3-醇衍生的胺甲酸酯。优选的，所述缺电子烯烃为丙烯酸酯、烯基砜或烯基膦酸酯。优选的，所述过渡金属盐催化剂为钯盐；进一步优选为，所属钯盐为醋酸钯、氯化钯或三氟醋酸钯。优选的，所述配体为氨基酸；进一步优选为，所述氨基酸为N-乙酰基甘氨酸或N-乙酰基异亮氨酸。优选的，所述氧化剂为银盐；进一步优选为碳酸银。优选的，所述胺甲酸酯：缺电子烯烃：配体：过渡金属盐催化剂：氧化剂的物质的量之比为：1:1-3:0.1-0.3:0.1-0.2：2-4。优选的，所述有机溶剂为N，N-二甲基甲酰胺，二甲基亚砜、四氢呋喃、1,4-二氧六环、1,2-二氯乙烷、乙腈、六氟异丙醇或三氟乙醇。优选地，所述有机溶剂的体积用量以胺甲酸酯化合物的物质的量计为2-8L/mol。优选的，所述加热温度为50-100℃，反应时间10-20小时。所述后处理方法为：将反应液装柱，剩余反应液用二氯甲烷溶解转移，用硅胶进行柱层析分离，洗脱剂为体积比1：1-5的乙酸乙酯与石油醚混合液，收集含目标化合物的洗脱液，浓缩干燥得到相应目标产物。进一步优选的，本专利技术在醋酸钯为催化剂，氨基酸为配体，碳酸银为氧化剂，从原料胺甲酸酯和丙烯酸酯来制备共轭二烯化合物，反应式如下：本专利技术有益效果主要体现在：(1)本专利技术所提供的合成方法中首次实现了烯丙醇胺甲酸酯的选择性烯基化问题，合成效率高，对环境友好，生产环保压力更小。(2)本专利技术的合成方法，操作简单，反应条件温和，反应收率好，最高达到了98％。(3)本专利技术底物适用范围广泛，对环状和非环状的底物都适合，产率为45～98％，应用范围广泛。(4)本专利技术的合成原料经济易得，适用于结构较为复杂的具有特殊生物活性化合物(如甲基异睾酮衍生物)的高效化学修饰，具有广泛的应用前景，在天然产物和药物的合成与修饰方法上是一种有效补充。附图说明图1为本专利技术实施例1中的产物的核磁氢谱；图2为本专利技术实施例15中目标产物的核磁氢谱；图3为本专利技术实施例19中目标产物的核磁氢谱。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步说明，下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。实施例1：向烘箱干燥的螺旋盖小瓶中装入醋酸钯(4.5mg，10mol％，0.02mmol)，N-乙酰甘氨酸(4.7mg，20mol％，0.04mmol)，碳酸银(165.5mg，3.0当量，0.6mmol)和三氟乙醇(1.0mL)。然后，依次向溶液中加入相应的胺基甲酸酯(0.2mmol，1.0当量)和相应的烯烃(0.40mmol，2.0当量)。将小瓶在氮气下密封并加热至80℃并搅拌16小时。冷却后，将混合物过滤并浓缩，得到粗产物，将其直接用于快速柱色谱(乙酸乙酯/石油醚混合物)得到亮黄色液体(33.3mg，收率56％)。核磁共振谱图分峰如下：1HNMR本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烯丙醇胺甲酸酯类化合物的烯基化产物，其特征在于，所述的烯丙醇胺甲酸酯类化合物的烯基化产物具有式I、式II或式III所示的结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种烯丙醇胺甲酸酯类化合物的烯基化产物，其特征在于，所述的烯丙醇胺甲酸酯类化合物的烯基化产物具有式I、式II或式III所示的结构：



其中，式I中，R1为C1～6烷基；R2为H或C1～6烷基；R3和R4为C1～6烷基；R5为C1～6烷基、C1～4烷氧基取代的C1～6烷基、含氧杂环取代的C1～6烷基或芳基；式II中R6和R7各自独立为H或C1～3烷基；R9和R10各自独立为C1～6烷基；R11为H、苄基或苯基取代烯丙基；R8为C1～6烷基；式III中R12和R13各自独立为C1～6烷基；R14为C1～6酯基、砜基或膦酸酯基。


2.一种根据权利要求1所述的烯丙醇胺甲酸酯类化合物的烯基化产物的合成方法，其特征在于，将烯丙醇胺甲酸酯类化合物、缺电子烯烃、过渡金属盐催化剂、配体和氧化剂置于有机溶剂中，于氩气氛围下加热反应，得到式I、式II或式III所示结构的化合物。


3.根据权利要求2所述的烯丙醇胺甲酸酯类化合物的烯基化产物的合成方法，其特征在于，所述烯丙醇胺甲酸酯化合物为烯丙醇或环己烯3-醇衍生的胺甲酸酯。


4.根据权利要求2所述的烯丙醇胺甲酸酯类化合物的烯基化产物的合成方法，其特征在于，所述缺电子烯烃为丙烯酸酯、烯基砜或烯基膦酸酯。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：张坚，钟国富，孟轲轲，余纯冰，丁丽媛，
申请(专利权)人：杭州师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33