一种手性喹啉酮螺环茚醇化合物及其合成方法技术

本发明专利技术公开了一种手性喹啉酮螺环茚醇化合物及其合成方法。所述手性喹啉酮螺环茚醇化合物具有下式所示结构：

A chiral quinolinone spirocyclindenol compound and its synthesis method

【技术实现步骤摘要】
一种手性喹啉酮螺环茚醇化合物及其合成方法
本专利技术涉及一种喹啉酮螺环茚醇化合物，尤其涉及一种含有季碳螺原子和仲醇碳原子两个手性中心的喹啉酮螺环茚醇化合物及其合成方法，属于化学合成

技术介绍
非活性C-H键的选择性氧化反应是一类非常有用的，且具有良好的潜在应用性的反应，因为它能够在惰性的C-H键中引入活性官能团，从而可通过后期氧化策略构建进行衍生化[(1)T.Cernak,K.D.Dykstra,S.Tyagarajan,P.；Vachal,S.W.Krska,TheMedicinalChemist’sToolboxforLate-stageFunctionalizationofDrug-likeMolecules,Chem.Soc.Rev.2016,45,546-576；(2)T.Newhouse,P.S.Baran,IfC-HBondsCouldTalk:SelectiveC-HBondOxidation,Angew.Chem.,Int.Ed.2011,50,3362-3374.]。然而，在选择性氧化反应中存在一个主要问题就是，通常首先得到的目标物醇相较于起始底物更易被氧化。在过去近半个世纪，化学家开展了一系列卓有成效的探索，过渡金属催化的C-H键不对称氧化获得相应手性醇取得了一些进展[(a)J.T.Groves,P.Viski,J.Am.Chem.Soc.1989,111,8537–8538；(b)R.Zhang,W.Y.Yu,T.S.Lai,C.M.Che,Chem.Commun.1999,1791–1792.]。但过度氧化与对映选择性低的问题仍未解决，基于生物酶的在此类反应中所展示的独特优势，发展新的仿生催化剂实现C-H键的不对称选择性氧化具有很大的发展空间。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种手性喹啉酮螺环茚醇化合物及其合成方法，以克服现有技术的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一种手性喹啉酮螺环茚醇化合物，它具有式(1)所示的结构：其中R1包括氢、卤素取代基、C1-C6的烷基、CF3、CN、C1-C4烷氧基或其中Rx和Rx'分别包括氢、卤素取代基、C1-C6的烷基、CF3、CN或C1-C4烷氧基；所述R1的位置选自式(1)中喹啉酮的芳环5-8位中的任一者；R2包括氢、C1-C6的烷基、CF3、CN或C1-C4烷氧基；R3包括保护基团。本专利技术实施例还提供了一种手性喹啉酮螺环茚醇化合物的合成方法，其包括：使包含喹啉酮螺环茚前体化合物、催化剂、酸、氧化剂和溶剂的均匀混合反应体系于-40℃～0℃进行C-H不对称氧化反应，获得手性喹啉酮螺环茚醇化合物；其中，所述喹啉酮螺环茚前体化合物具有式(2)所示的结构：其中R1包括氢、卤素取代基、C1-C6的烷基、CF3、CN、C1-C4烷氧基或其中Rx和Rx'分别包括氢、卤素取代基、C1-C6的烷基、CF3、CN或C1-C4烷氧基；所述R1的位置选自式(1)中喹啉酮的芳环5-8位中的任一者；R2包括氢、C1-C6的烷基、CF3、CN或C1-C4烷氧基；R3包括保护基团。本专利技术实施例还提供了由前述方法合成的手性喹啉酮螺环茚醇化合物。与现有技术相比，本专利技术的优点包括：本专利技术提供的手性喹啉酮螺环茚醇化合物包含季碳螺原子和仲醇碳原子两个手性中心，并且该化合物是通过非血红素类手性四齿氮配体的锰配合物直接催化苄基C-H键的不对称氧化，高对映选择性的直接合成手性喹啉酮螺环茚醇化合物，该方法反应条件温和，利用液相过氧化氢作为氧化剂，反应的对映选择性高(70％-99％)，为这类化合物合成提供了一条更经济、高效和环保的合成工艺。具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案，其主要是提供一种有效的手性四齿氮配体的锰配合物仿生催化方法，过氧化氢为氧化剂，Bronsted酸作为添加剂，实现苄位亚甲基C-H键的直接对映选择性羟基化，进而构建含有两个手性中心的喹啉酮螺环茚醇化合物分子骨架。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。本专利技术实施例的一个方面提供的一种手性喹啉酮螺环茚醇化合物，它具有式(1)所示的结构：其中R1包括氢(H)、卤素取代基(-F、-Cl、-Br、-I等)、C1-C6的烷基、CF3、CN或C1-C4烷氧基或其中Rx和Rx'分别包括氢(H)、卤素取代基(-F、-Cl、-Br、-I等)、C1-C6的烷基、CF3、CN或C1-C4烷氧基，所述R1的位置任意选自式(1)中喹啉酮的芳环5-8位中的任一者；R2包括氢(H)、C1-C6的烷基、CF3、CN或C1-C4烷氧基；R3包括保护基团。进一步地，所述R3为Boc(叔丁氧羰基)、Cbz(苄氧羰基)、甲氧羰基或乙氧羰基等常用保护基团，但不限于此。本专利技术实施例的另一个方面还提供了一种手性喹啉酮螺环茚醇化合物的合成方法，其包括：使包含喹啉酮螺环茚前体化合物、催化剂、酸、氧化剂和溶剂的均匀混合反应体系于-40℃～0℃进行C-H不对称氧化反应1～2h，获得手性喹啉酮螺环茚醇化合物；其中，所述喹啉酮螺环茚前体化合物具有式(2)所示的结构：其中R1包括氢(H)、卤素取代基(-F、-Cl、-Br、-I等)、C1-C6的烷基、CF3、CN或C1-C4烷氧基或其中Rx和Rx'分别包括氢(H)、卤素取代基(-F、-Cl、-Br、-I等)、C1-C6的烷基、CF3、CN或C1-C4烷氧基，所述R1的位置任意选自式(1)中喹啉酮的芳环5-8位中的任一者；R2包括氢(H)、C1-C6的烷基、CF3、CN或C1-C4烷氧基；R3包括保护基团。进一步地，所述R3为Boc(叔丁氧羰基)、Cbz(苄氧羰基)、甲氧羰基或乙氧羰基等常用保护基团，但不限于此。在一些具体的实施方案中，所述催化剂包括非血红素类手性四齿氮(N4)配体的锰配合物催化剂，其结构式如式(3)和式(4)所示：其中，式(3)和式(4)中R包括不同类型的手性二胺，如等，其构型为R(R,R，含有两个手性中心)型或相应的对映体；式(3)和式(4)中R4、R5、R6包括C1-C4烷基、烷氧基、二烷基胺基、取代或未取代的苯环或者卤素等，但不限于此。进一步地，本专利技术方法中，配体和锰配合物的制备过程可以参考文献[Chem.Eur.J.2012,18,6750-6753]。在一些较为具体的实施案例中，所述酸为Bronsted酸，具体包括无机酸和/或有机羧酸等，但不限于此。进一步地，所述酸选自C1-C8的饱和一元羧酸(如乙酸、丙酸、2,2-二甲基丁酸等)、二元羧酸(丙二酸等)、芳基羧酸等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。进一步地，所述溶剂包括酯类溶剂、卤代烃类溶剂、四氢呋喃和乙腈等中的任意一种或两种以上的组合，但不限于此。在一些较为具体的实施案例中，所述氧化剂包括双氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种手性喹啉酮螺环茚醇化合物，其特征在于它具有式(1)所示的结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种手性喹啉酮螺环茚醇化合物，其特征在于它具有式(1)所示的结构：



其中R1包括氢、卤素取代基、C1-C6的烷基、CF3、CN、C1-C4烷氧基或其中Rx和Rx'分别包括氢、卤素取代基、C1-C6的烷基、CF3、CN或C1-C4烷氧基；所述R1的位置选自式(1)中喹啉酮的芳环5-8位中的任一者；R2包括氢、C1-C6的烷基、CF3、CN或C1-C4烷氧基；R3包括保护基团。


2.根据权利要求1所述的手性喹啉酮螺环茚醇化合物，其特征在于：所述卤素取代基包括-F、-Cl、-Br或-I；和/或，所述R3包括叔丁氧羰基、苄氧羰基、甲氧羰基或乙氧羰基。


3.一种手性喹啉酮螺环茚醇化合物的合成方法，其特征在于包括：
使包含喹啉酮螺环茚前体化合物、催化剂、酸、氧化剂和溶剂的均匀混合反应体系于-40℃～0℃进行C-H不对称氧化反应1～2h，获得手性喹啉酮螺环茚醇化合物；
其中，所述喹啉酮螺环茚前体化合物具有式(2)所示的结构：



其中R1包括氢、卤素取代基、C1-C6的烷基、CF3、CN、C1-C4烷氧基或其中Rx和Rx'分别包括氢、卤素取代基、C1-C6的烷基、CF3、CN或C1-C4烷氧基；所述R1的位置选自式(1)中喹啉酮的芳环5-8位中的任一者；R2包括氢、C1-C6的烷基、CF3、CN或C1-C4烷氧基；R3包括保护基团。


4.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于：所述卤素取代基包括-F、-Cl、-Br或-I；和/或，所述R3包括叔丁氧羰基、苄氧羰基、甲氧羰基或乙氧羰基。


5.根据权利要求3所述的合成方法，其特征在于：所述催化剂包括非血红素类手性四齿氮配体的锰配合物催化剂，其结构式如式(3)和式(...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙伟，邱斌，
申请(专利权)人：中国科学院兰州化学物理研究所苏州研究院，中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32