一种手性氮杂螺烯盐类化合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种手性氮杂螺烯盐类化合物及其制备方法。本发明专利技术提供了一种化合物1的制备方法，包括以下步骤：在溶剂中，在铑催化剂、氧化剂和手性酸的存在下，将如式II所示化合物和如式III所示化合物进行反应，得到化合物1，其中，所述化合物1为如式I所示的手性氮杂螺烯盐类化合物或如式I’所示的手性氮杂螺烯盐类化合物。该方法可一步合成手性氮杂螺烯盐化合物，具有优异的收率和对映选择性，且底物普适性较好。

【技术实现步骤摘要】
一种手性氮杂螺烯盐类化合物及其制备方法
本专利技术涉及一种手性氮杂螺烯盐类化合物及其制备方法。
技术介绍
螺烯是一类由多个芳环彼此以邻位稠合的方式而形成的具有螺旋结构的多环芳香化合物。手性螺烯及其衍生物由于其独特的结构特点，被广泛运用于手性催化剂、手性材料、手性分子识别、生物医药等领域(Shen,Y.；Chen,C.-F.Chem.Rev.2012,112,1463；Gingras,M.,Chem.Soc.Rev.2013,42,968.；Gingras,M.；Félix,G.；Peresutti,R.,Chem.Soc.Rev.2013,42,1007；Gingras,M.,Chem.Soc.Rev.2013,42,1051；Dhbaibi,K.；Favereau,L.；Crassous,J.,Chem.Rev.2019,119,8846；Zhao,W.-L.；Li,M.；Lu,H.-Y.；Chen,C.-F.,Chem.Commun.2019,55,13793；Chen,C.-F.；Chen,Y.HeliceneChemistry:FromSynthesistoApplications；Springer:Berlin,2017.)。关于手性螺烯及其衍生物的催化不对称合成备受瞩目，因此发展了一系列新的催化不对称合成方法。其中，金属催化的炔烃的[2+2+2]环加成反应是应用最为广泛的方法(Tanaka,K.SynthesisofHelicallyChiralAromaticCompoundsvia[2+2+2]Cycloaddition.InTransition-Metal-MediatedAromaticRingConstruction；Tanaka,K.,Ed.；Wiley:Hoboken,NJ,2013；pp281-298.)，同时钯催化的炔烃和苯炔的[2+2+2]环加成反应也可以用来高效构建手性螺烯类化合物(Yubuta,A.；Hosokawa,T.；Gon,M.；Tanaka,K.；Chujo,Y.；Tsurusaki,A.；Kamikawa,K.,J.Am.Chem.Soc.2020,142,10025.)。另外金催化的炔烃的氢芳基化反应(Nakamura,K.；Furumi,S.；Takeuchi,M.；Shibuya,T.；Tanaka,K.,J.Am.Chem.Soc.2014,136,5555.)和不对称有机催化反应(L.；Webber,M.J.；Martínez,A.；DeFusco,C.；List,B.,2014,53,5202；Jia,S.；Li,S.；Liu,Y.；Qin,W.；Yan,H.,Angew.Chem.Int.Ed.2019,58,18496.)也成功运用于手性螺烯类化合物的合成。尽管如此，这些方法都没能在手性氮杂螺烯盐的合成中取得成功，因此发展一种高效的催化不对称合成方法具有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术无法成功制备得到手性氮杂螺烯盐化合物，为此，本专利技术提供了一类手性氮杂螺烯盐化合物及其制备方法，该制备方法可一步合成手性氮杂螺烯盐化合物，具有优异的收率和对映选择性，且底物普适性较好。本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题。本专利技术提供了一种化合物1的制备方法，包括以下步骤：在溶剂中，在铑催化剂、氧化剂和手性酸的存在下，将如式II所示化合物和如式III所示化合物进行反应，得到化合物1；其中，所述化合物1为如式I所示的手性氮杂螺烯盐类化合物或如式I’所示的手性氮杂螺烯盐类化合物；当所述化合物1为如式I所示的手性氮杂螺烯盐类化合物时，所述铑催化剂为铑催化剂A，所述铑催化剂A为一价铑催化剂1和/或三价铑催化剂2，所述一价铑催化剂1为所述三价铑催化剂2为当所述化合物1为如式I’所示的手性氮杂螺烯盐类化合物时，所述铑催化剂为铑催化剂B，所述铑催化剂B为一价铑催化剂3和/或三价铑催化剂4，所述一价铑催化剂3为所述三价铑催化剂4为其中，R1d和R1d’独立地为H、C1-3烷基-O-、苯基或苄基氧基；R1e和R1e’独立地为H、C1-3烷基-O-、苯基或苄基氧基；R1a和R1a’独立地为H、C1-3烷基-O-、苯基或苄基氧基；R1b为H、C1-4烷基或C3-7环烷基；R1c和R1c’独立地为H、C1-3烷基-O-、苯基或苄基氧基；X—为阴离子；R1为氢、卤素、C1-10烷基、C1-10烷基-O-、C6-14芳基或被R1-1取代的C6-14芳基；R6为氢、卤素、C1-10烷基、C1-10烷基-O-、C6-14芳基或被R6-1取代的C6-14芳基；R3为氢、C1-10烷基、C1-10烷基-O-、C6-10芳基或被R3-1取代的C6-10芳基；R4为氢、C1-10烷基、C1-10烷基-O-、C6-10芳基或被R4-1取代的C6-10芳基；R1-1、R6-1、R3-1和R4-1独立地为卤素、C1-10烷基、C1-10烷基-O-或被卤素取代的C1-6烷基；R2为氢；R5为氢；或者，R2和R3与其间的碳原子一起形成C6-14芳基或被Ra取代的C6-14芳基；或者，R4和R5与其间的碳原子一起形成C6-14芳基、C6-14芳环并5-6元杂芳基或被Rb取代的C6-14芳基；所述5-6元杂芳基中，杂原子选自O、N和S中的一种或多种，杂原子个数为1-2个；或者，R4、R5和R6与其间的碳原子一起形成C10-20芳基、或、C6-10芳环并3-7元环烯基；Ra和Rb独立地为卤素、C1-10烷基、C1-10烷基-O-或被卤素取代的C1-6烷基；R7独立地为C1-10烷基、C6-14芳基、5-20元杂芳基、被R7-1取代的C6-14芳基、或、被R7-2取代的5-20元杂芳基；所述5-20元杂芳基为杂原子选自O、N和S中的一种或多种，杂原子个数为1-2个的5-20元杂芳基；所述R7-1和R7-2独立地为氰基、卤素、C1-10烷基、C1-10烷基-O-或被卤素取代的C1-6烷基。在某一方案中，所述化合物1的制备方法中的某些参数如下所述，未涉及的参数如其他任一方案所述(以下简称为“在某一方案中”)：所述铑催化剂优选为一价铑催化剂1或一价铑催化剂3。在某一方案中，当R1d为C1-3烷基-O-时，所述C1-3烷基-O-中的C1-3烷基例如甲基、乙基、正丙基或异丙基，优选甲基。在某一方案中，当R1d’为C1-3烷基-O-时，所述C1-3烷基-O-中的C1-3烷基例如甲基、乙基、正丙基或异丙基，优选甲基。在某一方案中，当R1e为C1-3烷基-O-时，所述C1-3烷基-O-中的C1-3烷基例如为甲基、乙基、正丙基或异丙基，优选甲基或异丙基。在某一方案中，当R1e’为C1-3烷基-O-时，所述C1-3烷基-O-中的C1-3烷基例如为甲基、乙基、正丙基或异丙基，优选甲基或异丙基。在某一方案中，当R本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化合物1的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：在溶剂中，在铑催化剂、氧化剂和手性酸的存在下，将如式II所示化合物和如式III所示化合物进行反应，得到化合物1；/n

【技术特征摘要】
1.一种化合物1的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：在溶剂中，在铑催化剂、氧化剂和手性酸的存在下，将如式II所示化合物和如式III所示化合物进行反应，得到化合物1；



其中，所述化合物1为如式I所示的手性氮杂螺烯盐类化合物或如式I’所示的手性氮杂螺烯盐类化合物；



当所述化合物1为如式I所示的手性氮杂螺烯盐类化合物时，所述铑催化剂为铑催化剂A，所述铑催化剂A为一价铑催化剂1和/或三价铑催化剂2，所述一价铑催化剂1为所述三价铑催化剂2为
当所述化合物1为如式I’所示的手性氮杂螺烯盐类化合物时，所述铑催化剂为铑催化剂B，所述铑催化剂B为一价铑催化剂3和/或三价铑催化剂4，所述一价铑催化剂3为所述三价铑催化剂4为
其中，R1d和R1d’独立地为H、C1-3烷基-O-、苯基或苄基氧基；R1e和R1e’独立地为H、C1-3烷基-O-、苯基或苄基氧基；R1a和R1a’独立地为H、C1-3烷基-O-、苯基或苄基氧基；R1b为H、C1-4烷基或C3-7环烷基；R1c和R1c’独立地为H、C1-3烷基-O-、苯基或苄基氧基；
X—为阴离子；
R1为氢、卤素、C1-10烷基、C1-10烷基-O-、C6-14芳基或被R1-1取代的C6-14芳基；
R6为氢、卤素、C1-10烷基、C1-10烷基-O-、C6-14芳基或被R6-1取代的C6-14芳基；
R3为氢、C1-10烷基、C1-10烷基-O-、C6-10芳基或被R3-1取代的C6-10芳基；
R4为氢、C1-10烷基、C1-10烷基-O-、C6-10芳基或被R4-1取代的C6-10芳基；
R1-1、R6-1、R3-1和R4-1独立地为卤素、C1-10烷基、C1-10烷基-O-或被卤素取代的C1-6烷基；
R2为氢；
R5为氢；
或者，R2和R3与其间的碳原子一起形成C6-14芳基或被Ra取代的C6-14芳基；
或者，R4和R5与其间的碳原子一起形成C6-14芳基、C6-14芳环并5-6元杂芳基或被Rb取代的C6-14芳基；所述5-6元杂芳基中，杂原子选自O、N和S中的一种或多种，杂原子个数为1-2个；
或者，R4、R5和R6与其间的碳原子一起形成C10-20芳基、或、C6-10芳环并3-7元环烯基；
Ra和Rb独立地为卤素、C1-10烷基、C1-10烷基-O-或被卤素取代的C1-6烷基；
R7独立地为C1-10烷基、C6-14芳基、5-20元杂芳基、被R7-1取代的C6-14芳基、或、被R7-2取代的5-20元杂芳基；所述5-20元杂芳基为杂原子选自O、N和S中的一种或多种，杂原子个数为1-2个的5-20元杂芳基；
所述R7-1和R7-2独立地为氰基、卤素、C1-10烷基、C1-10烷基-O-或被卤素取代的C1-6烷基。


2.如权利要求1所述的化合物1的制备方法，其特征在于，所述铑催化剂为一价铑催化剂1或一价铑催化剂3；
和/或，当R1d为C1-3烷基-O-时，所述C1-3烷基-O-中的C1-3烷基为甲基、乙基、正丙基或异丙基，优选甲基；
和/或，当R1d’为C1-3烷基-O-时，所述C1-3烷基-O-中的C1-3烷基为甲基、乙基、正丙基或异丙基，优选甲基；
和/或，当R1e为C1-3烷基-O-时，所述C1-3烷基-O-中的C1-3烷基为甲基、乙基、正丙基或异丙基，优选甲基或异丙基；
和/或，当R1e’为C1-3烷基-O-时，所述C1-3烷基-O-中的C1-3烷基为甲基、乙基、正丙基或异丙基，优选甲基或异丙基；
和/或，当R1a为C1-3烷基-O-时，所述C1-3烷基-O-中的C1-3烷基为甲基、乙基、正丙基或异丙基，优选甲基；
和/或，当R1a’为C1-3烷基-O-时，所述C1-3烷基-O-中的C1-3烷基为甲基、乙基、正丙基或异丙基，优选甲基；
和/或，当R1b为C1-4烷基时，所述C1-4烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基或叔丁基，优选异丙基；
和/或，当R1c为C1-3烷基-O-时，所述C1-3烷基-O-中的C1-3烷基为甲基、乙基、正丙基或异丙基，优选甲基；
和/或，当R1c’为C1-3烷基-O-时，所述C1-3烷基-O-中的C1-3烷基为甲基、乙基、正丙基或异丙基，优选甲基；
和/或，X—为卤素阴离子、—OTf、BF4—、PF6—、SbF6—、BarF—或CF3CO2—；所述卤素阴离子可为F—或Cl—；
和/或，当R1和R6独立地为卤素时，所述卤素为氟、氯、溴或碘，例如氟；
和/或，当R1为C1-10烷基时，所述C1-10烷基为C1-6烷基，优选为C1-4烷基，更优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基或叔丁基，例如甲基；
和/或，R1为C1-10烷基-O-时，所述C1-10烷基-O-中的C1-10烷基为C1-6烷基，优选为C1-4烷基，更优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基或叔丁基，例如甲基；
和/或，R1为C6-14芳基时，所述C6-14芳基为C6-10芳基，优选为苯基或萘基；
和/或，当R1为被R1-1取代的C6-14芳基时，所述被R1-1取代的C6-14芳基中C6-14芳基为C6-10芳基，优选为苯基或萘基；
和/或，当R6为C1-10烷基时，所述C1-10烷基为C1-6烷基，优选为C1-4烷基，更优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基或叔丁基，例如甲基；
和/或，当R6为C1-10烷基-O-时，所述C1-10烷基-O-中的C1-10烷基为C1-6烷基，优选为C1-4烷基，更优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基或叔丁基，例如甲基；
和/或，当R6为C6-14芳基时，所述C6-14芳基为C6-10芳基，优选为苯基或萘基，进一步优选为苯基；
和/或，当R6为被R6-1取代的C6-14芳基时，所述被R6-1取代的C6-14芳基中的C6-14芳基为C6-10芳基，优选为苯基或萘基；
和/或，当R3为C1-10烷基时，所述C1-10烷基为C1-6烷基，优选为C1-4烷基，更优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基或叔丁基，例如甲基；
和/或，当R3为C1-10烷基-O-时，所述C1-10烷基-O-中的C1-10烷基为C1-6烷基，优选为C1-4烷基，更优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基或叔丁基，例如甲基；
和/或，当R3为C6-10芳基时，所述C6-10芳基为苯基或萘基；
和/或，当R3为被R3-1取代的C6-10芳基时，所述被R3-1取代的C6-10芳基中的C6-10芳基为苯基或萘基；
和/或，当R4为C1-10烷基时，所述C1-10烷基为C1-6烷基，优选为C1-4烷基，更优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基或叔丁基，例如甲基；
和/或，当R4为C1-10烷基-O-时，所述C1-10烷基-O-中的C1-10烷基为C1-6烷基，优选为C1-4烷基，更优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基或叔丁基，例如甲基；
和/或，当R4为C6-10芳基时，所述C6-10芳基为苯基或萘基；
和/或，当R4为被R4-1取代的C6-10芳基时，所述被R4-1取代的C6-10芳基中的C6-10芳基为苯基或萘基；
和/或，所述R1-1和R6-1的个数独立地为1～4个，独立地优选为1～2个；
和/或，所述R3-1和R4-1的个数独立地为1～4个，独立地优选为1～2个；
和/或，当R1-1、R6-1、R3-1和R4-1独立地为卤素时，所述卤素为氟、氯或溴；
和/或，当R1-1、R6-1、R3-1和R4-1独立地为C1-10烷基时，所述C1-10烷基为C1-8烷基，优选为C1-4烷基，更优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、或叔丁基；
和/或，当R1-1、R6-1、R3-1和R4-1独立地为C1-10烷基-O-时，所述C1-10烷基-O-中的C1-10烷基为C1-8烷基，优选为C1-4烷基，更优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、或叔丁基；
和/或，当R1-1、R6-1、R3-1和R4-1独立地为被卤素取代的C1-6烷基时，所述被卤素取代的C1-6烷基中的C1-6烷基为C1-3烷基，优选为甲基、乙基或异丙基；
和/或，当R1-1、R6-1、R3-1和R4-1独立地为被卤素取代的C1-6烷基时，所述被卤素取代的C1-6烷基中的卤素为氟、氯或溴；
和/或，当R1-1、R6-1、R3-1和R4-1独立地为被卤素取代的C1-6烷基时，所述卤素的个数为1～4个，优选为1～3个；
和/或，当R2和R3与其间的碳原子一起形成C6-14芳基时，所述C6-14芳基为苯基、萘基或菲，例如
和/或，当R2和R3与其间的碳原子一起形成被Ra取代的C6-14芳基时，所述被Ra取代的C6-14芳基中的C6-14芳基为苯基、萘基或菲，例如较佳地，中环A位于化合物1中与手性轴相近一侧；
和/或，当R4和R5与其间的碳原子一起形成C6-14芳基时，所述C6-14芳基为苯基、萘基或菲，例如较佳地，中环A位于化合物1中与手性轴相近一侧；
和/或，当R4和R5与其间的碳原子一起形成C6-14芳环并5-6元杂芳基时，所述C6-14芳环并5-6元杂芳基中的C6-14芳基为苯基、萘基或菲，例如
和/或，当R4和R5与其间的碳原子一起形成C6-14芳环并5-6元杂芳基时，所述C6-14芳环并5-6元杂芳基中的5-6元杂芳基为杂原子选自O、N和S中的一种或多种，杂原子个数优选为1-2个的5-6元杂芳基；
和/或，当R4和R5与其间的碳原子一起形成被Rb取代的C6-14芳基时，所述被Rb取代的C6-14芳基中的C6-14芳基为苯基、萘基或菲，例如
和/或，当R4、R5和R6与其间的碳原子一起形成C10-20芳基时，所述C10-20芳基为C10-15的芳基，优选为
和/或，当R4、R5和R6与其间的碳原子一起形成C6-10芳环并3-7元环烯基时，所述C6-10芳环并3-7元环烯基为苯环并3-7元环烯基，优选为苯环并环戊烯基，例如
和/或，当Ra和Rb中独立地为卤素时，所述卤素为氟、氯或溴；
和/或，当Ra和Rb中独立地为C1-10烷基时，所述C1-10烷基为C1-8烷基，优选为C1-4烷基，更优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基或叔丁基；
和/或，当Ra和Rb中独立地为C1-10烷基-O-时，所述C1-10烷基-O-中的C1-10烷基为C1-8烷基，优选为C1-4烷基，更优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基或叔丁基；
和/或，当Ra和Rb中独立地为被卤素取代的C1-6烷基时，所述被卤素取代的C1-6烷基中的C1-6烷基为C1-3烷基，优选为甲基、乙基或异丙基；
和/或，如式III所示化合物中的两个R7相同；
和/或，当R7为C1-10烷基时，所述C1-10烷基为C1-6烷基，优选为C1-4烷基，更优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基或叔丁基，例如甲基；
和/或，当R7为C6-14芳基时，所述C6-14芳基为C6-10芳基，例如苯基或萘基，进一步优选为苯基；
和/或，当R7为被R7-1取代的C6-14芳基时，所述被R7-1取代的C6-14芳基中的C6-14芳基为C6-10芳基，例如苯基或萘基，优选为苯基；
和/或，当R7为5-20元杂芳基时，所述5-20元杂芳基为单环杂芳基或多环杂芳基；所述单环杂芳基优选5-10元单环杂芳基，更...

【专利技术属性】
技术研发人员：游书力，王强，张文文，郑超，顾庆，
申请(专利权)人：中国科学院上海有机化学研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31