一种手性氟烷基三元碳环化合物的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种手性氟烷基三元碳环化合物的制备方法，属于有机合成技术领域。本发明专利技术以氟烷基磺酰腙衍生物为原料，在碱性条件下，氟烷基磺酰腙衍生物原位分解，从而原位产生氟烷基重氮化合物，且产生的氟烷基重氮化合物分别与炔烃衍生物或烯烃衍生物进行不对称[2+1]环加成反应实现氟烷基重氮化合物的转化，合成具有光学活性的手性氟烷基环丙烯和手性氟烷基环丙烷，该方法可一锅法操作，无需特殊的加料装置或者人为滴加操作，具有操作简单、安全温和且适于大规模应用的特点，解决了现有方法需要操作危险试剂的问题。现有方法需要操作危险试剂的问题。现有方法需要操作危险试剂的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种手性氟烷基三元碳环化合物的制备方法


[0001]本专利技术涉及有机合成
，尤其涉及一种手性氟烷基三元碳环化合物的制备方法。

技术介绍

[0002]手性氟烷基取代的三元碳环化合物作为一类重要的有机结构单元常出现于多种药物候选化合物以及农用有机分子中。它们独特的空间结构、电子性质以及光学活性也使其经常作为官能团替代物应用于多种镇痛药、杀虫剂和抗生素的核心结构中用以改善其生物活性。同时，高应变张力的存在也使此类化合物成为一种高活性的手性合成子广泛应用于有机合成中。
[0003]通过氟烷基卡宾与炔烃和烯烃的[2+1]不对称环加成反应是一种最为便捷且直接的合成具有光学活性氟烷基三元碳环化合物的方法。然而，现有的合成工艺需要预先制备成相应的氟烷基重氮甲烷溶液或气体，然后再通过注射泵或氮气鼓吹缓慢加入到反应体系中。但是氟烷基重氮甲烷具有高挥发性、高毒性和高爆炸性，极大地限制了其制备、提纯、存储和使用。因此，目前制备手性氟烷基环丙烯和氟烷基环丙烷的方法存在极大的安全隐患，不适用于大规模的工业化应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种手性氟烷基三元碳环化合物的制备方法，所述制备方法安全温和且高效，适于工业化应用。
[0005]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]本专利技术提供了一种手性氟烷基三元碳环化合物的制备方法，包括以下步骤：
[0007]当所述手性氟烷基三元碳环化合物为手性氟烷基环丙烯化合物时：
[0008]将式I所示结构的氟烷基磺酰腙衍生物、式II所示结构的炔烃衍生物、第一手性金属催化剂、第一碱化合物和第一有机溶剂混合，进行第一[2+1]环加成反应，得到具有式III所示结构的手性氟烷基环丙烯化合物；
[0009]当所述手性氟烷基三元碳环化合物为手性氟烷基环丙烷化合物时：
[0010]将式I所示结构的氟烷基磺酰腙衍生物、式IV所示结构的烯烃衍生物、第二手性金属催化剂、第二碱化合物和第二有机溶剂混合，进行第二[2+1]环加成反应，得到具有式V所示结构的手性氟烷基环丙烷化合物；
[0011][0012]式I～V中，所述R1、R2、R3、R4、R5和R6独立为H、烷基、C3～C
27
环烷基、C3～C9杂环基、C2～C
29
烯基、C2～C
29
炔基、C6～C
10
芳基、C5～C
10
杂芳基、取代的烷基、取代的C3～C
27
环烷基、取代的C3～C9杂环基、取代的C2～C
29
烯基、取代的C2～C
29
炔基、取代的C6～C
10
芳基或取代的C5～C
10
杂芳基；所述取代的取代基独立为卤素、硝基、氰基、酯基、C1～C8烷基、C1～C8氟烷基、C1～C4烷氧基或C6～C
10
芳基；
[0013]所述R
f
独立为HCF2‑
、H2CF
‑
、CF3‑
或具有C
n
F
2n+1
结构通式的氟烷基，n＝1～15。
[0014]优选的，所述R1为苯基或联苯基；所述R2为氟甲基苯基；所述R3为氢、苯基、环戊基或甲氧苯基；所述R4为氢；所述R5为苯基或氢；所述R6为氢。
[0015]优选的，所述式I所示结构的氟烷基磺酰腙衍生物与式II所示结构的炔烃衍生物的摩尔比为(1～5):1；所述式I所示结构的氟烷基磺酰腙衍生物与式IV所示结构的烯烃衍生物的摩尔比为(1～5):1。
[0016]优选的，所述第一手性金属催化剂和第二手性金属催化剂独立为
[0017][0018]其中，X1、X2、X3、X4、X5、X6和X7独立为H、卤素、硝基、氰基、酯基、C1～C
27
烷基、C1～C9氟烷基、C1～C4烷氧基、C2～C
29
烯基、C2～C
29
炔基、C6～C
10
芳基、C5～C
10
含N、O或S的杂芳基。
[0019]优选的，所述第一手性金属催化剂和第二手性金属催化剂与式I所示结构的三氟甲基磺酰腙衍生物的摩尔比独立为(0.0001～0.2):1。
[0020]优选的，所述第一碱化合物和第二碱化合物独立为1,8
‑
二偶氮杂双螺环[5.4.0]十一
‑7‑
烯、7
‑
甲基
‑
1,5,7
‑
三氮杂二环[4.4.0]癸
‑5‑
烯、157
‑
三叠氮双环(4.4.0)癸
‑5‑
烯、
四甲基胍、三乙胺、三叔丁基胺、三乙烯二胺、4
‑
二甲氨基吡啶、N,N
‑
二异丙基乙胺、吡啶、氢化钠、叔丁醇钠、叔丁醇锂、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸铯和磷酸钾中的一种或几种。
[0021]优选的，所述第一碱化合物与式I所示结构的氟烷基磺酰腙衍生物的摩尔比为(1～5):1。
[0022]优选的，所述第二碱化合物与式I所示结构的氟烷基磺酰腙衍生物的摩尔比为(1～5):1。
[0023]优选的，所述第一[2+1]环加成反应和第二[2+1]环加成反应的反应温度独立为
‑
78～60℃，反应时间独立为2～48h。
[0024]优选的，所述第一有机溶剂和第二有机溶剂独立为甲苯、乙腈、二氯甲烷、四氢呋喃、乙醚、乙二醇二甲醚、二氧六环、DMF、DMSO、乙酸乙酯和水中的一种或几种。
[0025]本专利技术提供了一种手性氟烷基三元碳环化合物的制备方法，本专利技术以氟烷基磺酰腙衍生物为原料，在碱性条件下，氟烷基磺酰腙衍生物原位分解，从而原位产生氟烷基重氮化合物，且产生的氟烷基重氮化合物分别与炔烃衍生物或烯烃衍生物进行不对称[2+1]环加成反应实现氟烷基重氮化合物的转化，合成具有光学活性的手性氟烷基环丙烯和手性氟烷基环丙烷，该方法可一锅法操作，无需特殊的加料装置或者人为滴加操作，具有操作简单、安全温和且适于大规模应用的特点，解决了现有方法需要操作危险试剂的问题。
[0026]本专利技术的方法以廉价易得的氟烷基磺酰腙衍生物与炔烃衍生物或烯烃衍生物为原料，在手性金属催化剂的催化下发生不对称[2+1]环加成反应，能够高效、高对映选择性合成具有重要生物活性的氟烷基取代环丙烷和氟烷基取代环丙烷衍生物。
附图说明
[0027]图1为实施例1制备的化合物3a的1H核磁共振谱图；
[0028]图2为实施例1制备的化合物3a的
13
C核磁共振谱图；
[0029]图3为实施例1制备的化合物3a的
19
F核磁共振谱图；
[0030]图4为实施例2制备的化合物3b的1H核磁共振谱图；
[0031]图5为实施例2制备的化合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种手性氟烷基三元碳环化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：当所述手性氟烷基三元碳环化合物为手性氟烷基环丙烯化合物时：将式I所示结构的氟烷基磺酰腙衍生物、式II所示结构的炔烃衍生物、第一手性金属催化剂、第一碱化合物和第一有机溶剂混合，进行第一[2+1]环加成反应，得到具有式III所示结构的手性氟烷基环丙烯化合物；当所述手性氟烷基三元碳环化合物为手性氟烷基环丙烷化合物时：将式I所示结构的氟烷基磺酰腙衍生物、式IV所示结构的烯烃衍生物、第二手性金属催化剂、第二碱化合物和第二有机溶剂混合，进行第二[2+1]环加成反应，得到具有式V所示结构的手性氟烷基环丙烷化合物；式I～V中，所述R1、R2、R3、R4、R5和R6独立为H、烷基、C3～C
27
环烷基、C3～C9杂环基、C2～C
29
烯基、C2～C
29
炔基、C6～C
10
芳基、C5～C
10
杂芳基、取代的烷基、取代的C3～C
27
环烷基、取代的C3～C9杂环基、取代的C2～C
29
烯基、取代的C2～C
29
炔基、取代的C6～C
10
芳基或取代的C5～C
10
杂芳基；所述取代的取代基独立为卤素、硝基、氰基、酯基、C1～C8烷基、C1～C8氟烷基C1～C4烷氧基或C6～C
10
芳基；所述R
f
独立为HCF2‑
、H2CF
‑
、CF3‑
或具有C
n
F
2n+1
结构通式的氟烷基，n＝1～15。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述R1为苯基或联苯基；所述R2为氟甲基苯基；所述R3为氢、苯基、环戊基或甲氧苯基；所述R4为氢；所述R5为苯基或氢；所述R6为氢。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述式I所示结构的氟烷基磺酰腙衍生物与式II所示结构的炔烃衍生物的摩尔比为(1～5):1；所述式I所示结构的氟烷基磺酰腙衍生物与式IV所示结构的烯烃衍生物的摩尔比为(1～5):1。...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕锡和，张欣宇，
申请(专利权)人：东北师范大学，
类型：发明
国别省市：