一种非金属催化的不对称碳氢键氧化制备手性碳氢键氧化产物的方法技术

本发明专利技术提供了一种非金属催化的不对称碳氢键氧化制备手性碳氢键氧化产物的方法：以式Ⅰ所示的酰胺类化合物为原料，在可见光源下，有机染料为光催化剂，手性双齿化合物为手性添加剂，在有机碱的作用下，反应制得式Ⅱ所示的手性碳氢键氧化产物。本发明专利技术首次提出采用非金属的方法来合成手性碳氢键氧化产物的方法，可以无金属的条件下制备具有光学活性的手性二醇衍生物，原料来源易得，节约成本，反应条件温和，操作简便，原子经济性高。且反应的转化率也较好，一般均可达到80％，对映体选择性也较高，一般为80％～95％。一般为80％～95％。一般为80％～95％。

【技术实现步骤摘要】
一种非金属催化的不对称碳氢键氧化制备手性碳氢键氧化产物的方法


[0001]本方法涉及一种非金属催化的C(sp3)
‑
H氧化制备手性碳氢键氧化产物的方法，尤其是通过该方法可以无金属的条件下制备具有光学活性的手性二醇衍生物。

技术介绍

[0002]手性是自然界的一种基本属性，“沙利度胺事件”使人们逐渐认识到了手性的重要性。邻二醇结构广泛存在于天然产物、生物活性化合物中，在合成化学中的也起到了重要作用。[a)Kagan,H.B.；Riant,O.Chem.Rev.1992,92,1007；b)Sakai,K.；Suemune,H.Tetrahedron:Asymm.1993,4,2109；c)Bhowmick,K.C.；Joshi,N.N.Tetrahedron:Asymm.2006,17,1901；d)Song,Z.
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L.；Fan,C.
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A.；Tu,Y.
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Q.Chem.Rev.2011,111,7523；e)D
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Villegas,M.D.；G
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u,M.P.Chem.Eur.J.2012,18,13920.]在大多数情况下，这些化合物的立体结构可以影响它们的转化和生物活性。
[0003][Sekhon,B.S.J.Mod.Med.Chem.2013,1,10.][0004]不对称碳氢键氧化反应由于具有原子经济性，操作简单，底物适用范围广等优点，是最有效的获得手性羟基化合物的方法之一。控制碳氢键氧化反应的选择性很有挑战性，目前已经建立了两种C
‑
O键形成的反应模式，各种手性过渡金属配合物或酶催化的C(sp3)
‑
H键的金属氧插入C
‑
H键被报道用于C
‑
O键的合成。[a)Milan,M.；Bietti,M.；CostasM.Chem.Commun.2018,54,9559；b)Zheng,C.；You,S.
‑
L.RSCAdv.,2014,4,6173][0005]上述反应中都涉及金属的参与，非金属的不对称碳氢键氧化反应还未见报道。因此,发展非金属的不对称氧化体系，实现高对映体选择性的非活化C
‑
H的不对称氧化反应具有重要的研究价值和意义。

技术实现思路

[0006]现有技术中已有报道的方法中，如果要合成特定构型的手性C
‑
H键氧化化合物，催化方法必须含有金属或者用到含金属的酶，目前尚没有采用非金属体系实现不对称C
‑
H键氧化的报道。
[0007]本专利技术通过使用已知的手性双齿配体与有机小分子光催化剂催化不对称C(sp3)
‑
H氧化反应，可以获得很好的转化率与对映体选择性，本方法的使用底物范围广，具有很好的官能团容忍性，且通过该方法可以简单的合成有用的药物分子中间体。
[0008]本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
[0009]一种非金属催化的不对称碳氢键氧化制备手性碳氢键氧化产物的方法，所述方法为：以式Ⅰ所示的酰胺类化合物为原料，在可见光源下，有机染料为光催化剂，手性双齿化合物为手性添加剂，在有机碱的作用下，反应制得式Ⅱ所示的手性碳氢键氧化产物；
[0010][0011]式Ⅱ中，*代表手性碳原子。
[0012]本专利技术的反应式可用下式表示：
[0013][0014]式Ⅰ和式Ⅱ中，R1为C1～C12的烷基、C3～C12的环烷基或环烯基、 C6～C20的芳基或C4～C12的含N、O、S的杂环芳基，
[0015]R2、R3、R4任选自氢、C1～C12的烷基、C6～C20的芳基或C4～C12 的含N、O、S的杂环芳基；
[0016]R1、R2是不同的取代基。
[0017]所述R1、R2、R3、R4中，所述C1～C12的的烷基上的H不被取代或被1个以上的取代基A取代，所述取代基A为C1～C6的烷氧基、C1～C6的硅氧基、C1
‑
C4氟烷氧基、卤素、羟基、C1～C3的醛基、C1～C3的羧基、氨基、C1～C3的酯基、酰胺基、苯基或萘基。
[0018]所述R1、R2、R3中，所述C3～C12的环烷基或环烯基、C6～C20 的芳基或C4～C12的含N、O、S的杂环芳基上的H不被取代或被一个以上的取代基B取代，所述取代基B为C1～C6的烷基、C1～C6 的烷氧基、C1～C6的硅氧基、C1
‑
C4氟烷基、C1
‑
C4氟烷氧基、卤素、羟基、C1～C3的醛基、C1～C3的羧基、氨基、C1～C3的酯基、酰胺基、苯基或萘基。
[0019]或R1、R3连接成环，形成C5～C8的环烷基，优选R1、R3连接成环，形成环己烷。
[0020]X任选自CR5R6、NR7、O原子；所述R5、R6各自独立为H、C1～C6 的烷基或苯基，优选R5、R6均为H；所述R7为H、C1～C6的烷基或苯基，优选为H或苯基。
[0021]进一步，所述R1优选为C1～C6的烷基、C3～C6的环烷基或环烯基、苯基、萘基、噻吩基、吡啶基或苯基上有1～3个取代基B的取代苯基；所述取代苯基上的取代基B优选为C1～C6的烷基、C1～ C6的烷氧基、C1～C6的硅氧基、C1
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C4氟烷基、C1
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C4氟烷氧基或卤素。进一步优选R1为叔丁基、环己烯基、苯基、萘基、2,6
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二甲基苯基、对氟苯基、对溴苯基、4
‑
三氟甲基苯基、4
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叔丁基二甲基硅氧基
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苯基、对甲基苯基、次甲基苯基、邻甲基苯基、4
‑
苯并噻吩基或噻吩基。
[0022]进一步，所述R2、R3、R4优选为氢、C1～C6的烷基、苯基或萘基；更优选为氢或C1～C6的烷基，更优选为H、甲基或乙基。
[0023]式Ⅰ中的保护基Pg为苯甲酰基、对三氟甲基苯甲酰基、3,5
‑
二三氟甲基苯甲酰基、对甲苯磺酰基或乙酰基，优选对三氟甲基苯甲酰基。
[0024]所述光催化剂为有机染料，所述有机染料优选为中性红、DPZ (Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,11443)或孟加拉玫瑰红，更优选中性红。
[0025]所述手性添加剂为手性双齿化合物，如式III所示的双齿噁唑啉或双齿噻唑啉、式
IV所示的联噁唑啉、式V所示联咪唑啉、式VI 所示的吡啶噁唑啉、式VII所示的吡啶咪唑啉等含氮的化合物。
[0026][0027]式Ⅲ中，Y任选自O、S原子。Y为O原子时，式III所示即为双齿噁唑啉，Y为S原子时，式III所示即为双齿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非金属催化的不对称碳氢键氧化制备手性碳氢键氧化产物的方法，其特征在于所述方法为：以式Ⅰ所示的酰胺类化合物为原料，在可见光源下，有机染料为光催化剂，手性双齿化合物为手性添加剂，在有机碱的作用下，反应制得式Ⅱ所示的手性碳氢键氧化产物；式Ⅱ中，*代表手性碳原子；式Ⅰ和式Ⅱ中，R1为C1～C12的烷基、C3～C12的环烷基或环烯基、C6～C20的芳基或C4～C12的含N、O、S的杂环芳基；R2、R3、R4任选自氢、C1～C12的烷基、C6～C20的芳基或C4～C12的含N、O、S的杂环芳基；R1、R2是不同的取代基；所述R1、R2、R3、R4中，所述C1～C12的的烷基上的H不被取代或被1个以上的取代基A取代，所述取代基A为C1～C6的烷氧基、C1～C6的硅氧基、C1
‑
C4氟烷氧基、卤素、羟基、C1～C3的醛基、C1～C3的羧基、氨基、C1～C3的酯基、酰胺基、苯基或萘基；所述R1、R2、R3中，所述C3～C12的环烷基或环烯基、C6～C20的芳基或C4～C12的含N、O、S的杂环芳基上的H不被取代或被一个以上的取代基B取代，所述取代基B为C1～C6的烷基、C1～C6的烷氧基、C1～C6的硅氧基、C1
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C4氟烷基、C1
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C4氟烷氧基、卤素、羟基、C1～C3的醛基、C1～C3的羧基、氨基、C1～C3的酯基、酰胺基、苯基或萘基；或R1、R3连接成环，形成C5～C8的环烷基；X任选自CR5R6、NR7或O原子；所述R5、R6各自独立为H、C1～C6的烷基或苯基；所述R7为H、C1～C6的烷基或苯基；所述式Ⅰ中的保护基Pg为苯甲酰基、对三氟甲基苯甲酰基、3,5
‑
二三氟甲基苯甲酰基、对甲苯磺酰基或乙酰基。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述R1为C1～C6的烷基、C3～C6的环烷基或环烯基、苯基、萘基、噻吩基、吡啶基或苯基上有1～3个取代基B的取代苯基；所述取代苯基上的取代基B为C1～C6的烷基、C1～C6的烷氧基、C1～C6的硅氧基、C1
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C4氟烷基、C1
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C4氟烷氧基或卤素；所述R2、R3、R4为氢、C1～C6的烷基、苯基或萘基；或R1、R3连接成环，形成环己烷基。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述R5、R6均为H；所述R7为H或苯基；所述式Ⅰ中的保护基Pg为对三氟甲基苯甲酰基。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述有机染料为中性红、DPZ或孟加拉玫瑰红。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述手性添加剂为手性双齿化合物，为如式III所示的双齿噁唑啉或双齿噻唑啉、式IV所示的联噁唑啉、式V所示联咪唑啉、式VI所示的吡啶噁唑啉或式VII所示的吡啶咪唑啉；
式III、IV、V、VI、VII中，*代表手性碳原子；式Ⅲ中，Y任选自O、S原子；Y为O原子时，式III所示即为双齿噁唑啉，Y为S原子时，式III所示即为双齿噻唑啉；式Ⅲ中，R8、R9任选自氢、C1～C12的烷基或C6～C20的芳基；R
10
为C1～C12的烷基、C6～C20的芳基或C4～C12的含N、O、S的杂环芳基；式Ⅳ中，R
11
为氢或C1～C12的烷基；R
12
为C1～C12的烷基、C3～C12的环烷基、C6～C20的芳基或C4～C12的含N、O、S的杂环芳基；式V中，R
13
、R
14
任选自氢、C1～C12的烷基、C3～C12的环烷基或C6～C20的芳基；R
15
为C1～C12的烷基、C3～C12的环烷基、C6～C20的芳基或C4～C12的含N、O、S的杂环芳...

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