一种可见光不对称催化构建的含氮杂芳烃手性环状醇、其制备方法及应用技术

本发明专利技术公开一种可见光不对称催化构建的含氮杂芳烃手性环状醇、其制备方法及应用，属于有机合成技术领域。在保护气氛下，式I所示的烯酮（醛）类化合物在二氯乙烷、甲苯、二氯甲烷等有机溶剂中以汉斯酯（HE）或苯并噻唑啉（BT）作为还原剂、DPZ作为可见光氧化还原催化剂、螺环手性膦酸CPA（CPA

【技术实现步骤摘要】
一种可见光不对称催化构建的含氮杂芳烃手性环状醇、其制备方法及应用


[0001]本专利技术属于含氮杂芳烃手性环状醇衍生物合成
，具体涉及一种可见光不对称催化构建的含氮杂芳烃手性环状醇、其制备方法及应用。

技术介绍

[0002]羰基与烯烃的还原偶联反应是直接合成醇类化合物的一种方便实用的方法，这两种底物的官能团都很丰富，而且自由基反应活性高(J.Streuff,Synthesis,2013,45,281
‑
307)。环状醇或杂环醇类化合物在天然产品、医药和农用化学品中普遍存在，在过去的50多年，这类环状醇的合成主要通过分子内极性翻转策略实现。利用还原性金属和金属化合物，如：Na(J.Ardisson,J.P.F
é
r
é
zou,M.Julia,A.Pancrazi,Tetrahedron Lett.1987,28,2001)、Zn(C.
‑
H.Yeh,R.P.Korivi,C.
‑
H.Cheng,Adv.Synth.Catal.2013,355,1338.)、Bu3SnH(J.C.Tripp,C.H.Schiesser,D.P.Curran,J.Am.Chem.Soc.2005,127,5518)、SmI2(E.J.Corey,G.Z.Zheng,Tetrahedron Lett.1997,38,2045.)和Cp2TiCl(R.E.Est
é
vez,J.L.Oller
‑
L
ór/>pez,R.Robles,C.R.Melgarejo,A.J.M.Cuerva,J.E.Oltra,Org.Lett.2006,8,5433)作为试剂或催化剂以及电化学(T.Shono,H.Ohmizu,S.Kawakami,H.Sugiyama,Tetrahedron Lett.1980,21,5029)和光化学(J.Cossy,D.Belotti,N.K.Cuong,C.Chassagnard,Tetrahedron 1993,49,7691)手段，已建立了大量有效的制备基本的羰自由基阴离子的方法。使用Bu3SnH作为自由基引发剂取得了巨大成功，并将这种自由基加成形成C(sp3)
‑
C(sp3)键的过程命名为Beckwith
‑
Enholm环化反应(D.S.Hays,G.C.Fu,J.Org.Chem.1998,63,6375)。最近，Knowles和Rueping利用可见光驱动的光氧化还原催化(K.T.Tarantino,P.Liu,R.R.Knowles,J.Am.Chem.Soc.2013,135,10022；E.Fava,M.Nakajima,A.L.P.Nguyen,M.Rueping,J.Org.Chem.2016,81,6959)，相继完成了芳香酮与酯活化烯烃、芳香醛与电中性烯烃的Beckwith
‑
Enholm环化。通过利用这一经典而强大的环化策略，可实现新型且有价值的环状醇的模块化甚至多样化的合成，并将有效地促进药物的发现。但是，由于自由基加成反应活性高、立体选择性控制难，尚未实现环状醇的催化不对称合成。
[0003]含亚胺的氮杂芳烃，如吡啶类、喹啉类和苯并咪唑类，结构多样，在许多天然产物、药物、配体和功能材料中常被用作关键的结构基元。因此，开发适宜的合成方法来获取已知的和未知的氮杂芳烃衍生物在许多科学和工业领域广受关注。近年来，由于自由基的高反应活性，可使用简单和未修饰的原料，直接利用这些氮杂芳烃固有的吸电子特性触发自由基转化被证明是一种重要的合成策略(a)O.Boubertakh,J.
‑
P.Goddard,Eur.J.Org.Chem.2017,2072；b)G.Evano,C.Theunissen,Angew.Chem.2019,131,7638；Angew.Chem.Int.Ed.2019,58,7558；c)R.S.J.Protor,R.J.Phipps,Angew.Chem.2019,131,13802；Angew.Chem.Int.Ed.2019,58,13666；d)Y.Zhao,W.Xia,Org.Biomol.Chem.2019,17,4951；e)C.Cavedon,P.H.Seeberger,B.Pieber,Eur.J.Org.Chem.2019,1379；f)A.C.Sun,
R.C.MaAtee,E.J.McClain,C.R.J.Stephenson,Synthesis 2019,51,1063；g)Y.Yin,X.Zhao,Z.Jiang,ChemCatChem,2020,12,4471.)。其中，光氧化还原催化氮杂芳烃实现分子间自由基加成已有大量实例，表明该策略是一种构建结构多样氮杂芳烃富有前景的方法(a)K.Miyazawa,Y.Yasu,T.Koike,M.Akita,Chem.Commun.2013,49,7249；b)M.Nakajima,Q.Lefebvre,M.Rueping,Chem.Commun.2014,50,3619；c)K.N.Lee,Z.Lei,M.
‑
Y.Ngai,J.Am.Chem.Soc.2017,139,5003；d)L.Capaldo,M.Fagnoni,D.Ravelli,Chem.Eur.J.2017,23,6527；e)F.Lima,U.K.Sharma,L.Grunenberg,D.Saha,S.Johannsen,J.Sedelmeier,E.V.Van der Eycken,S.V.Ley,Angew.Chem.2017,129,15332；Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,15136；f)A.Trowbridge,D.Reich,M.J.Gaunt,Nature 2018,561,522；g)Y.Yin,Y.Dai,H.Jia,J.Li,L.Bu,B.Qiao,X.Zhao,Z.Jiang,J.Am.Chem.Soc.2018,140,6083；h)K.Cao,S.M.Tan,R.Lee,S.Yang,H.Jia,X.Zhao,B.Qiao,Z.Jiang,J.Am.Chem.Soc.2019,141,5437；i)Y.Yin,Y.Li,T.P.Q.Zhan,G.Wang,X.Zhao,B.Qiao,K.
‑
W.Huang,Z.Jiang,J.Am.Chem.Soc.2020,142,19451.)。同时，多个课题组证明了外在手性氢键催化(a)Y.Yin,Y.Dai,H.Jia,J.Li,L.Bu,B.Qiao,X.Zhao,Z.Jiang,J.Am.Chem.Soc.2018,140,6083；b)Brimiooulle,R.；Lenhart,D.；Maturi,M.M.；Bach,T.Angew.Chem.2015,127,3944；Angew.Chem.Int.Ed.2015,5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可见光不对称催化构建的含氮杂芳烃手性环状醇，其特征在于，结构通式如下：，R1为、萘基、2
‑
噻吩基、C1
‑
C6的直链烷基或H； Ar1为2
‑
吡啶、3
‑
吡啶、4
‑
吡啶、异喹啉、苯并噻唑、苯并恶唑、苯并咪唑、以及甲基、甲氧基、F、Cl或Br单取代的
‑
吡啶、3
‑
吡啶、4
‑
吡啶，r为F、Cl、Br、Me、甲氧基或H。2.根据权利要求1所述的可见光不对称催化构建的含氮杂芳烃手性环状醇，其特征在于，所述含氮杂芳烃手性环状醇具体为下述结构的化合物：、、、、、、、、、、、、、、、、、、
、、、、、。3.根据权利要求1或2所述的可见光不对称催化构建的含氮杂芳烃手性环状醇的制备方法，其特征在于，过程如下：在保护气氛下，式I所示的烯酮类化合物在有机溶剂中以HE或BT作为还原剂、DPZ作为可见光氧化还原催化剂、螺环手性膦酸CPA作为手性催化剂，在可见光照射下于
‑
40℃~25℃反应完全，分离纯化得到目标含氮杂芳烃手性环状醇II，R1为、萘基、2
‑
噻吩基、C1
‑
C6的直链烷基或H； Ar1为2
‑
吡啶、3

【专利技术属性】
技术研发人员：江智勇，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：