一种含季碳中心的羟基戊酸化合物及其合成方法技术

本发明专利技术提供了一种含季碳中心的羟基戊酸化合物及其合成方法，其合成方法包括：将底物、碱、还原剂和有机溶剂加入反应容器中，然后在CO2气氛下加入催化剂和配体，室温下搅拌反应后酸化处理，对反应产物进行分离纯化，制得含季碳中心的羟基戊酸化合物。该合成方法可有效解决现有合成方法存在步骤繁琐、需要在底物中预先引入酯基等活化官能团的问题，同时该方法具有产率高、选择性高、反应条件温和、反应试剂毒性低、成本低等优点。成本低等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种含季碳中心的羟基戊酸化合物及其合成方法


[0001]本专利技术属于有机合成
，具体涉及一种含季碳中心的羟基戊酸化合物及其合成方法。

技术介绍

[0002]含有季碳中心手性羧酸类化合物广泛存在于天然产物和药物分子中，它对天然产物的生理活性和药物分子的代谢稳定性都具有重要影响。迄今为止，虽然已经有众多不对称催化方法被建立起来，但是通过直接的碳
‑
碳成键方式来进行多官能团取代的手性季碳中心的构建，仍然是有机合成领域的热点和难点。究其原因，在合成季碳手性中心时，空间位阻的急剧增大使得反应需要克服更高的能垒。同时，生成的四个碳原子取代的碳原子中心在空间上高度拥挤，这使得季碳中心的构建在动力学和热力学上都是不利的过程。另一方面，对于开链的手性季碳羧酸，四个不同的碳原子取代基在空间上具有更高的自由度，这使得开链手性季碳中心的构建更为困难。此外，已经发展起来的手性季碳中心的构建方法大多完全依赖于精细化学品的使用。因此，亟需探索发展一类利用廉价易得的非加工的工业原材料来进行手性季碳中心的高原子经济、高步骤经济的合成方法。
[0003]近年来，1,3
‑
二烯由于其原料易得且反应多样性受到有机合成学术界和工业界的极大关注。最近，通过1,3
‑
二烯的不对称官能化来构建三级手性中心被广泛研究。但是通过1,3
‑
二烯的不对称官能化来进行开链手性季碳中心的构建，只有1例通过铱催化1,3
‑
二烯与原位生成的高活性的甲醛进行不对称官能化来成功实现开链手性季碳中心的构建。但对于其他惰性碳一化合物与1,3二烯进行不对称官能化来构建开链手性季碳中心却未取得进展。
[0004]二氧化碳是一种常见的温室气体，它作为一种储量丰富、廉价易得、无毒可再生的碳一资源被广泛应用于多种高附加值的化学品的合成。但是，由于二氧化碳自身的高稳定性使得它的高效利用特别是在二氧化碳参与的手性分子的合成仍然具有很大的挑战。二氧化碳参与的不对称转化尤其是二氧化碳参与的催化不对称碳
‑
碳成键更是化学化工合成领域的巨大难点。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供一种含季碳中心的羟基戊酸化合物及其合成方法，该合成方法可有效解决现有合成方法中存在步骤繁琐、如底物中往往需要预先引入酯基等活化官能团，同时该方法具有产率高、选择性高、反应条件温和、反应试剂毒性低、成本低等优点。
[0006]为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0007]一种含季碳中心的羟基戊酸化合物，包括以下步骤：将底物、碱、还原剂和有机溶剂混合，然后在CO2气氛下加入催化剂和配体，室温下搅拌反应后酸化处理，对反应产物进行分离纯化，制得含季碳中心的羟基戊酸化合物；反应底物的化学通式为：
[0008][0009]其中，R1为芳基、氢、烷基、卤素、甲氧基、三氟甲基、三氟甲氧基、甲巯基、硅醇醚或酯基及其衍生物；R2为烷基或苯并环烷基及其衍生物。
[0010]进一步地，反应底物、催化剂、配体、碱和还原剂的摩尔比为1:0.05～0.10:0.06～0.20:1～4:1～4。
[0011]进一步地，催化剂为铜催化剂。
[0012]进一步地，铜催化剂包括均三甲苯基亚铜、氯化亚铜、醋酸亚铜、噻吩
‑2‑
甲酸亚铜和六氟磷酸四乙腈合铜中的一种。
[0013]进一步地，配体包括(+)
‑
1,2
‑
双((2S,5S)
‑
2,5
‑
二苯基膦杂戊烷)乙烷、(
‑
)
‑
1,2
‑
双((2R,5R)
‑
2,5
‑
二苯基膦杂戊烷)乙烷、(2S,4S)
‑
2,4
‑
双(二苯基膦)戊烷、(R)
‑
(
‑
)
‑1‑
[(Sp)
‑2‑
(二苯基膦)二茂铁基]乙基二叔丁基膦和(+)
‑
1,2
‑
双[(2S,5S)
‑
2,5
‑
二甲基磷]苯中的一种。
[0014]进一步地，还原剂为联硼酸酯。
[0015]进一步地，联硼酸硼酸酯包括联硼酸频哪醇酯、联硼酸新戊二醇酯、双联(2
‑
甲基
‑
2,4
‑
戊二醇)硼酸酯和双联(2,4
‑
二甲基
‑
2,4
‑
戊二醇)硼酸酯中的一种。
[0016]进一步地，碱包括甲醇锂、甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇钾、叔丁醇锂、叔丁醇钠、叔丁醇钾、叔戊醇钠、碳酸铯和碳酸钾中的一种。
[0017]进一步地，有机溶剂包括苯甲醚、1,4
‑
二氧六环、四氢呋喃、甲基叔丁基醚、二异丙醚、氯苯、甲苯、对二甲苯、正己烷和乙腈中的一种。
[0018]一种含季碳中心的羟基戊酸化合物，采用上述的方法制得。
[0019]本专利技术所产生的有益效果为：
[0020]本申请中的合成反应方程式如下：
[0021][0022][0023]上述合成中，利用手性配体配位的L*Cu(I)物种与频哪醇酯发生转金属化得到L*Cu
‑
Bpin物种I，1,1
‑
二取代1,3
‑
丁二烯1插入到L*Cu
‑
Bpin物种I生成烯丙基铜中间体II，随后以六元环状过渡态III的形式对CO2亲核进攻得到硼基取代的Cu(I)
‑
羧酸IV，进一步和甲醇锂发生转金属化生成硼基取代的羧酸锂盐V，该中间体经氧化酸化水解后处理得到所需的产物羟基戊酸化合物2。
[0024]本专利技术具有以下优点：
[0025]1、本专利技术提供了一种含季碳中心的羟基戊酸化合物的合成方法，基于铜硼催化体系的CO2参与1,1
‑
二取代1,3
‑
丁二烯的不对称硼羧基化氧化反应，首次实现了含季碳中心的羟基戊酸化合物的高效构建；具体以二氧化碳作为羧酸源，有效避免了传统合成方法中使用有毒的CO气体作为羧基源的问题；
[0026]2、本专利技术反应底物范围广、选择性好、官能团兼容性好、反应条件温和以及易于放大和后期衍生转化；本专利技术克服了现有技术需要预先引入酯基等活化官能团、反应条件苛刻的缺陷，所用原料廉价易得，具有良好的工业应用前景。
具体实施方式
[0027]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术，即所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0028]因此，以下对提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含季碳中心的羟基戊酸化合物，其特征在于，包括以下步骤：将底物、碱、还原剂和有机溶剂混合，然后在CO2气氛下加入催化剂和配体，室温下搅拌反应后酸化处理，然后对反应产物进行分离纯化，制得含季碳中心的羟基戊酸化合物；所述反应底物的化学通式为：其中，R1为芳基、氢、烷基、卤素、甲氧基、三氟甲基、三氟甲氧基、甲巯基、硅醇醚或酯基及其衍生物；R2为烷基或苯并环烷基及其衍生物。2.如权利要求1所述的含季碳中心的羟基戊酸化合物，其特征在于，所述反应底物、催化剂、配体、碱和还原剂的摩尔比为1:0.05～0.10:0.06～0.20:1～4:1～4。3.如权利要求1所述的含季碳中心的羟基戊酸化合物，其特征在于，所述催化剂为铜催化剂。4.如权利要求3所述的含季碳中心的羟基戊酸化合物，其特征在于，所述铜催化剂包括均三甲苯基亚铜、氯化亚铜、醋酸亚铜、噻吩
‑2‑
甲酸亚铜和六氟磷酸四乙腈合铜中的一种。5.如权利要求1所述的含季碳中心的羟基戊酸化合物，其特征在于，所述配体包括(+)
‑
1,2
‑
双((2S,5S)
‑
2,5
‑
二苯基膦杂戊烷)乙烷、(
‑
)
‑
1,2
‑
双((2R,5R)
‑
2,5
‑
二苯基膦杂戊烷)乙烷、(2S,4S)
‑
2,4
‑
双...

【专利技术属性】
技术研发人员：余达刚，贵永远，陈小旺，刘杰，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：