手性芳香螺缩酮类化合物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种手性芳香螺缩酮类化合物及其制备方法和用途。所述的化合物是具有通式V所示结构的化合物或所述化合物的对映体、消旋体或非对映异构体，式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、X和n定义如说明书中所述。本发明专利技术的制备方法简单直接，很容易制得高光学纯度(ee值>99%)的手性芳香螺缩酮类化合物，该芳香螺缩酮类化合物，可通过进一步衍生制备成消旋或手性的芳香螺缩酮骨架双膦配体，用作不对称催化反应的催化剂。本发明专利技术为开发一类新型不对称催化反应的催化剂奠定了基础，具有经济实用性和工业应用前景。

【技术实现步骤摘要】
手性芳香螺缩酮类化合物及其制备方法和应用
本专利技术涉及有机化学
，涉及一种手性芳香螺缩酮化合物及其制备方法和用途。
技术介绍
手性芳香螺缩酮是一些天然产物、生物活性化合物和手性配体的重要结构单元。如Rubromycins类化合物，其含有多取代萘醌和异香豆素片段，并由特殊的手性芳香螺缩酮骨架相联，这一独特的结构使得这一家族化合物有着相当好的抗癌、抗HIV逆转录酶及抗DNA螺旋酶等生物活性(J.Org.Chem.2007，3801；Nat.Prod.Rep.2010，27，1117.)。关于Rubromycins类化合物的合成关键在芳香螺缩酮骨架的构筑上，目前报道的方法主要有酸催化下二酚羟基酮(或其类似物)的螺环缩酮化(TetrahedronLett.1998，39，5429；J.Chem.Soc.，PerkinTrans.12000，2681；Org.Lett.2006，8，4875；Tetrahedron2006，62，5883；Synthesis2008，22，3605.)、卤素作用下的苯并呋喃醚化反应(Angew.Chem.Int.Ed.2001，40，4709)、过渡金属催化的羟基不饱和键的分子内加成反应(Synlett2008，940.)、Mitsunobu反应(Angew.Chem.Int.Ed.2001，40，4713.)、芳香Pumerer型反应(Angew.Chem.Int.Ed.2007，46，7458)以及环加成类型反应(J.Org.Chem.1997，62，1058；Org.Lett.2006，8，2365；TetrahedronLett.2006，47，3349.)等，但这些方法均仅局限于合成外消旋的芳香螺缩酮产物。仅有的几例关于Rubromycins类天然产物的全合成，亦只能得到外消旋的产物(Angew.Chem.Int.Ed.2001，40，4713；Angew.Chem.Int.Ed.2007，46，7458；Angew.Chem.Int.Ed.2009，48，7996；J.Am.Chem.Soc.2011，133，6114)。在过渡金属络合物催化中，以芳香螺缩酮结构作为骨架的配体也有成功的应用，例如基于苯并二氢吡喃骨架的SpanPhos与金属铑形成的络合物在甲醇羰化制备甲酸的反应中表现出良好的催化性能(Angew.Chem.Int.Ed.2003，42，1284；Angew.Chem.Int.Ed.2005，44，4385)。另一具有手性芳香螺缩酮骨架的双噁唑啉配体SpanBox成功应用于Zn(II)催化的β-二羰基化合物不对称亲电羟化反应中(Chem.Sci.2011，2，1141)。然而，欲获得光学纯的手性芳香螺缩酮化合物，通常需要经过外消旋体的拆分，过程繁琐且不经济环保。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一类手性芳香螺缩酮化合物及其制备方法和应用。本专利技术专利成功地发展了一类手性芳香螺缩酮化合物的催化不对称合成。本专利技术的第一方面，提供一种手性芳香螺缩酮类化合物，是具有如下通式V的化合物，或其对映体、消旋体或非对映异构体：通式中：R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分别独立选自氢、C1～C10的烷基、C1～C4的烷氧基、C3～C30的环烷基、卤素或芳基；X选自CH2，NCH3，NH，O或S；n＝0～4。在另一优选例中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分别独立选自氢、C1～C6的烷基、C3～C10的环烷基、卤素或芳基；X选自CH2，NCH3，S或O；n＝0～4。在另一优选例中，所述的手性芳香螺缩酮类化合物是具有如下化学结构式的化合物或其对映体、消旋体或非对映异构体：本专利技术的第二方面，提供第一方面所述手性芳香螺缩酮类化合物的制备方法，包括步骤：在有机溶剂中，使用金属络合物为催化剂，以式XI化合物为底物，在氢气氛围下进行催化氢化反应，获得所述手性芳香螺缩酮类化合物，所述手性芳香螺缩酮类化合物为具有通式V的化合物，或其对映体、消旋体或非对映异构体：各式中，X选自CH2，NCH3，O或S；n＝0～4；左侧的R为R1～R4中的一个或多个，右侧的R为R5～R8中的一个或多个，R1～R8的定义如第一方面所述。在另一优选例中，所述金属络合物为手性或非手性的。在另一优选例中，所述的式XI化合物与金属络合物催化剂的摩尔比为10000：1～10：1。优选为50：1～100：1。在另一优选例中，所述的金属络合物为金属铑、钌、钯或铱络合物。在另一优选例中，所述的金属络合物为膦-氮配体与铱的络合物。在另一优选例中，所述的金属络合物为膦-噁唑啉配体与铱的络合物。在另一优选例中，进行催化氢化反应的条件为：在1～100标准大气压的氢气压力下，于-78～80℃反应1～48小时。在另一优选例中，所述的式XI化合物采用如下步骤合成：在有机溶剂中，式1化合物和式2化合物在碱的存在下发生缩合反应，然后酸化；反应路线如下所示：各式中，X选自CH2，NCH3，O或S；n＝0～4；式2化合物中R为R1～R4中的一个或多个，或为R5～R8中的一个或多个；式XI化合物左侧的R为R1～R4中的一个或多个，右侧的R为R5～R8中的一个或多个，R1～R8的定义如前所述。在另一优选例中，所述的式1化合物与式2化合物的摩尔比为1：2～1：10；所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、叔丁醇钾、甲醇钠、碳酸钠、碳酸钾；进行酸化的酸是浓度为1～6mol/L的盐酸水溶液、硫酸水溶液或磷酸水溶液。在另一优选例中，所述缩合反应是在0～100℃反应1～48小时(2～24小时)；。在另一优选例中，所述的式XI化合物采用如下步骤合成：在有机溶剂中，对式2化合物的酚羟基进行羟基保护，得到式2-P化合物；式2-P化合物和式1化合物在酸或碱的存在下发生缩合反应，得到式3-P化合物；式3-P化合物经过酚羟基的脱保护，得到式XI化合物；反应路线如下所示：各式中，X选自CH2，NCH3，NH，O或S；n＝0～4；左侧的R为R1～R4中的一个或多个，右侧的R为R5～R8中的一个或多个，R1～R8的定义如前所述，P为甲基(Me)、苄基(Bn)、对-甲氧基苄基(PMB)、叔丁基(tBu)、叔丁基二甲基硅基(TBDMS)、叔丁基二苯基硅基(TBDPS)、烯丙基、甲氧基甲基(MOM)、甲硫基甲基(MTM)、甲氧基乙氧基甲基(MEM)、苄氧基甲基(BOM)、2-四氢吡喃基(THP)或酯基。在另一优选例中，所述P为TBDMS或苄基。在另一优选例中，所述的酸与式1化合物的摩尔比为0.01～10；或所述的碱与式1化合物的摩尔比为0.01～10。在另一优选例中，所述的酸包括路易斯酸和布朗斯特酸。在另一优选例中，所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、叔丁醇钾、甲醇钠、碳酸钠、碳酸钾，在另一优选例中，所述的酸为盐酸、硫酸、对甲苯磺酸、磷酸、醋酸、三氟乙酸、三氯化铝、三氟化硼、三氯化铱、三氟甲磺酸、三氟甲磺酸铜、三氟甲磺酸锌、四氯化锡或其混合。在另一优选例中，所述酸为盐酸、硫酸、磷酸、对甲苯磺酸或三氟甲磺酸。在另一优选例中，所述的有机溶剂为苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、乙醚、四氢呋喃、甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亚砜中的至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种手性芳香螺缩酮类化合物，其特征在于，是具有如下通式V的化合物，或其对映体、消旋体或非对映异构体：通式中：R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分别独立选自氢、C1～C10的烷基、C1～C4的烷氧基、C3～C30的环烷基、卤素或芳基；X选自CH2，NCH3，NH，O或S；n＝0～4。FDA00001912823800011.jpg

【技术特征摘要】
2011.10.25 CN 201110327471.X1.一种手性芳香螺缩酮类化合物，其特征在于，是具有如下通式V的化合物，或式Ib化合物、Ic化合物或Id化合物：各式中：R1、R2、R3、R6、R7、R8分别独立选自氢、C1～C10的烷基、C1～C4的烷氧基、C3～C30的环烷基、卤素或芳基；R4、R5分别独立选自卤素；X选自CH2，NCH3，NH，O或S；n＝1～4，其中，所述芳基选自下组：苯基、萘基、芘基、蒽基、或菲基。2.根据权利要求1所述的手性芳香螺缩酮类化合物，其特征在于，R1、R2、R3、R6、R7、R8分别独立选自氢、C1～C6的烷基、C3～C10的环烷基、卤素或芳基；R4、R5分别独立选自卤素；X选自CH2，NCH3，S或O；n＝1～4，其中，所述芳基选自下组：苯基、萘基、芘基、蒽基、或菲基。3.根据权利要求1所述的手性芳香螺缩酮类化合物，其特征在于，所述的手性芳香螺缩酮类化合物是具有如下化学结构式的化合物：4.一种权利要求1所述的通式V所示的手性芳香螺缩酮类化合物的制备方法，其特征在于，所述方法包括步骤：在有机溶剂中，使用金属络合物为催化剂，以式XI化合物为底物，在氢气氛围下进行催化氢化反应，获得手性芳香螺缩酮类化合物，所述手性芳香螺缩酮类化合物为具有通式V的化合物，各式中，X选自CH2，NCH3，O或S；n＝1～4；R1～R8的定义如权利要求1所述。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的金属络合物为金属铑、钌、钯或铱络合物。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的金属络合物为膦-氮配体与铱的络合物。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的金属络合物为膦-噁唑啉配体与铱的络合物。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述金属络合物不包括Ir(I)/(R,S)-7d和Ir(I)/iPr-PHOX；9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的式XI化合物与金属络合物催化剂的摩尔比为10000：1～10：1。10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的式XI化合物采用如下步骤合成：在有机溶剂中，式1化合物和式2化合物在碱的存在下发生缩合反应，然后酸化得到所述式XI化合物，各式中，X选自CH2，NCH3，O或S；n＝1～4；R1～R8的定义如权利要求1所述。11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述的式1化合物与式2化合物的摩尔比为1：2～1：10；所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、叔丁醇钾、甲醇钠、碳酸钠或碳酸钾；进行所述酸化的酸是浓度为1～6mol/L的盐酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁奎岭，王晓明，韩召斌，王正，
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：