手性芳香螺縮酮類化合物及其制備方法和應用技術

本發明專利技術公開了一種手性芳香螺縮酮類化合物及其制備方法和用途。所述的化合物是具有通式V所示結構的化合物或所述化合物的對映體、消旋體或非對映異構體，式中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、X和n定義如說明書中所述。本發明專利技術的制備方法簡單直接，很容易制得高光學純度(ee值>99%)的手性芳香螺縮酮類化合物，該芳香螺縮酮類化合物，可通過進一步衍生制備成消旋或手性的芳香螺縮酮骨架雙膦配體，用作不對稱催化反應的催化劑。本發明專利技術為開發一類新型不對稱催化反應的催化劑奠定了基礎，具有經濟實用性和工業應用前景。

【技術實現步驟摘要】
手性芳香螺縮酮類化合物及其制備方法和應用
本專利技術涉及有機化學
，涉及一種手性芳香螺縮酮化合物及其制備方法和用途。
技術介紹
手性芳香螺縮酮是一些天然產物、生物活性化合物和手性配體的重要結構單元。如Rubromycins類化合物，其含有多取代萘醌和異香豆素片段，并由特殊的手性芳香螺縮酮骨架相聯，這一獨特的結構使得這一家族化合物有著相當好的抗癌、抗HIV逆轉錄酶及抗DNA螺旋酶等生物活性(J.Org.Chem.2007，3801；Nat.Prod.Rep.2010，27，1117.)。關于Rubromycins類化合物的合成關鍵在芳香螺縮酮骨架的構筑上，目前報道的方法主要有酸催化下二酚羥基酮(或其類似物)的螺環縮酮化(TetrahedronLett.1998，39，5429；J.Chem.Soc.，PerkinTrans.12000，2681；Org.Lett.2006，8，4875；Tetrahedron2006，62，5883；Synthesis2008，22，3605.)、鹵素作用下的苯并呋喃醚化反應(Angew.Chem.Int.Ed.2001，40，4709)、過渡金屬催化的羥基不飽和鍵的分子內加成反應(Synlett2008，940.)、Mitsunobu反應(Angew.Chem.Int.Ed.2001，40，4713.)、芳香Pumerer型反應(Angew.Chem.Int.Ed.2007，46，7458)以及環加成類型反應(J.Org.Chem.1997，62，1058；Org.Lett.2006，8，2365；TetrahedronLett.2006，47，3349.)等，但這些方法均僅局限于合成外消旋的芳香螺縮酮產物。僅有的幾例關于Rubromycins類天然產物的全合成，亦只能得到外消旋的產物(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)。在過渡金屬絡合物催化中，以芳香螺縮酮結構作為骨架的配體也有成功的應用，例如基于苯并二氫吡喃骨架的SpanPhos與金屬銠形成的絡合物在甲醇羰化制備甲酸的反應中表現出良好的催化性能(Angew.Chem.Int.Ed.2003，42，1284；Angew.Chem.Int.Ed.2005，44，4385)。另一具有手性芳香螺縮酮骨架的雙噁唑啉配體SpanBox成功應用于Zn(II)催化的β-二羰基化合物不對稱親電羥化反應中(Chem.Sci.2011，2，1141)。然而，欲獲得光學純的手性芳香螺縮酮化合物，通常需要經過外消旋體的拆分，過程繁瑣且不經濟環保。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一類手性芳香螺縮酮化合物及其制備方法和應用。本專利技術專利成功地發展了一類手性芳香螺縮酮化合物的催化不對稱合成。本專利技術的第一方面，提供一種手性芳香螺縮酮類化合物，是具有如下通式V的化合物，或其對映體、消旋體或非對映異構體：通式中：R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分別獨立選自氫、C1～C10的烷基、C1～C4的烷氧基、C3～C30的環烷基、鹵素或芳基；X選自CH2，NCH3，NH，O或S；n＝0～4。在另一優選例中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分別獨立選自氫、C1～C6的烷基、C3～C10的環烷基、鹵素或芳基；X選自CH2，NCH3，S或O；n＝0～4。在另一優選例中，所述的手性芳香螺縮酮類化合物是具有如下化學結構式的化合物或其對映體、消旋體或非對映異構體：本專利技術的第二方面，提供第一方面所述手性芳香螺縮酮類化合物的制備方法，包括步驟：在有機溶劑中，使用金屬絡合物為催化劑，以式XI化合物為底物，在氫氣氛圍下進行催化氫化反應，獲得所述手性芳香螺縮酮類化合物，所述手性芳香螺縮酮類化合物為具有通式V的化合物，或其對映體、消旋體或非對映異構體：各式中，X選自CH2，NCH3，O或S；n＝0～4；左側的R為R1～R4中的一個或多個，右側的R為R5～R8中的一個或多個，R1～R8的定義如第一方面所述。在另一優選例中，所述金屬絡合物為手性或非手性的。在另一優選例中，所述的式XI化合物與金屬絡合物催化劑的摩爾比為10000：1～10：1。優選為50：1～100：1。在另一優選例中，所述的金屬絡合物為金屬銠、釕、鈀或銥絡合物。在另一優選例中，所述的金屬絡合物為膦-氮配體與銥的絡合物。在另一優選例中，所述的金屬絡合物為膦-噁唑啉配體與銥的絡合物。在另一優選例中，進行催化氫化反應的條件為：在1～100標準大氣壓的氫氣壓力下，于-78～80℃反應1～48小時。在另一優選例中，所述的式XI化合物采用如下步驟合成：在有機溶劑中，式1化合物和式2化合物在堿的存在下發生縮合反應，然后酸化；反應路線如下所示：各式中，X選自CH2，NCH3，O或S；n＝0～4；式2化合物中R為R1～R4中的一個或多個，或為R5～R8中的一個或多個；式XI化合物左側的R為R1～R4中的一個或多個，右側的R為R5～R8中的一個或多個，R1～R8的定義如前所述。在另一優選例中，所述的式1化合物與式2化合物的摩爾比為1：2～1：10；所述的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、叔丁醇鉀、甲醇鈉、碳酸鈉、碳酸鉀；進行酸化的酸是濃度為1～6mol/L的鹽酸水溶液、硫酸水溶液或磷酸水溶液。在另一優選例中，所述縮合反應是在0～100℃反應1～48小時(2～24小時)；。在另一優選例中，所述的式XI化合物采用如下步驟合成：在有機溶劑中，對式2化合物的酚羥基進行羥基保護，得到式2-P化合物；式2-P化合物和式1化合物在酸或堿的存在下發生縮合反應，得到式3-P化合物；式3-P化合物經過酚羥基的脫保護，得到式XI化合物；反應路線如下所示：各式中，X選自CH2，NCH3，NH，O或S；n＝0～4；左側的R為R1～R4中的一個或多個，右側的R為R5～R8中的一個或多個，R1～R8的定義如前所述，P為甲基(Me)、芐基(Bn)、對-甲氧基芐基(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)、芐氧基甲基(BOM)、2-四氫吡喃基(THP)或酯基。在另一優選例中，所述P為TBDMS或芐基。在另一優選例中，所述的酸與式1化合物的摩爾比為0.01～10；或所述的堿與式1化合物的摩爾比為0.01～10。在另一優選例中，所述的酸包括路易斯酸和布朗斯特酸。在另一優選例中，所述的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、叔丁醇鉀、甲醇鈉、碳酸鈉、碳酸鉀，在另一優選例中，所述的酸為鹽酸、硫酸、對甲苯磺酸、磷酸、醋酸、三氟乙酸、三氯化鋁、三氟化硼、三氯化銥、三氟甲磺酸、三氟甲磺酸銅、三氟甲磺酸鋅、四氯化錫或其混合。在另一優選例中，所述酸為鹽酸、硫酸、磷酸、對甲苯磺酸或三氟甲磺酸。在另一優選例中，所述的有機溶劑為苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、1,2-二氯乙烷、乙醚、四氫呋喃、甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺或二甲基亞砜中的至本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種手性芳香螺縮酮類化合物，其特征在于，是具有如下通式V的化合物，或其對映體、消旋體或非對映異構體：通式中：R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8分別獨立選自氫、C1～C10的烷基、C1～C4的烷氧基、C3～C30的環烷基、鹵素或芳基；X選自CH2，NCH3，NH，O或S；n＝0～4。FDA00001912823800011.jpg

【技術特征摘要】
2011.10.25 CN 201110327471.X1.一種手性芳香螺縮酮類化合物，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分別獨立選自氫、C1～C10的烷基、C1～C4的烷氧基、C3～C30的環烷基、鹵素或芳基；R4、R5分別獨立選自鹵素；X選自CH2，NCH3，NH，O或S；n＝1～4，其中，所述芳基選自下組：苯基、萘基、芘基、蒽基、或菲基。2.根據權利要求1所述的手性芳香螺縮酮類化合物，其特征在于，R1、R2、R3、R6、R7、R8分別獨立選自氫、C1～C6的烷基、C3～C10的環烷基、鹵素或芳基；R4、R5分別獨立選自鹵素；X選自CH2，NCH3，S或O；n＝1～4，其中，所述芳基選自下組：苯基、萘基、芘基、蒽基、或菲基。3.根據權利要求1所述的手性芳香螺縮酮類化合物，其特征在于，所述的手性芳香螺縮酮類化合物是具有如下化學結構式的化合物：4.一種權利要求1所述的通式V所示的手性芳香螺縮酮類化合物的制備方法，其特征在于，所述方法包括步驟：在有機溶劑中，使用金屬絡合物為催化劑，以式XI化合物為底物，在氫氣氛圍下進行催化氫化反應，獲得手性芳香螺縮酮類化合物，所述手性芳香螺縮酮類化合物為具有通式V的化合物，各式中，X選自CH2，NCH3，O或S；n＝1～4；R1～R8的定義如權利要求1所述。5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述的金屬絡合物為金屬銠、釕、鈀或銥絡合物。6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述的金屬絡合物為膦-氮配體與銥的絡合物。7.如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述的金屬絡合物為膦-噁唑啉配體與銥的絡合物。8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述金屬絡合物不包括Ir(I)/(R,S)-7d和Ir(I)/iPr-PHOX；9.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述的式XI化合物與金屬絡合物催化劑的摩爾比為10000：1～10：1。10.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述的式XI化合物采用如下步驟合成：在有機溶劑中，式1化合物和式2化合物在堿的存在下發生縮合反應，然后酸化得到所述式XI化合物，各式中，X選自CH2，NCH3，O或S；n＝1～4；R1～R8的定義如權利要求1所述。11.根據權利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述的式1化合物與式2化合物的摩爾比為1：2～1：10；所述的堿為氫氧化鈉、氫氧化鉀、叔丁醇鉀、甲醇鈉、碳酸鈉或碳酸鉀；進行所述酸化的酸是濃度為1～6mol/L的鹽酸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：丁奎嶺，王曉明，韓召斌，王正，
申請(專利權)人：中國科學院上海有機化學研究所，
類型：發明
國別省市：