一种螺环氨基酸酯类化合物及其制备方法和应用与流程

本发明属于有机化学合成领域，具体涉及一种螺环氨基酸酯类化合物及其制备方法。

背景技术：

两个单环共用一个碳原子的多环化合物称为螺环化合物，共用的碳原子称为螺原子。合成螺环化合物的方法很多，简单螺环化合物合成通常采用1,3-偶极环加成反应，缩醛酮法，丙二酸酯与季戊四溴(氯)反应，酸酐与双格氏试剂的反应等等。螺环化合物具有刚性稳定结构，特别是手性螺环化合物有较大的比旋光度，在不对称催化、医药、发光材料、农药等方面有重要应用。诸如，Srivastava和Kumar报道了用光学活性螺[4.4]壬烷-1,6-二醇修饰四氢化铝锂后用于当量还原芳香酮，ee值最高达98％，充分显示了螺环骨架优良的不对称诱导效果。Goekjian等人利用亚甲基葡萄糖衍生物与芳腈氧化物反应，制备了螺环葡萄糖衍生物。该类化合物可作为葡萄糖磷酸苷的抗体。2007年Tominaga等合成了一系列螺环结构化合物，发现该类物质相对分子质量大于600，熔点高于150℃的物质有较好的热稳定性能和光致变色性能。Baker等发现性成熟的雌果蝇性腺分泌物中包含有螺环缩酮化合物，此外，在果蝇的雄性腺体中也存在螺环缩酮。螺环缩酮不仅作为性信息素组分存在于许多果蝇腺体中，而且作为结构单元存在许多复杂的有强烈生理活性的天然产物中，例如抗生素Okadaic acid和强效抗癌物质Spongistatin中都含有螺环缩酮结构单元。1979年Nunzio R等人制备了螺[1-环丙烷基-1'-茚基]-2-甲酸-α-氰基-3,3一二甲基(3-苯氧苄基)酯，该化合物与PVC混合，具有明显的除螨作用，且对哺乳动物具有低毒性。

对于氨基酸酯类化合物其合成通常为酸催化法、酯交换法，三光气法等等。氨基酸酯类化合物具有特殊的理化性质，在化工、医药、农药等方面有着越来越广泛的应用。孙建军等以谷氨酸和月桂醇为原料，用固体超强酸ZrO₂-SO₄^2-作催化剂合成谷氨酸月桂醇酯表面活性剂；曾益良等筛选出来一种N-甲基烷基取代苯基氨基甲酸酯化合物，该化合物对多种蚜虫防治药效优良，对哺乳动物低毒，使用安全，原料易得，成本低；B.Ramamurthy报道了氨基酸酯衍生物具有抗结核活性。然而，对于既有螺环又有氨基酸酯基团的化合物报道很少，尤其是目标产物：具有螺环的双氨基酸酯基团，至今还未见被报道过。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种方法简单，经一锅法反应，即可得到既具有螺环结构又含有氨基酸酯基团的新型螺环氨基酸酯类化合物。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种螺环氨基酸酯类化合物，具有式(Ⅰ)的结构式：

上述的螺环氨基酸酯类化合物的制备方法，方法如下：以苄胺、碳酸盐，四溴季戊醇为原料，于极性溶剂中，130-150℃下冷凝回流，得到目标产物。

上述的螺环氨基酸酯类化合物的制备方法，所述的极性溶剂是DMF。

上述的螺环氨基酸酯类化合物的制备方法，所述的碳酸盐是碳酸钾。

上述的螺环氨基酸酯类化合物的制备方法，按投料摩尔比，苄胺:碳酸盐:四溴季戊醇＝4:1.5:2。

上述的螺环氨基酸酯类化合物的制备方法，冷凝回流12-16小时。

本发明的有益效果是：

1.本发明，以苄胺、碳酸钾和四溴季戊醇做为原料，经一锅法反应，即可得到目标产物，这种化合物既具有螺环结构又含有氨基酸酯基团，是一种新型的螺环氨基酸酯类化合物。

2.本发明合成的螺环氨基酸酯类化合物为含1-氧-3-氮-2-酮结构单元的化合物，该结构类化合物具有广泛的生物活性，被作为合成活性药物的中间体，该活性药物可被用于治疗老年痴呆症。

3.本发明合成的螺环氨基酸酯类化合物为含1-氧-3-氮-2-酮结构单元的化合物，该结构类化合物被广泛用于各种作物的除草剂，不仅除草效果显著，而且具有很好的作物杂草选择性，尤其是被用作水稻除草。

4.本发明合成的螺环氨基酸酯类化合物为含1-氧-3-氮-2-酮结构单元的化合物，该结构类化合物是11-β-羟基类固醇脱氢酶1的抑制剂，用于治疗代谢类疾病，诸如代谢综合症、糖尿病、肥胖和血脂异常。

5.本发明方法操作简单、生产周期相对较短、易于提纯，有望在工业、农业，医药方面得到广泛应用。

附图说明

图1是实施例制备的目标产物的MS(CH₂Cl₂)图。

图2是实施例制备的目标产物的¹HNMR(CDCl₃)图。

图3是实施例制备的目标产物的IR(KBr)图。

图4是实施例制备的目标产物的单晶热椭球图。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明做进一步说明。

实施例

(一)制备方法：

在100ml三口瓶中加入0.776g(2mmol)四溴代季戊醇、0.429g(4mmol)苄胺、0.207g(1.5mmol)碳酸钾以及10ml的DMF，140°条件下冷凝回流12h。反应后，滤除无机盐，再减压蒸馏出DMF。加入无水乙醇，结晶，得到白色针状晶体0.099g。

(二)结果

1.产物的熔点190-191℃。

2.图1为目标产物的MS(CH₂Cl₂)图。如图1所示，目标产物的ESI-MS：Calculated M：366.4Found[M+Na]⁺：389.3。

3.图2为目标产物的¹HNMR(CDCl₃)图，由图2可见，¹H NMR(CDCl₃,300MHz)δ:2.96(2H,d,CH₂),3.10(2H,d,CH₂),3.97(2H,d,CH₂),4.09(2H,d,CH₂),4.44(4H,t,CH₂),7.35(10H,m,Ar-H)。

4.图3为目标产物的IR(KBr)图，由图3可见，IR(KBr)，λmax/cm^-1：3367.59cm^-1，3032.67cm^-1，2921.28cm^-1，1689.59cm^-1，1492.44cm^-1，1437.25cm^-1，1369.44cm^-1，1266.93cm^-1，1229.08cm^-1，1184.92cm^-1，1095.02cm^-1，1031.94cm^-1，749.64cm^-1，713.37cm^-1，694.45cm^-1。

5.图4为目标产物的单晶热椭球图，目标产物的结构分析如下：晶体属于单斜晶系，Cc空间群，晶胞参数为，β＝96.157(5)°。Z＝4，实验式为C₂₀H₂₀NO₂，相对分子质量为306.37，测算出的晶体密度为Dc＝1.110g/cm^-3。主要键长键角为：∠O2-C6-N1＝119.60°，∠C6-N1-C3＝123.97°，∠C6-O2-C2＝118.78°。∠C4-N2-C7＝123.55°，∠N2-C7-O4＝119.73°，∠C7-O4-C5＝120.30°。