弱活化环丙烷和醇分子间羰基化偶联高效合成γ-氨基丁酸酯衍生物的制作方法

文档序号:17979424发布日期:2019-06-22 00:00阅读:386来源:国知局

本发明提供了一类弱活化环丙烷和醇分子间羰基化偶联高效合成γ-氨基丁酸酯衍生物的方法,属于应用技术领域。



背景技术:

环丙烷化合物是有机合成中一类重要的中间体。环张力的释放是碳碳键断裂的主要驱动力,于此同时产生的金属中间体可以实现多种转化,因此开发简单高效的合成方法具有很高的应用价值。活化的环丙烷主要包括亚烷基环丙烷和乙烯基环丙烷,这一类的环丙烷研究较多,而对于环丙烷酮、酰胺以及氨基、烷基环丙烷这几类弱活化底物的研究相对较少。

narasaka课题组早先报道了在一氧化碳氛围下弱活化环丙烷与分子内炔烃发生(3+1+2)环加成反应生成含氮杂环产物。(koga,y.;narasaka,k.chem.lett.1999,28,705-706)近期bower课题组使用带有导向基的氨基环丙烷作为底物在金属铑和一氧化碳条件下实现了与分子内的烯烃、炔烃以及亲核试剂的羰基化偶联反应。(shaw,m.h.;melikhova,e.y.;kloer,d.p.;whittingham,w.g.;bower,j.f.j.am.chem.soc.2013,135,4992-4995;shaw,m.h.;mccreanor,n.g.;whittingham,w.g.;bower,j.f.j.am.chem.soc.2015,137,463-468;mccreanor,n.g.;stanton,s.;bower,j.f.j.am.chem.soc.2016,138,11465-11468;wang,g.-w.;bower,j.f.j.am.chem.soc.2018,140,2743-2747)

综上所述,尽管弱活化环丙烷的研究有一定的进展,但是现有的策略要求在底物分子内引入捕获官能团,使得合成步骤繁琐,且底物的多样性和应用性较差,因此弱活化环丙烷这一类重要的有机合成中间体分子间的反应急需要得到开发和利用。



技术实现要素:

本发明的目的之一在于提供一种简单实用的方法,利用新发展的双导向催化体系首次实现了弱活化环丙烷和醇分子间羰基化偶联高效合成γ-氨基丁酸酯衍生物;目的之二在于由于γ-氨基丁酸具有一定的生物活性,因此提供一种简单快捷的方法可以直接用于含有酮醇或者二醇结构的天然产物和药物小分子的后期官能团修饰。

1.弱活化环丙烷和醇分子间羰基化偶联高效合成γ-氨基丁酸酯衍生物,其特征在于该方法的具体步骤为:

在反应瓶中依次加入原料1和2、膦配体、金属催化剂以及溶剂,在一氧化碳氛围中,指定温度下搅拌36小时,冷却至室温,减压除去溶剂,柱层析分离得到目标产物。

2.本发明所涉及到的金属催化剂是[rh(co)2cl]2,催化剂的用量一般为3.75-5mol%。

3.本发明所涉及到的膦配体是三全氟苯基膦,其用量一般为15-20mol%。

4.本发明所涉及到的导向基是n,n-二甲基甲酰基。

5.本发明所用溶剂是1,2-二氯苯,其用量是为每毫摩尔原料1对应使用范围为5ml。

6.本发明所涉及到的反应可以在130℃下进行。

7.本发明所用原料1中的环丙烷上取代基可以为烷基、芳基等,原料2可以为酮醇、二醇等结构单元。

本发明的优点是:

1.本发明利用双导向的策略实现了弱活化的环丙烷和醇分子间羰基化偶联,使得环丙烷这一有机合成重要的中间体得到了进一步的开发和利用,而且反应适用性好,底物范围广泛。

2、本发明进行了克量级实验,反应适合大量生产。

3.本发明操作简便,一步反应即可得到目标产物,避免了以往方法多步合成中所涉及到的当量的酰氯或缩合剂,后处理也无特别要求。

4.本发明所得到的产物结构单元为γ-氨基丁酸,具有一定的生物活性,可直接用于天然产物和药物小分子的后期官能团修饰。

具体实施方法

下面的实施示例将更好的说明本发明,但需将强调的是本发明决不仅限于这几个实施示例所表示内容。以下实例显示了本发明的不同侧面。所给出的数据包括具体操作和反应条件及产物。产物纯度通过核磁鉴定。

实施例1:2-oxo-2-phenylethyl4-(1,3,3-trimethylureido)butanoate的合成

在反应瓶中依次加入原料1a(142mg,1.0mmol),2a(272mg,2.0mmol),[rh(co)2cl]2(14.5mg,0.0375mmol),p(c6f5)3(80mg,0.15mmol),1,2-二氯苯(5ml),130℃,一氧化碳条件下反应36小时。反应结束,硅胶柱层析,淋洗剂为(乙酸乙酯/石油醚=1/1),得244mg产物3a(无色油状液体),收率80%。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.91(d,j=7.2hz,2h),7.61(t,j=7.4hz,1h),7.49(t,j=7.4hz,2h),5.35(s,2h),3.25(t,j=7.3hz,2h),2.83(s,3h),2.80(s,6h),2.50(t,j=7.4hz,2h),2.0-1.93(m,2h).13cnmr(101mhz,cdcl3)δ191.97,172.44,165.28,133.93,133.74,128.70,127.55,65.85,49.23,38.48,36.56,30.91,22.59.hrms(esi)calcd.forc16h23n2o4(m+h)+:307.1652,found:307.1651.

实施例2:formestaneproduct的合成

在反应瓶中依次加入原料1a(14.2mg,0.1mmol),2b(60mg,0.2mmol),[rh(co)2cl]2(1.45mg,0.00375mmol),p(c6f5)3(8mg,0.015mmol),1,2-二氯苯(0.5ml),130℃,一氧化碳条件下反应96小时。反应结束,硅胶柱层析,淋洗剂为(乙酸乙酯/石油醚=2/1),得26mg产物3b(无色油状液体),收率55%。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ3.23(t,j=7.3hz,2h),2.80(s,3h),2.77(s,6h),2.71-2.67(m,1h),2.51-2.41(m,5h),2.12-1.99(m,3h),1.96-1.91(m,4h),1.86-1.67(m,4h),1.58-1.52(m,1h),1.44-1.38(m,1h),1.30-1.23(m,5h),1.09-1.02(m,2h),0.89(s,3h).13cnmr(101mhz,cdcl3)δ220.29,190.45,171.10,165.54,155.17,139.29,53.87,50.81,49.44,47.53,39.23,38.75,36.88,35.81,34.74,34.66,33.41,31.32,30.96,29.83,23.94,22.84,21.79,20.34,17.76,13.78.hrms(esi)calcd.forc27h41n2o5(m+h)+:473.3010,found:473.3015.

实施例3:16a-hydroxyestroneproduct的合成

在反应瓶中依次加入原料1a(14.2mg,0.1mmol),2c(57mg,0.2mmol),[rh(co)2cl]2(1.9mg,0.005mmol),p(c6f5)3(10.6mg,0.02mmol),1,2-二氯苯(0.5ml),130℃,一氧化碳条件下反应96小时。反应结束,硅胶柱层析,淋洗剂为(乙酸乙酯/石油醚=2/1),得30mg产物3c(无色油状液体),收率65%。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.12(d,j=8.4hz,1h),6.66(dd,j=8.4,2.6hz,1h),6.60(d,j=2.6hz,1h),6.31-6.27(br,1h),5.47(d,j=8.3hz,1h),3.23(td,j=7.1,3.1hz,2h),2.86-2.78(m,11h),2.41-2.36(m,3h),2.27-2.20(m,1h),2.17-2.10(m,1h),1.95-1.87(m,4h),1.82-1.74(m,2h),1.60-1.54(m,2h),1.52-1.37(m,2h),0.99(s,3h).13cnmr(101mhz,cdcl3)δ213.98,172.55,165.64,154.88,137.46,130.48,126.21,115.44,113.13,72.47,49.44,47.95,47.65,43.75,38.75,38.26,36.81,31.30,31.27,29.39,29.19,26.30,25.53,22.70,14.27.hrms(esi)calcd.forc26h37n2o5(m+h)+:457.2697,found:457.2699.

实施例4:hydroxylactam的合成

在反应瓶中依次加入原料1a(14.2mg,0.1mmol),2d(60mg,0.2mmol),[rh(co)2cl]2(1.45mg,0.00375mmol),p(c6f5)3(8mg,0.015mmol),1,2-二氯苯(0.5ml),130℃,一氧化碳条件下反应96小时。反应结束,硅胶柱层析,淋洗剂为(乙酸乙酯/石油醚=2/1),得29mg产物3d(无色油状液体),收率61%。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.99(s,1h),7.70(d,j=7.6hz,2h),7.46(d,j=8.5hz,2h),7.41(t,j=7.6hz,1h),7.26-7.22(m,2h),6.80(d,j=8.5hz,1h),5.32(d,j=7.0hz,1h),5.18(d,j=7.0hz,1h),3.78(s,3h),3.12-3.0(m,2h),2.74(s,6h),2.68(s,3h),2.24-2.14(m,2h),1.73-1.66(m,2h).13cnmr(101mhz,cdcl3)δ172.01,169.02,165.45,159.83,140.98,134.98,130.70,130.62,127.08,126.87,123.44,113.76,71.27,55.29,55.19,49.20,38.69,36.78,31.02,22.52.hrms(esi)calcd.forc24h30n3o5s(m+h)+:472.1901,found:472.1902.

实施例5:2-oxo-2-phenylethyl3-(1-(dimethylcarbamoyl)piperidin-2-yl)propanoate的合成

在反应瓶中依次加入原料1e(18.2mg,0.1mmol),2a(27.2mg,0.2mmol),[rh(co)2cl]2(1.45mg,0.00375mmol),p(c6f5)3(8mg,0.015mmol),1,2-二氯苯(0.5ml),130℃,一氧化碳条件下反应36小时。反应结束,硅胶柱层析,淋洗剂为(乙酸乙酯/石油醚=1/1),得13.8mg产物3e(无色油状液体),收率40%。1hnmr(400mhz,cdcl3)δ7.91(d,j=7.7hz,2h),7.61(t,j=7.5hz,1h),7.49(t,j=7.5hz,2h),5.35(d,j=16.5hz,1h),5.31(d,j=16.5hz,1h),3.97-3.92(m,1h),3.44(d,j=15.2hz,1h),3.01(t,j=13.3hz,1h),2.78(s,6h),2.47(t,j=8.2hz,2h),2.24-2.14(m,1h),1.90-1.81(m,1h),1.78-1.70(m,1h),1.65-1.58(m,4h),1.49-1.38(m,1h).13cnmr(101mhz,cdcl3)δ192.27,172.97,165.39,134.26,133.93,128.91,127.80,66.01,52.14,42.38,38.82,31.10,28.31,25.81,25.11,19.42.hrms(esi)calcd.forc19h27n2o4(m+h)+:347.1965,found:347.1968.

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