手性溴代环合物及电化学制备手性溴代环合物的方法

本申请属于有机合成，尤其涉及一种手性溴代环合物及电化学制备手性溴代环合物的方法。

背景技术：

1、手性环色胺衍生物等手性溴代环合物在天然产物的制备中扮有非常重要的角色，手性溴代恶唑啉等手性溴代环合物在配体的合成中也有广泛应用。通过色胺衍生物制备手性环色胺衍生物等手性溴代环合物已有文献报道，另外，通过含烯基的芳酰胺制备手性溴代恶唑啉等手性溴代环合物也有文献报道。然而，现有技术报道的制备手性溴代环合物的方法都用到了大于一当量的溴加合物作为相转移试剂，该溴加合物需要额外制备，使用成本较高，且溴加合物腐蚀性高，操作难度大。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种手性溴代环合物及电化学制备手性溴代环合物的方法，旨在一定程度上解决现有手性溴代环合物的制备方法需要采用大于一当量的溴加合物作为相转移试剂，制备成本高，且难度大的问题。

2、为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

3、第一方面，本申请提供一种电化学制备手性溴代环合物的方法，包括以下步骤：

4、s10.在包含阴极和阳极的非分离电解池中，添加含杂原子的烯烃化合物、手性磷酸催化剂、相转移催化剂、离子溴化物和电解质，在碱性缓冲溶液中进行电化学反应，得到手性溴代环合物；

5、其中，所述含杂原子的烯烃化合物的结构通式为所述手性溴代环合物的结构通式为x选自n、o、s、p中的一种杂原子，r选自氟、氯、溴、碘、氰基、羟基、氨基、羧基、烷基、卤代烷基、烷氧基、烷硫基、烯基、炔基、硝基、巯基、羟基烷基、羟基烷氧基、氨基烷氧基、烷基酯基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、杂环基、杂环基烷基、环烷基、芳氧基、杂芳氧基、卤代烷基氧基、环烷基烷基中的一种。

6、本申请第一方面提供的电化学制备手性溴代环合物的方法，在碱性缓冲溶液中进行电化学反应，br-在水相中的阳极被氧化，生成单质溴，该单质溴可以被溶于水的相转移催化剂 (ptc)结合生成ptc-br2。该ptc-br2的对阴离子br-可以跟有机相的手性磷酸催化剂(cpa) 中负离子交换，从而生成可以溶于有机相的ptc-br2-cpa。该手性溴试剂可以将含杂原子的烯烃化合物转成化手性溴代环合物，而生成的ptc-cpa通过跟水相的br-发生负离子交换重新生成溶于水的ptc和溶于有机相的cpa，从而进入新的催化循环。本申请电化学制备手性溴代环合物的方法，以电流作为氧化剂替代传统液溴或溴加合物作为氧化剂，通过电化学的方法，原位产生溴，不但避免液溴的腐蚀性及难操作性；而且在电流的作用下使用催化量的相转移催化剂(ptc)便能对溴达到优异的捕获效果，相较于需要采用大于一当量ptc-br2相转移试剂的传统方法，大幅降低了手性溴代环合物的制造成本，从而实现绿色高效的转化过程，提高手性溴代环合物的制备效率。

7、第二方面，本申请提供一种上述方法制备的电化学制备手性溴代环合物，所述手性溴代环合物的结构通式为x选自n、o、s、p中的一种杂原子，r选自氟、氯、溴、碘、氰基、羟基、氨基、羧基、烷基、卤代烷基、烷氧基、烷硫基、烯基、炔基、硝基、巯基、羟基烷基、羟基烷氧基、氨基烷氧基、烷基酯基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、杂环基、杂环基烷基、环烷基、芳氧基、杂芳氧基、卤代烷基氧基、环烷基烷基中的一种。

8、本申请第二方面提供的手性溴代环合物通过上述电化学方法制得，大幅降低了手性溴代环合物的制造成本，实现绿色高效的转化过程。并且拓宽了手性溴代环合物的种类。

技术特征：

1.一种电化学制备手性溴代环合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的电化学制备手性溴代环合物的方法，其特征在于，所述电化学反应的体系中，所述手性磷酸催化剂的摩尔浓度为0.01～50mol％，所述相转移催化剂的摩尔浓度为0.01～50mol％，所述含杂原子的烯烃化合物的浓度为0.01～1.0mol/l，所述离子溴化物的浓度为0.02～5.0mol/l，所述电解质的浓度为0.02～5.0mol/l；

3.如权利要求2所述的电化学制备手性溴代环合物的方法，其特征在于，所述含杂原子的烯烃化合物选自此时制得的所述手性溴代环合物为或者，所述含杂原子的烯烃化合物选自此时制得的所述手性溴代环合物为

4.如权利要求1～3任一项所述的电化学制备手性溴代环合物的方法，其特征在于，所述手性磷酸催化剂为含有手性骨架的磷酸催化剂；

5.如权利要求4所述的电化学制备手性溴代环合物的方法，其特征在于，所述手性磷酸催化剂选自基于联萘的手性磷酸催化剂基于八氢联萘的手性磷酸催化剂基于螺环骨架的手性磷酸催化剂中的至少一种；其中，ar1、ar2、ar3、ar4、ar5、ar6分别独立地选自芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、杂环基、杂环基烷基、环烷基、芳氧基、杂芳氧基、卤代烷基氧基、环烷基烷基中的至少一种。

6.如权利要求4所述的电化学制备手性溴代环合物的方法，其特征在于，所述相转移催化剂选自其中，ar7分别独立地选自芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、杂环基、杂环基烷基、环烷基、芳氧基、杂芳氧基、卤代烷基氧基、环烷基烷基中的至少一种。

7.如权利要求6所述的电化学制备手性溴代环合物的方法，其特征在于，所述相转移催化剂选自中的至少一种。

8.如权利要求4～7任一项所述的电化学制备手性溴代环合物的方法，其特征在于，所述无机盐选自nacl、kcl、nano3、kno3、na2so4、k2so4中的至少一种；

9.一种如权利要求1～8任一项所述电化学方法制备的手性溴代环合物，其特征在于，所述手性溴代环合物的结构通式为x选自n、o、s、p中的一种杂原子，r选自氟、氯、溴、碘、氰基、羟基、氨基、羧基、烷基、卤代烷基、烷氧基、烷硫基、烯基、炔基、硝基、巯基、羟基烷基、羟基烷氧基、氨基烷氧基、烷基酯基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、杂环基、杂环基烷基、环烷基、芳氧基、杂芳氧基、卤代烷基氧基、环烷基烷基中的一种。

10.如权利要求9所述的手性溴代环合物，其特征在于，所述手性溴代环合物包括和/或其中，x选自n、o、s、p中的一种杂原子，r1、r3、r4分别独立选自氟、氯、溴、碘、氰基、羟基、氨基、羧基、烷基、卤代烷基、烷氧基、烷硫基、烯基、炔基、硝基、巯基、羟基烷基、羟基烷氧基、氨基烷氧基、烷基酯基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、杂环基、杂环基烷基、环烷基、芳氧基、杂芳氧基、卤代烷基氧基和环烷基烷基中的一种；r2和r5分别独立选自烷基、卤代烷基、烷氧基、烷硫基、烯基、炔基、硝基、巯基、羟基烷基、羟基烷氧基、氨基烷氧基、烷基酯基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、杂环基、杂环基烷基、环烷基、芳氧基、杂芳氧基、卤代烷基氧基和环烷基烷基中的一种。

技术总结
本申请属于有机合成技术领域，尤其涉及一种手性溴代环合物及电化学制备手性溴代环合物的方法。包括步骤：在包含阴极和阳极的非分离电解池中，添加含杂原子的烯烃化合物、手性磷酸催化剂、相转移催化剂、离子溴化物和电解质，在碱性缓冲溶液中进行电化学反应，得到手性溴代环合物。本申请提供的电化学制备手性溴代环合物的方法，以电流作为氧化剂替代传统液溴或溴加合物作为氧化剂，通过电化学的方法原位产生溴，避免液溴的腐蚀性及难操作性；在电流的作用下使用催化量的相转移催化剂便能对溴达到优异的捕获效果，相较于需要采用大于一当量相转移试剂的传统方法，降低了手性溴代环合物的制造成本，从而实现绿色高效的转化过程。

技术研发人员：孙建伟,谭雪峰,陈杰安
受保护的技术使用者：香港科技大学深圳研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12