具有3,4-二氫異喹啉骨架的手性氮雜環(huán)卡賓前體鹽、合成方法及用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一類手性氮雜環(huán)卡賓前體鹽、合成方法及用途，即一種具有3, 4-二氫 異喹啉骨架的手性氮雜環(huán)卡賓前體鹽、合成方法及用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 近二十年來，氮雜環(huán)卡賓作為有機小分子催化劑得到了化學家們的廣泛關(guān) 注[(a)D.EndersandT.Balensiefer，Acc.Chem.Res. 2004, 37, 534. (b)D.Enders，0? Niemeier，A.Henseler，Chem.Rev. 2007，107，5606 ; (c)V.Nair，S.Vellalath，B. P. Babu，Chem.Soc.Rev. 2008, 37, 2691 ; (d)A.T.Biju，N.Kuhl，F(xiàn).Glorius，Acc.Chem. Res. 2011, 44, 1182 ； (e)A.Grossmann,D.Enders,Angew.Chem.Int.Ed. 2012, 51, 314 ；Angew. Chem. 2012, 124, 320 ； (f)J.Izquierdo,G.E.Hutson,D.T.Cohen,K.A.Scheidt,Angew. Chem.Int.Ed. 2012，51，11686 ;Angew.Chem. 2012，124，11854 ; (g)S.J.Ryan，L. Candish,D.W.Lupton,Chem.Soc.Rev.2013,42,4906 ； (h)J.Mahatthananchai,J. W.Bode,Acc.Chem.Res. 2014, 47, 696 ； (i)M.N.Hopkinson,C.Richter,M.Schedler,F. Glorius，Nature2014, 510, 485.]。
[0003] 隨著有機化學家們對氮雜環(huán)卡賓催化劑研究的日趨成熟，氮雜環(huán)卡賓催化的 底物范圍和反應(yīng)類型豐富擴大，在有機合成中顯示出了重要的作用。這其中陸續(xù)出現(xiàn) 的一些優(yōu)秀的氮雜環(huán)卡賓催化劑，在這一領(lǐng)域的發(fā)展中起到了舉足輕重的作用。其 中，具有并環(huán)結(jié)構(gòu)的三氮唑卡賓催化劑在手性控制上具有顯著的優(yōu)勢，在不對稱合成 中具有重要的應(yīng)用〇[(&)0.￡11(16『8,0.祖61116161'，1'.8&1611816€61'，六叫6￥.016111.，111七. Ed. 2006, 45, 1463. (b)M.He,J.R.Struble,J.W.Bode,J.Am.Chem.Soc. 2006, 128, 8418. (c) Q. Liu,S.Perreault,andT.Rovis,J.Am.Chem.Soc. 2008, 130, 14066. (d)D.A.DiRoccojK. M.Oberg,D.M.Dalton,T.Rovis,J.Am.Chem.Soc. 2009, 131, 10872. (e)L.Baragwanath,C. A.Rose,K.Zeitler,S.J.Connon,J.Org.Chem. 2009, 74, 9214 ； (f)S.DeSarkar,A. Studer，Angew.Chem. 2010，122, 9452 ;Angew.Chem.Int.Ed. 2010, 49, 9266 ; (g) S.J.Ryan，LCandish，D.W.Lupton，J.Am.Chem.Soc. 2011，133, 4694 ; (h)M.-QJia，S. -L. You，Chem.Commun. 2012, 48, 6363 ; ()A.Grossmann，D.Enders，Angew.Chem. 2012, 124, 320 ; Angew.Chem.Int.Ed. 2012, 51, 314(i)H.LvjW. -Q.JiajL. -H.Sun,S.Ye,Angew. Chem. 2013, 125, 8769 ；Angew.Chem.Int.Ed. 2013, 52, 8607. (j)X. -Y.Chen,Z. -H. Gao,C. -Y.Song,C. -L.Zhang,Z~X.Wang,S.Ye,Angew.Chem. 2014, 126, 11795,Angew. Chem.Int.Ed. 2014, 53,11611.]。但總體而言，目前氮雜環(huán)卡賓催化劑的骨架結(jié)構(gòu)仍 然有限，導致現(xiàn)在仍有大量反應(yīng)在已有的氮雜環(huán)卡賓催化劑作用下無法取得理想的 手性控制，比如萘并吡喃酮類化合物的催化不對稱合成用現(xiàn)有的催化劑無法得到理 想的對映選擇性控制? (J.Kaeobamrung，J.Mahatthananchai，P.Zheng.J.W.Bode，J. Am.Chem.Soc. 2010, 132, 8810 ；c)J.Mahatthananchai,J.Kaeobamrung,J.W.Bode,ACS Catal. 2012, 2, 494 ；d)S.R.Yetra,A.Bhunia,A.Patra,M.V.Mane,K.Vanka,A.T.Biju,Adv.Synth.Catal. 2013, 355, 1089.)。
[0004] 尋找新型骨架的手性氮雜環(huán)卡賓催化劑并且使之適用于一些反應(yīng)或者更多反應(yīng) 并能具有好的催化活性及對映選擇性一直是化學工作者研究的熱點之一。
[0005] 為了解決這些問題，我們從商業(yè)可得的手性苯丙氨酸甲酯鹽酸鹽出發(fā)合成了具有 3, 4-二氫異喹啉骨架的手性氮雜環(huán)卡賓催化劑，該催化劑合成步驟簡單，并容易通過重結(jié) 晶提純，在諸多氮雜環(huán)卡賓催化的反應(yīng)中都具有非常好的效果。因此該催化劑對于氮雜環(huán) 卡賓催化劑骨架的豐富和反應(yīng)條件的優(yōu)化都具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的之一是提供一種具有3, 4-二氫異喹啉骨架的手性氮雜環(huán)卡賓前體 鹽。
[0007] 本發(fā)明的目的之二是提供該種手性氮雜環(huán)卡賓前體鹽的合成方法。
[0008] 本發(fā)明的目的之三是提供該種手性氮雜環(huán)卡賓前體鹽的用途。
[0009] 本發(fā)明提供一種具有3, 4-二氫異喹啉骨架的手性氮雜環(huán)卡賓前體鹽，其結(jié)構(gòu)式 為
【主權(quán)項】
1. 一種具有3, 4-二氫異喹啉骨架的手性氮雜環(huán)卡賓前體鹽，其結(jié)構(gòu)通式為：
*表示手性中心； 其中R1及R2任意選自CC16的烷基、芳基及取代的芳基； R3為H、芳基及CC16的烷基取代的硅基； 上述的芳基為苯基、1-萘基、2-萘基，9-蒽基、9-菲基；所述取代芳基上的取代基任意 選自F、Cl、Br、I、Ci?C16的烴氧基、CC16的烷基或CC16的氟代烷基、硝基或氨基； X任意選自Cl、fc、I、0Tf、BF4*C104。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種具有3, 4-二氫異喹啉骨架的手性氮雜環(huán)卡賓前體鹽，其結(jié) 構(gòu)分子通式為：
其中R1、R2、R3、X和*如權(quán)利要求1所述。
3. -種如權(quán)利要求1或2所述具有3, 4-二氫異喹啉骨架的手性氮雜環(huán)卡賓前體鹽 的合成方法，其特征是在有機溶劑中，在〇°C至150°C溫度下，3, 4-二氫異喹啉酮、分子式為 H2NNHR2的肼、Meerwein試劑和原甲酸三烷酯反應(yīng)10分鐘?5天，所述的3, 4-二氫異喹啉 酮、分子式H2NNHR2的肼、Meerwein試劑和原甲酸三烷酯的摩爾比依次為1 :0. 8?5 :1? 5 :1 ?20 ; 所述的Meerwein試劑的結(jié)構(gòu)式為：Me30+BF4-或者Et30+BF4、 所述的原甲酸三烷基酯為CH(OEt)3; 所述的3, 4-二氫異喹啉酮具有如下的結(jié)構(gòu)式：
其中R1、R3和*如權(quán)利要求1所述。 ，
4. 如權(quán)利要求3所述一種具有3, 4-二氫異喹啉骨架的手性氮雜環(huán)卡賓前體鹽的合成 方法，其特征是所述的3, 4-二氫異喹啉酮：分子式H2NNHR2的肼：梅爾外因試劑：原甲酸三 烷酯的摩爾比依次為1 :1?2 :1?2 :5?10。
5. 如權(quán)利要求3所述一種具有3, 4-二氫異喹啉骨架的手性氮雜環(huán)卡賓前體鹽的合成 方法，其特征是所述的有機溶劑是氯苯、苯、四氯化碳、石油醚、四氫呋喃、二甲基甲酰胺、乙 醚、二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯、二甲苯、環(huán)己烷、正己烷、正庚烷、二氧六環(huán)或乙腈。
6. 如權(quán)利要求3所述一種具有3, 4-二氫異喹啉骨架的手性氮雜環(huán)卡賓前體鹽的合成 方法，其特征是所得產(chǎn)物經(jīng)過重結(jié)晶或柱層析的方法提純。
7. -種如權(quán)利要求1所述的具有3, 4-二氫異喹啉骨架的手性氮雜環(huán)卡賓前體鹽的用 途，其特征是用在氮雜環(huán)卡賓催化的反應(yīng)。
8. 如權(quán)利要求7所述的具有3, 4-二氫異喹啉骨架的手性氮雜環(huán)卡賓前體鹽的用途，其 特征是手性氮雜環(huán)卡賓前體鹽與堿反應(yīng)現(xiàn)場生成卡賓催化劑用于催化酚和a，不飽和 醛的環(huán)化反應(yīng)，合成萘并吡喃酮類化合物。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有3,4-二氫異喹啉骨架的手性氮雜環(huán)卡賓前體鹽、合成方法及用途。該類前體鹽具有如下結(jié)構(gòu)式：，可以從便宜易得的手性苯丙氨酸甲酯鹽酸鹽為起始原料出發(fā)合成制備，并且在氮雜環(huán)卡賓催化的不對稱反應(yīng)中具有良好的應(yīng)用，可以高對映選擇性地合成萘并吡喃酮類化合物。
【IPC分類】C07D311-22, C07C49-755, C07C45-67, C07D403-04, C07D491-107, C07D311-92, C07F7-18, B01J31-02, C07D471-04
【公開號】CN104558014
【申請?zhí)枴緾N201510054189
【發(fā)明人】游書力, 李國泰, 顧慶
【申請人】中國科學院上海有機化學研究所
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年2月3日