[发明专利]一种α-羟基-β-酮酸酯类化合物的合成方法

说明书

本发明涉及有机合成领域，本发明公开了一种α‑羟基‑β‑酮酸酯类化合物的合成方法，包括：将β‑酮酸酯类化合物置于有机溶剂中，加入配合物催化剂和光敏剂，以可见光为驱动力，以空气作为氧化剂进行α‑羟基化反应，反应结束后反应液经后处理制备得到α‑羟基‑β‑酮酸酯类化合物；本发明合成方法高效温和，收率高、绿色环保、反应底物范围广泛，且光敏剂催化量极低，同时制备得到的产物可以作为一类重要的有机中间体应用于医药、农药等领域，具有重要的应用价值。

技术领域

本发明涉及有机合成领域，尤其涉及一种α-羟基-β-酮酸酯类化合物的合成方法。

背景技术

β-酮酸酯的α-羟基化的有效方法的开发具有非常重要的意义，因为该类骨架存在于许多生物活性分子、药物以及农药分子中，如：Kjellmanianone，Vindoline，HamigeranA和Indoxacarb，如下所示：

由于其巨大的应用潜力，在过去的几十年中，α-羟基β-酮酸酯的合成引起了相当大的关注。通常，参与对β-酮酸酯进行α-羟基化反应的氧化剂一般为有机过氧化物、Davis试剂和亚硝基苯类化合物。例如，专利CN105521826B和专利CN101844980B公开的α-羟基-β-酮酸酯类化合物合成方法中，用到的氧化剂为过氧化氢、过氧化尿素、叔丁基过氧化氢等有机过氧化物，虽然使用这些氧化剂参与的大多数的反应获得了不错的结果，但是都或多或少有副产物的生成，就原子经济性和绿色化学的概念来说，使用空气中的分子氧替代它们作为氧化剂参与反应是一个更为理想的选择。

随着金属有机催化的不断发展，金属有机催化的合成策略逐渐引起了科学家们的广泛关注。与有机催化相比，金属有机物的出现带来了互补催化模式的发展前景。

发明内容

为了克服目前现有技术α-羟基-β-酮酸酯类化合物合成方法中，使用Davis试剂、亚硝基苯和有机过氧化物等氧源不利于绿色环保、原子经济型较低，同时催化效率较低等技术问题，本发明提出了一种高效、环保的α-羟基-β-酮酸酯类化合物的合成方法。

本发明的具体技术方案为：一种α-羟基-β-酮酸酯类化合物的合成方法，包括以下步骤：将β-酮酸酯类化合物置于有机溶剂中，加入配合物催化剂和光敏剂，以可见光为驱动力，以空气作为氧化剂进行α-羟基化反应，反应结束后，对所得反应液进行后处理，制备得到α-羟基-β-酮酸酯类化合物。

所述配合催化剂包括式(III)或式(IV)或式(V)或式(VI)或式(VII)或式(VIII)或式(IX)或式(X)所示胺类化合物配体与铜盐形成的络合物：

本发明采用β-酮酸酯类化合物为原料，用可见光为驱动力，在空气环境中，以胺类化合物配体与铜盐形成的配合物作为催化剂，在均相条件下进行α-羟基化反应，并进行后处理制备得到α-羟基-β-酮酸酯类化合物，该制备方法利用三线态氧分子在光照与光敏剂作用下生成的氧化性更强的单线态氧作为绿色氧源，基于胺类化合物与铜盐络合物对β-酮酸酯类化合物优越的催化作用及其在氧化过程中与单线态氧的高效协同作用，来实现α-羟基-β-酮酸酯类化合物的高效催化制备。

作为优选，所述β-酮酸酯类化合物如式(I)所示：

所述α-羟基-β-酮酸酯类化合物如式(II)所示：

其中，式(I)和式(II)中，R₁为H、氟、氯、溴、甲基或甲氧基；R₂为金刚烷基、甲基、乙基、异丙基或叔丁基。

作为优选，所述有机溶剂包括乙酸乙酯、甲醇、甲苯、甲基叔丁基醚、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、四氢呋喃、1，2-二氯乙烷和间二甲苯中的一种或几种；所述有机溶剂与β-酮酸酯类化合物的体积摩尔比为1-15mL/mmol。