[发明专利]一种降冰片烷类化合物的合成方法

说明书

本发明提供了一种降冰片烷类化合物的合成方法，该方法在钯金属催化剂、配体和碱的催化作用下N,N,N‑三甲基三氟甲磺酸铵盐和芳硼酸类化合物以及降冰片烯的三组分偶联制备降冰片烷类化合物。该方法具有原料廉价易得、反应操作简单、条件温和、高效、经济等优点；所采用的N,N,N‑三甲基三氟甲磺酸铵盐可代替传统的有机卤作为新型的亲电试剂，可以解决使用有机卤所带来的毒性及对环境的危害。并且反应适用性广泛，可拓展至普通且高效的芳硼酸试剂。

【技术领域】

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种降冰片烷类化合物的合成方法。

【背景技术】

降冰片烷类化合物是功能材料分子、药物分子以及农药分子中重要的组成结构，并且具有良好的生物活性。例如其中一些含有降冰片烷分子片段的酯类化合物可作为抑菌剂、抗流感病毒药物前体等，部分含有降冰片烷分子片段的酰胺类化合物被证实是治疗精神分裂的有效药物。因此，降冰片烷类化合物在有机合成及工业生产方面具有良好的应用。

烯烃的双官能团化反应是制备降冰片烷的方法之一，同时也是一类重要的有机化学反应，它可以将比较容易获得的烯烃转化为具有高度官能团骨架的复杂分子。该策略可以在碳碳双键(C=C)上引入其他的官能团，进而增加分子的复杂性，为非常规键的形成打开了新的大门。其中带有过渡金属催化的烯烃双官能团化反应因其更加简洁的反应步骤和较高的原子经济性，受到了越来越广泛的关注。

1982年，Catellani等人报道了钯催化降冰片烯与芳基溴化物、炔烃进行的三组分双官能团化反应，这是降冰片烯双官能团化反应的首次报道，此反应以中等产率制备得到了相应产物（Tetrahedron1982, 23, 451）；2016年，宋秋玲课题组报道了钯催化芳基卤、降冰片烯与双硼试剂剂的三组分偶联反应，其中芳基溴及芳基碘均可以较优秀产率得到目标产物。但是上述两种合成降冰片烷及其衍生物的方法中均采用了有机卤试剂作为亲电试剂，但是有机卤试剂并非天然存在，价格昂贵且具有高毒性，容易对环境造成污染（J. Org. Chem.2016, 81, 1000−1005）；2019年，江焕峰课题组报道了钯催化烯丙基羧酸酯、降冰片烯及双硼试剂的三组分偶联反应，该反应可构建C(sp³)-C(sp³)和C(sp³)-B键，该反应可以中等至优秀的产率得到相应产物，但是底物适用性范围较窄，对于构建的C(sp³)-B键的硼试剂仅联硼酸频那醇酯可适用（Chin. J. Chem.2019, 37, 140−147）；2020年，SiyeonJeong报道了钯催化杂芳基卤化物、降冰片烯及苯并唑类化合物的多组分偶联反应。此反应可得到相应的顺式产物，但是产率大多在60%左右，并且反应中使用的杂芳基卤化物并不是一种廉价易得的亲电试剂（Org. Lett.2020, 22, 9670−9676）；2021年，Levi M. Stanley课题组报道了钯催化苯甲酸五氟苯酯与降冰片烯及四芳基硼酸盐的三组分偶联反应。此反应可以优秀产率的到相应产物，但是反应中烯烃用量需要增加至5-10当量，与原子经济性的概念并不符合，并且反应中采用的芳基硼试剂仅限于四苯基硼酸钠，并不能拓展至普遍的芳硼酸试剂（Org. Lett.2021, 23, 3507−3512）。

针对上述方法的不足，我们开发出一种更加高效的降冰片烷的合成方法，该方法具有原材料廉价易得、条件温和、原子经济性高等优点。其中，我们所采用的原料N,N,N-三甲基三氟甲磺酸铵盐，是一种可由廉价易得的有机胺类与三氟甲磺酸甲酯一步制备得到的季铵盐类化合物。它可代替传统的有机卤作为新型的亲电试剂，可以解决使用有机卤所带来的毒性及对环境的危害。并且反应适用性广泛，可拓展至普通且高效的芳硼酸试剂。

【发明内容】