[发明专利]新型C-2`相转移催化剂光致氧化β-二羰基化合物不对称α-羟基化的方法

说明书

本发明属于有机合成技术领域，提供了一种新型C‑2`相转移催化剂光致氧化β‑二羰基化合物不对称α‑羟基化的方法。将β‑二羰基化合物、金鸡纳碱C‑2`相转移催化剂和有机光敏剂在溶剂中搅拌，加入碱，可见光条件下，空气中强力搅拌反应，反应温度为‑70℃至50℃，反应时间为1‑4小时，得到产率不低于70％，对映体过量选择性不低于60％ee的手性α‑羟基‑β‑二羰基化合物；将廉价易得的金鸡纳碱C‑2`位进行衍生化，得到一系列具有更高催化活性的手性相转移催化剂，成功实现了分子氧为氧化剂，光敏化β‑二羰基化合物的不对称α‑羟基化，该方法具有良好的底物适用性以及环境友好性。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，新型C-2`相转移催化剂光致氧化β-二羰基化合物不对称α-羟基化的方法。

背景技术

具有光学活性的ɑ-羟基-β-二羰基化合物是一类非常重要的结构单元，广泛的存在于天然产物，手性医药及农药中间体中。值得一提的是，(S)-5-氯-1-氧代茚-2-羟基-2-羧酸甲酯是农药茚虫威的重要中间体。Davis在1981年首次报道了使用Davis试剂获得手性ɑ-羟基-β-二羰基化合物的方法(Tetrahedron Lett.1981,22,4385-4388)，但是该方法操作繁琐，反应条件较为苛刻，使用过量的手性氧化剂，成本较高，不适合生产应用。

近些年来，科研工作者们报道了大量的不对称合成手性ɑ-羟基β-二羰基化合物的方法，这些方法可以分为两大类：a)金属络合物/活性氧体系。b)有机催化剂/活性氧体系。

对于金属络合物/活性氧体系，文献(Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.2004,101,5810–5814)首次报道了酒石酸衍生的手性配体与四价Ti配位的金属络合物，近些年来，冯课题组报道的由氨基酸衍生物与Mg配位的金属络合物(Adv.Synth.Catal.2013,355,1924–1930)Che报道的salen配体与Fe配位的金属络合物(Chem.Commun.2014,50,7870-7873)也能获得较好的效果(最高98％ee)。然而，所有金属络合催化所用催化剂价格昂贵，氧化剂一般都是结构较为复杂的氮杂氧杂环丙烷，有机过氧化物，这些因素都限制了上述方法的应用性。有机催化方面，文献WO 03/040083及J.Org.Chem.2004,69,8165-8167公开了直接用不含金属离子的金鸡纳生物碱及其衍生物为有机催化剂，有机过氧化物为氧化剂，制备性α-羟基-β-二羰基化合物的一种方法，其中氧化产物收率一般为80-90％，对应选择性一般为50-80％ee。我们课题组自主开发的芳氧氨基醇类催化剂(CN101503358A，Tetrahedron.2012,38,7973–7977)以及C-二萜类生物碱高乌甲素(Synlett.2009,16,2659–2662，CN103408425A)也有较好的催化效果。

值得注意的是，分子氧在近些年的研究中得到了越来越多的化学家们的重视，是一种最为理想的氧化剂，因为它的广泛的来源，以及100％的原子经济性。近些年来，光致氧化(Photooxygenation)已经成为了一种重要的氧化方法，该方法通过光活化分子氧来实现氧化过程。文献(J.Am.Chem.Soc.2004,126,8914–8915)第一次报道了光催化的醛酮不对称ɑ-羟基化反应，使用氨基酸作为手性催化剂，四苯基卟啉为光敏剂，取得了良好的效果。除此之外，文献(Org.Lett.2008,10,1593–1595)报道了亚磷酸三乙酯(P(OEt)₃)作为助剂，分子氧作为氧化剂对于羟吲哚类底物的不对称ɑ-羟基化反应。但是由于亚磷酸三乙酯/氧气体系催化活性相对较低，对于底物，溶剂等环境要求苛刻，限制了该方法的应用。尽管对于β-二羰基化合物的ɑ-羟基化反应，科学家们做了大量卓有成效的工作，但是在该反应中使用分子氧作为氧化剂来实现反应过程，仍然是一个巨大的挑战。

发明内容

本发明属于有机合成技术领域，要解决的技术问题是提供一种C-2`相转移催化剂，空气氧为氧化剂，在光敏剂的作用下光致氧化β-二羰基化合物不对称α-羟基化的方法。