[發明專利]一種通過鈀催化不對稱環加成反應制備手性螺[2.4]庚烷類化合物的方法

在審

• 申請號: 202111668135.1
• 申請日: 2021-12-30
• 公開（公告）號: CN114426511A
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 劉繼田;高燦;張婷
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C07D209/20
• 分類號: C07D209/20;C07F9/6571;B01J31/22
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 王素平

本發明提供了一種通過鈀催化不對稱環加成反應制備手性螺[2.4]庚烷類化合物的方法，包括步驟如下：于溶劑中，在鈀催化體系和有機尿素叔胺催化劑協同催化下，γ?亞甲基?δ?戊內酯化合物Ⅰ和吲哚硝基烯烴化合物Ⅱ經環加成反應，得到手性螺[2.4]庚烷類化合物Ⅲ；所述鈀催化體系由鈀催化劑和手性配體組成，所述手性配體具有式Ⅳ所示結構；所述有機尿素叔胺催化劑具有式Ⅴ所示結構。本發明通過鈀催化的不對稱環加成反應構建螺環化合物，具有催化劑成本低，操作方便，底物適用范圍廣泛，反應原料廉價易得等優點。

技術領域

本發明涉及一種通過鈀催化不對稱環加成反應制備手性螺[2.4]庚烷類化合物的方法，屬于有機合成技術領域。

背景技術

過渡金屬催化的分子間環加成反應是合成環狀骨架最有效的方法之一。自從1979年Trost和Chan首次報道2-乙酰氧基甲基-3-烯丙基三甲基硅烷生成1,3-偶極中間體以來(Trost,B,M.；Chan,D,M,T.J.Am.Chem.Soc.,1979,101,6429-6432.)，活性兩性離子中間體和不飽和受體之間的過渡金屬催化偶極環加成反應已被廣泛的用于構建多官能團的環狀化合物。2007年，Shintani和Hayashi首次報道了反應前體γ-亞甲基-δ-戊內酯(GMDVs)在零價鈀的作用下可通過脫羧生成1,4-偶極子(Shintani,R.；Murakami,M.；Hayashi,T.J.Am.Chem.Soc.,2007,129,12356-12357.)，從此，GMDVs就成為一種可靠而強大的兩性離子中間體，用于構建各種碳環和雜環。目前的絕大部分研究主要集中在活性不飽和烯烴對π-烯丙基鈀中間體兩個末端碳之一的Tsuji-Trost型分子內親核進攻，從而得到[4+2]環加成產物。

相反，通過陰離子進攻π-烯丙基鈀中間體的中心碳以形成多取代手性螺環的不對稱[3+2]環加成反應鮮有報道。2012年，Shintani和Hayashi報道了鈀催化的GMDVs與異氰酸酯的不對稱[3+2]/[4+2]環加成反應得到了2-吡咯烷酮(Shintani,R.；Ito,T.；Hayashi,T.Org.Lett.,2012,14,2410-2413；Shintani,R.；Ito,T；Nagamoto,M.；Otomo,H.；Hayashi,T.Chem.Commun.,2012,48,9936-9938.)，但底物局限于異氰酸酯類化合物且官能團耐受范圍較小。2020年Trost課題組報道了脂肪類的1,4-偶極子參與的兩種獨特的不對稱環加成途徑，成功的合成了手性螺[2.4]庚烷類化合物(Trost,B,M.；Jiao,Z.；Liu,Y.；Min,C.；Hung,C,-I.J.Am.Chem.Soc.,2020,142,18628-18636.)，然而文章里僅報道了4個成功的合成產物案例，應用價值較低。2021年，我們課題組報道了在鈀催化下GMDVs形成1,4-偶極兩性離子與蒽類化合物的不對稱[4+4]環加成反應合成了四氫苯并[b]氮芥衍生物(Gao,C.；Wang,X.；Liu,J.；Li,X.ACS Catal.2021,11,2684-2690.)。

從上述可知，現有的合成方法的應用范圍較小，因此，探索1,4-偶極子的新反應模式來制備手性螺[2.4]庚烷類化合物，對于發展鈀催化的不對稱環丙烷化反應是非常必要的。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種通過鈀催化不對稱環加成反應制備手性螺[2.4]庚烷類化合物的方法。本發明以結構簡單、價格低廉的鈀催化劑和簡單容易合成的手性配體，完成手性螺[2.4]庚烷類化合物的高效不對稱合成。

本發明的技術方案如下：

一種通過鈀催化不對稱環加成反應制備手性螺[2.4]庚烷類化合物的方法，包括步驟如下：

于溶劑中，在鈀催化體系和有機尿素叔胺催化劑協同催化下，γ-亞甲基-δ-戊內酯化合物Ⅰ和吲哚硝基烯烴化合物Ⅱ經環加成反應，得到手性螺[2.4]庚烷類化合物Ⅲ；所述鈀催化體系由鈀催化劑和手性配體組成，所述手性配體具有式Ⅳ所示結構；所述有機尿素叔胺催化劑具有式Ⅴ所示結構；