專利名稱：一種空氣氧作為氧化劑制備手性α-羥基-β-二羰基化合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)合成領(lǐng)域，涉及一種分子氧作為氧化劑制備手性α -羥基-β - 二羰基化合物的方法。
背景技術(shù)：
α -位手性羥基化的β - 二羰基化合物，廣泛應(yīng)用于具有生物活性的天然化合物及醫(yī)藥中間體的制備中；同時(shí)該結(jié)構(gòu)也是合成其他重要功能分子結(jié)構(gòu)的中間體，如手性二醇化合物的合成子。制備手性α-羥基β_ 二羰基化合物最理想、簡(jiǎn)單快捷的方法就是手性催化氧化β-二羰基化合物。近年來(lái)，已有一些制備手性α -輕基-β - 二羰基化合物的方法。在文獻(xiàn)(Chem.Rev.1992，92，919-934，J.Am.Chem.Soc.2000，122，8453-8463，Org.React.2003, 62, 1-356.)報(bào)道了利用Davis試劑獲得手性α -羥基-β - 二羰基化合物，此方法操作較為繁瑣，反應(yīng)條件較為苛刻(-78° C 0° C，NaHMDS為堿)，且所用手性氧化劑等計(jì)量或過(guò)量，成本高，不適合生產(chǎn)應(yīng)用。文獻(xiàn)W003/040083 及 J.0rg.Chem.2004, 69，8165-8167 公開(kāi)了直接用金雞納生物堿及其衍生物為有機(jī)催化劑，有機(jī)過(guò)氧化物為氧化劑，制備性α -羥基-β - 二羰基化合物的一種方法，其中氧化產(chǎn)物收率一般為80 90%，對(duì)應(yīng)選擇性一般為50 80%ee。文獻(xiàn)(Proc.Natl.Acad.Sc1.U.S.A.2004，101，5810-5814，Pure Appl.Chem.2006，78，391-396 及 J.Am.Chem.Soc.2006，128，16488-16489)報(bào)道了利用手性配體的金屬離子絡(luò)合物的Levis酸為催化劑制備手性α -羥基-β - 二羰基化合物的方法，雖然獲得較高對(duì)應(yīng)選擇性的相應(yīng)產(chǎn)物(>90%ee)，但所使用的手性配體及氧化劑結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以制備、價(jià)格昂貴，操作也較為復(fù)雜。文獻(xiàn)Eur.J.0rg.Chem.2010，34，6525-6530 及 J.0rg.Chem.2012，77，9601-9608 公開(kāi)了使用金雞納堿衍生的季銨鹽為相轉(zhuǎn)移催化劑，有機(jī)過(guò)氧化物為氧化劑，制備性α-羥基-β - 二羰基化合物的一種方法，其中氧化產(chǎn)物收率一般為50 90%，對(duì)應(yīng)選擇性一般為60 90%eeo文獻(xiàn) CN101503358A，Synlett2009，16，2659-2662 及Tetrahedron2012, 38，7973-7977公開(kāi)了使用高烏甲素，賽馬洛爾藥物及其衍生物為有機(jī)催化劑，有機(jī)過(guò)氧化物為氧化劑，制備性α -羥基-β - 二羰基化合物的一種方法，其中氧化產(chǎn)物收率一般為60 95%，對(duì)應(yīng)選擇性一般為40 88%ee。然而以上方法均使用了過(guò)氧化物為氧化劑,氧化劑作為氧化反應(yīng)中的重要組成部分，其開(kāi)發(fā)和優(yōu)化一直是化學(xué)家研究的重點(diǎn)，而空氣中的氧氣作為自然界中廣泛存在的綠色資源，將其運(yùn)用到氧化反應(yīng)過(guò)程中具有更加重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。利用自然光和空氣氧這兩種綠色資源，不僅是對(duì)傳統(tǒng)氧化過(guò)程(使用有機(jī)或無(wú)機(jī)氧化劑)的重要提升，該反應(yīng)法綠色、高效、環(huán)境友好的同時(shí)具有成本低，適合規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種使用氧氣做為氧化劑制備手性α-羥基-β - 二羰基化合物的一種方法，是利用光和空氣氧這兩種綠色資源，金雞納生物堿季銨鹽作為相轉(zhuǎn)移催化劑，不對(duì)稱催化氧化β_ 二羰基化合物制備手性^!-羥基-卩-二羰基化合物過(guò)程的綠色新方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下:一種分子氧作為氧化劑氧化β - 二羰基化合物制備手性α -羥基-β - 二羰基化合物的綠色方法，其制備過(guò)程如下:將β - 二羰基化合物、有機(jī)相轉(zhuǎn)移催化劑、光敏劑加入到堿水溶液和有機(jī)溶劑組成的兩相溶液中，再通入分子氧，光照反應(yīng)制備手性α-羥基-β-二羰基化合物；光敏劑用量為β - 二羰基化合物0.01 50mol%，相轉(zhuǎn)移催化劑的用量為β - 二羰基化合物0.05 50mol%,反應(yīng)溫度為-78。C 60° C ;上述的分子氧為空氣或含有I 99%的氧氣及與其它惰性氣體的混合氣，光源為日光、電燈及其它光源。其中，堿水溶液可以為磷酸鉀溶液、磷酸氫二鉀溶液、磷酸二氫鉀溶液、碳酸鉀溶液、碳酸氫鉀溶液、碳酸鈉溶液、氫氧化鈉溶液、氫氧化鈉溶液、碳酸銫溶液及混合溶液。其中，有機(jī)溶劑可以為苯、甲苯、二甲苯、乙醚、甲基叔丁基醚、二氯甲烷、氯仿、四氫呋喃、環(huán)己烷、石油醚及它們的混合溶劑。β-二羰基化合物如下式(I)，手 性α-羥基-β-二羰基化合物如下式(II):
權(quán)利要求
1.一種分子氧作為氧化劑制備手性α-羥基-β-二羰基化合物的方法，其特征在于制備過(guò)程如下: 將β - 二羰基化合物、有機(jī)相轉(zhuǎn)移催化劑、光敏劑加入到堿水溶液和有機(jī)溶劑組成的兩相溶液中，再通入分子氧，光照反應(yīng)制備手性α-羥基-β-二羰基化合物；光敏劑用量為β - 二羰基化合物0.0l 50mol%，相轉(zhuǎn)移催化劑的用量為β - 二羰基化合物0.05 50mol%，反應(yīng)溫度為-78° C 60° C; 所述的有機(jī)相轉(zhuǎn)移催化劑化合物選擇下述a、b、c中的一種:
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于，所述的堿水溶液為磷酸鉀溶液、磷酸氫二鉀溶液、磷酸二氫鉀溶液、碳酸鉀溶液、碳酸氫鉀溶液、碳酸鈉溶液、氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液、碳酸銫溶液及混合溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述方法，其特征在于，所述的有機(jī)溶劑為苯、甲苯、二甲苯、乙醚、甲基叔丁基醚、二氯甲烷、氯仿、四氫呋喃、環(huán)己烷、石油醚及它們的混合溶劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述方法，其特征在于，所述的β_二羰基化合物如下式(I)，手性α -羥基-β - 二羰基化合物如下式(II):
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于，所述的β-二羰基化合物如下式(I)，手性α -羥基-β - 二羰基化合物如下式(II):
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或5所述方法，其特征在于，所述的分子氧為空氣、含有I 99%的氧氣及與其它惰性氣體的混合氣。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于，所述的分子氧為空氣、含有I 99%的氧氣及與其它惰性氣體的混合氣。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，所述的分子氧為空氣、含有I 99%的氧氣及與其它惰性氣體的混合氣。
9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、5、7或8所述方法，其特征在于，所述的光照反應(yīng)的光源為日光、電燈。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于，所述的光照反應(yīng)的光源為日光、電燈。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種氧氣作為氧化劑制備手性α-羥基-β-二羰基化合物的綠色新方法，屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域。其特征是將β-二羰基化合物，有機(jī)相轉(zhuǎn)移催化劑和光敏劑在堿水溶液和有機(jī)溶劑組成的兩相溶液中光照反應(yīng)制備手性α-羥基-β-二羰基化合物。光敏劑用量為β-二羰基化合物0.01～50mol%，相轉(zhuǎn)移催化劑的用量為β-二羰基化合物0.05～50mol%，反應(yīng)溫度為-78°C～60°C，α-羥基-β-二羰基化合物收率高于90%，最高對(duì)映體選擇性高于90%。
文檔編號(hào)C07C69/757GK103254082SQ20131015306
公開(kāi)日2013年8月21日 申請(qǐng)日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者孟慶偉, 姚鴻杰, 廉明明, 李智, 王亞坤 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)