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
技術領域：
本發明屬于有機合成領域，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：
α -位手性羥基化的β - 二羰基化合物，廣泛應用于具有生物活性的天然化合物及醫藥中間體的制備中；同時該結構也是合成其他重要功能分子結構的中間體，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、簡單快捷的方法就是手性催化氧化β-二羰基化合物。近年來，已有一些制備手性α -輕基-β - 二羰基化合物的方法。在文獻(Chem.Rev.1992，92，919-934，J.Am.Chem.Soc.2000，122，8453-8463，Org.React.2003, 62, 1-356.)報道了利用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，反應條件較為苛刻(-78° C 0° C，NaHMDS為堿)，且所用手性氧化劑等計量或過量，成本高，不適合生產應用。文獻W003/040083 及 J.0rg.Chem.2004, 69，8165-8167 公開了直接用金雞納生物堿及其衍生物為有機催化劑，有機過氧化物為氧化劑，制備性α -羥基-β - 二羰基化合物的一種方法，其中氧化產物收率一般為80 90%，對應選擇性一般為50 80%ee。文獻(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)報道了利用手性配體的金屬離子絡合物的Levis酸為催化劑制備手性α -羥基-β - 二羰基化合物的方法，雖然獲得較高對應選擇性的相應產物(>90%ee)，但所使用的手性配體及氧化劑結構復雜、難以制備、價格昂貴，操作也較為復雜。文獻Eur.J.0rg.Chem.2010，34，6525-6530 及 J.0rg.Chem.2012，77，9601-9608 公開了使用金雞納堿衍生的季銨鹽為相轉移催化劑，有機過氧化物為氧化劑，制備性α-羥基-β - 二羰基化合物的一種方法，其中氧化產物收率一般為50 90%，對應選擇性一般為60 90%eeo文獻 CN101503358A，Synlett2009，16，2659-2662 及Tetrahedron2012, 38，7973-7977公開了使用高烏甲素，賽馬洛爾藥物及其衍生物為有機催化劑，有機過氧化物為氧化劑，制備性α -羥基-β - 二羰基化合物的一種方法，其中氧化產物收率一般為60 95%，對應選擇性一般為40 88%ee。然而以上方法均使用了過氧化物為氧化劑,氧化劑作為氧化反應中的重要組成部分，其開發和優化一直是化學家研究的重點，而空氣中的氧氣作為自然界中廣泛存在的綠色資源，將其運用到氧化反應過程中具有更加重要的理論與現實意義。利用自然光和空氣氧這兩種綠色資源，不僅是對傳統氧化過程(使用有機或無機氧化劑)的重要提升，該反應法綠色、高效、環境友好的同時具有成本低，適合規模工業生產的特點。
發明內容
本發明要解決的技術問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移催化劑，不對稱催化氧化β_ 二羰基化合物制備手性^!-羥基-卩-二羰基化合物過程的綠色新方法。本發明的技術方案如下: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，其制備過程如下:將β - 二羰基化合物、有機相轉移催化劑、光敏劑加入到堿水溶液和有機溶劑組成的兩相溶液中，再通入分子氧，光照反應制備手性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%，相轉移催化劑的用量為β - 二羰基化合物0.05 50mol%,反應溫度為-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，其特征在于制備過程如下: 將β - 二羰基化合物、有機相轉移催化劑、光敏劑加入到堿水溶液和有機溶劑組成的兩相溶液中，再通入分子氧，光照反應制備手性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%，相轉移催化劑的用量為β - 二羰基化合物0.05 50mol%，反應溫度為-78° C 60° C; 所述的有機相轉移催化劑化合物選擇下述a、b、c中的一種:
2.根據權利要求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.根據權利要求I或2所述方法，其特征在于，所述的有機溶劑為苯、甲苯、二甲苯、乙醚、甲基叔丁基醚、二氯甲烷、氯仿、四氫呋喃、環己烷、石油醚及它們的混合溶劑。
4.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求1、2、5、7或8所述方法，其特征在于，所述的光照反應的光源為日光、電燈。
10.根據權利要求3所述方法，其特征在于，所述的光照反應的光源為日光、電燈。
全文摘要
本發明公開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，屬于有機合成技術領域。其特征是將β-二羰基化合物，有機相轉移催化劑和光敏劑在堿水溶液和有機溶劑組成的兩相溶液中光照反應制備手性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%，相轉移催化劑的用量為β-二羰基化合物0.05～50mol%，反應溫度為-78°C～60°C，α-羥基-β-二羰基化合物收率高于90%，最高對映體選擇性高于90%。
文檔編號C07C69/757GK103254082SQ20131015306
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月27日 優先權日2013年4月27日
發明者孟慶偉, 姚鴻杰, 廉明明, 李智, 王亞坤 申請人:大連理工大學