CN102875278B - 一种合成光学活性的2-(2’, 3’-联烯基)丙二酸酯的方法 - Google Patents

一种合成光学活性的2-(2’, 3’-联烯基)丙二酸酯的方法 Download PDF

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Abstract

一种合成光学活性的2-(2’,3’-联烯基)丙二酸酯的方法,通过各种取代的2,3-联烯醇醋酸酯在肉桂基氯化钯和(RorS)-DTBM-SEGPHOS的催化下得到各种取代的光学活性的2-(2’,3’-联烯基)丙二酸酯,本方法操作简单,原料和试剂易得,反应具有较高的产率,较高的ee值,产物易分离纯化,适用于合成各种取代的光学活性的2-(2’,3’-联烯基)丙二酸酯的合成。

Description

一种合成光学活性的2-(2’, 3’-联烯基)丙二酸酯的方法
技术领域
本发明涉及一种合成光学活性的2-(2’,3’-联烯基)丙二酸酯的方法,具体地说,是通过2, 3-联烯醇醋酸酯和丙二酸二乙酯的反应,以较好的产率和高对映选择性地合成光学活性的2-(2’, 3’-联烯基)丙二酸酯的方法。
背景技术
联烯化学的发展为有机合成化学领域做出了重大的贡献,特别是光学活性的联烯化合物,更是得到了广泛的应用。另外,丙二酸酯在有机合成中也是一种重要的中间体。目前,通过不对称烯丙基化的方法合成轴手性的联烯基丙二酸酯已有不少报道,(ref. a) M. Ogasawara, H. Ikeda, T. Nagano, T. Hayashi, J. Am. Chem. Soc. 2001123, 2089-2090; b) M. Ogasawara, K. Ueyama, T. Nagano, Y. Mizuhata, T. Hayashi, Org. Lett. 20035, 217-219; c) M. Ogasawara, T. Nagano, T. Hayashi, J. Org. Chem.  200570, 5764-5767; d) M. Ogasawara, H. L. Ngo, T. Sakamoto, T. Takahashi, W. Lin, Org. Lett. 20057, 2881-2884; e) M. Ogasawara, Y. Ge, K. Uetake, T. Takahashi, Org. Lett. 20057, 5697-5700; f) Y. Imada, K. Ueno, K. Kutsuwa, S.-I. Murahashi, Chem. Lett. 2002, 140-141; g) B. M. Trost, D. R. Fandrick, D. C. Dinh, J. Am. Chem. Soc. 2005127, 14186-14187; h) T. Nemoto, M. Kanematsu, S. Tamura, Y. Hamadaa, Adv. Synth. Catal. 2009351, 1773-1778.)但是对于含有中心手性的联烯基丙二酸酯化合物 2,则还没有文献报道。
发明内容
本发明的目的就是提供一种通过钯和手性配体催化的2,3-联烯醇醋酸酯和丙二酸二乙酯的不对称反应来合成光学活性的2-(2’, 3’-联烯基)丙二酸酯的方法,本发明的具体技术方案如下:
本发明是一种合成光学活性的2-(2’,3’-联烯基)丙二酸酯的方法,即通过2, 3-联烯醇醋酸酯和丙二酸二乙酯的在肉桂基氯化钯和(R or S)-DTBM-SEGPHOS的催化下反应,以较好的产率和高对映选择性地得到光学活性的2-(2’, 3’-联烯基)丙二酸酯的方法,反应式如下:
R = 烷基,其中烷基为C n H2n+1(n = 2-9),或C n H2nFG (其中FG = Cl, CN, OH, OAc, 烯基或者是三甲基硅基乙炔基, n = 3-8),其步骤是:
(1)    在氮气保护下,加入碳酸钾,然后将[Pd(pi-cinnamyl)Cl]2,(R or S)-DTBM-SEGPHOS,2, 3-联烯醇醋酸酯,无水乙醚,丙二酸二乙酯,无水乙醚和水依次加入,一定温度下反应至完毕;
(2)    步骤(1)反应完全后,硅胶短柱过滤,乙醚洗涤;
(3)    浓缩,柱层析,获得光学活性的2-(2’, 3’-联烯基)丙二酸酯。
本发明所述的2中R为烷基或带有各种官能团的烷基。
本发明所述的2, 3-联烯醇醋酸酯1:丙二酸二乙酯:[Pd(pi-cinnanyl)Cl]2: (R or S)-DTBM-SEGPHOS:K2CO3:水:乙醚 = 1毫摩尔: 1~4毫摩尔: 0.01~0.1毫摩尔: 0.01~0.4毫摩尔: 1~4毫摩尔: 0.5~5毫摩尔: 2~20毫升。
本发明具有以下优点:
1)反应条件相对简单,室温反应;2)产物易分离纯化;3)反应具有良好的产率和较高的对映选择性。
本发明创新点在于首次用不对称烯丙基化的方法合成了光学活性的2-(2’, 3’-联烯基)丙二酸酯。
本发明所得到的相应的2-(2’, 3’-联烯基)丙二酸酯的产率为71-84%, ee值为92-96%。
具体实施方式
以下实施例有助于理解本发明,但不限于本发明的内容。
实施例1
在氮气保护下,将碳酸钾,[Pd(pi-cinnamyl)Cl]2,(R)-DTBM-SEGPHOS,4,5-己二烯-3-醇醋酸酯,乙醚,丙二酸二乙酯,乙醚及水依次加入到反应管中,室温搅拌24小时,薄层层析跟踪原料消失后,硅胶短柱过滤,50 mL乙醚洗涤,浓缩,柱层析,得产物(S)-2-(4’,5’-己二烯-3’-基)丙二酸二乙酯 90.2 mg, 产率为75%,93%ee,产物为液体。
HPLC condition: Chiralpak PA-2 column; eluent, n-hexane/i-PrOH = 97/3; rate, 0.5 mL/min; λ = 220 nm; tR 14.6 min (major), 15.7 min (minor); [α]20 D = +18.1 (c = 0.99, CHCl3); 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 5.17-5.01 (m, 1 H, =CH), 4.75-4.61 (m, 2 H, =CH2), 4.25-4.07 (m, 4 H, 2 × CH2), 3.35 (d, J = 8.7 Hz, 1 H, CH), 2.79-2.63 (m, 1 H, CH), 1.60-1.15 (m, 8 H, CH2 + 2 × CH3), 0.90 (t, J = 7.4 Hz, 3 H, CH3); 13C NMR (75 MHz, CDCl3) δ 208.4, 168.3, 168.1, 90.3, 75.6, 61.2, 61.1, 56.6, 40.3, 25.5, 14.0, 11.4; IR (neat) ν (cm-1) 2979, 2937, 2872, 1958, 1751, 1732, 1464, 1369, 1258, 1177, 1097, 1035; MS (EI) m/z (%) 240 (M+, 36.71), 79 (100); HRMS calcd for C13H20O4 (M+): 240.1362, found: 240.1369.
实施例2
按实施例1所述的方法,不同的是所用底物为:1,2-壬二烯-4-醇醋酸酯 (90.5 mg, 0.5 mmol), 丙二酸二乙酯 (160.3 mg, 1.0 mmol), [Pd(pi-cinnamyl)Cl]2 (6.4 mg, 0.0125 mmol), (R)-DTBM-SEGPHOS (35.4 mg, 0.03 mmol), K2CO3 (138.2 mg, 1.0 mmol) 及 H2O (9 μL, 0.5 mmol) 在 5 mL乙醚中得到(S)- 2-(1’,2’-壬二烯-4’-基)丙二酸二乙酯109.6 mg,产率为78%,ee值为95%,产物为液体。
HPLC conditions: Chiralpak IC column; eluent, n-hexane/i-PrOH = 99/1; rate, 0.6 mL/min; λ = 214 nm; tR 16.4 min (major), 18.0 min (minor);[α]20 D = +17.4 (c = 1.01, CHCl3); 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 5.16-5.02 (m, 1 H, =CH), 4.74-4.60 (m, 2 H, =CH2), 4.26-4.08 (m, 4 H, 2 × CH2), 3.34 (d, J = 9.0 Hz, 1 H, CH), 2.86-2.69 (m, 1 H, CH), 1.52-1.12 (m, 14 H, 4 × CH2 + 2 × CH3), 0.84 (t, J = 6.8 Hz, 3 H, CH3); 13C NMR (75 MHz, CDCl3) δ 208.4, 168.3, 168.1, 90.7, 75.6, 61.2, 61.1, 56.9, 38.8, 32.5, 31.5, 26.5, 22.4, 14.0, 13.9; IR (neat) ν (cm-1) 2980, 2958, 2932, 2859, 1957, 1732, 1465, 1369, 1308, 1247, 1175, 1036; MS (EI) m/z (%) 282 (M+, 6.09), 211 (100); HRMS calcd for C16H26O4 (M+): 282.1831, found: 282.1837.
实施例3
按实施例1所述的方法,不同的是所用底物为:1,2,13-十四碳三烯-4-醇醋酸酯 (125.8 mg, 0.5 mmol), 丙二酸二乙酯 (158.0 mg, 1.0 mmol), [Pd(pi-cinnamyl)Cl]2 (6.6 mg, 0.0127 mmol), (R)-DTBM-SEGPHOS (35.4 mg, 0.03 mmol), K2CO3 (138.0 mg, 1.0 mmol) 及 H2O (9 μL, 0.5 mmol) 在 5 mL Et2O中得到(S)- 2-(1’,2’,13’-十四碳三烯-4’-基)丙二酸二乙酯124.9 mg, 产率为71%, ee 值为93%, 产物为液体。
HPLC condition: Chiralpak IC column; eluent, n-hexane/i-PrOH = 99/1; rate, 0.6 mL/min; λ = 214 nm; tR 16.8 min (major), 17.7 min (minor); [α]20 D = + 12.9 (c = 0.86, CHCl3); 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 5.86-5.67 (m, 1 H, =CH), 5.14-5.02 (m, 1 H, =CH), 5.00-4.83 (m, 2 H, =CH2), 4.70-4.61 (m, 2 H, =CH2), 4.24-4.07 (m, 4 H, 2 × CH2), 3.33 (d, J = 8.7 Hz, 1 H, CH), 2.85-2.68 (m, 1 H, CH), 1.99 (q, J = 6.9 Hz, 2 H, CH2), 1.51-1.06 (m, 20 H, 7 × CH2 + 2 × CH3); 13C NMR (75 MHz, CDCl3) δ 208.3, 168.3, 168.0, 139.0, 114.0, 90.6, 75.6, 61.2, 61.1, 56.8, 38.8, 33.7, 32.5, 29.33, 29.28, 29.2, 29.0, 28.8, 26.8, 14.0; IR (neat) ν (cm-1) 3076, 2980, 2927, 2855, 1957, 1732, 1640, 1464, 1368, 1299, 1251, 1176, 1035; MS (EI) m/z (%) 350 (M+, 5.25), 211 (100); HRMS calcd for C21H34O4 (M+): 350.2457, found: 350.2454.
实施例4
       按实施例1所述的方法,不同的是所用底物为:9-羟基-1,2-壬二烯-4-醇醋酸酯 (98.4 mg, 0.5 mmol), 丙二酸二乙酯 (161.0 mg, 1.0 mmol), [Pd(pi-cinnamyl)Cl]2 (6.5 mg, 0.0125 mmol), (R)-DTBM-SEGPHOS (35.5 mg, 0.03 mmol), K2CO3 (138.0 mg, 1.0 mmol) 及H2O (9 μL, 0.5 mmol) 在5 mL Et2O 中得到 (S)-2-(9’-羟基-1’,2’-壬二烯-4’-基)丙二酸二乙酯 124.8 mg, 产率为84%, ee值为96%, 产物为液体。
       HPLC condition: Chiralpak IC column; eluent, n-hexane/i-PrOH = 90/10; rate, 1.0 mL/min; λ = 214 nm; tR 20.5 min (major), 22.5 min (minor); [α]20 D = + 15.3 (c = 1.01, CHCl3); 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 5.11-4.98 (m, 1 H, =CH), 4.73-4.58 (m, 2 H, =CH2), 4.24-4.01 (m, 4 H, 2 × CH2), 3.55 (t, J = 6.8 Hz, 2 H, CH2), 3.31 (d, J = 8.7 Hz, 1 H, CH), 2.82-2.66 (m, 1 H, CH), 2.10 (bs, 1 H, OH), 1.60-1.09 (m, 14 H, 4 × CH2 + 2 × CH3); 13C NMR (75 MHz, CDCl3) δ 208.2, 168.3, 168.0, 90.4, 75.7, 62.5, 61.2, 61.1, 56.8, 38.6, 32.38, 32.35, 26.6, 25.3, 13.9; IR (neat) ν (cm-1) 3418, 2983, 2936, 2861, 1957, 1732, 1464, 1447, 1369, 1307, 1251, 1177, 1153, 1096, 1034; MS (EI) m/z (%) 298 (M+, 4.23), 211 (100); HRMS calcd for C16H26O5 (M+): 298.1780, found: 298.1778.
实施例5
       按实施例1所述的方法,不同的是所用底物为:9-乙酰氧基-1,2-壬二烯-4-醇醋酸酯 (120.7 mg, 0.5 mmol), 丙二酸二乙酯(159.0 mg, 1.0 mmol), [Pd(pi-cinnamyl)Cl]2 (6.5 mg, 0.0125 mmol), (R)-DTBM-SEGPHOS (35.6 mg, 0.03 mmol), K2CO3 (137.7 mg, 1.0 mmol) 及 H2O (9 μL, 0.5 mmol) 在 5 mL Et2O 中得到 (S)-2-(9’-乙酰氧基-1’,2’-壬二烯-4’-基)丙二酸二乙酯 142.9 mg, 产率为84%, ee值为 96%, 产物为液体。
       HPLC conditions: Chiralpak IC column; eluent, n-hexane/i-PrOH = 92/8; rate, 1.0 mL/min; λ = 214 nm; tR 25.9 min (major), 28.7 min (minor); [α]20 D = + 16.0 (c = 1.06, CHCl3); 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 5.08-4.98 (m, 1 H, =CH), 4.69-4.55 (m, 2 H, =CH2), 4.19-4.01 (m, 4 H, 2 × CH2), 3.97 (t, J = 6.6 Hz, 2 H, CH2), 3.30 (d, J = 8.7 Hz, 1 H, CH), 2.80-2.65 (m, 1 H, CH), 1.97 (s, 3 H, CH3), 1.62-1.46 (m, 2 H, CH2), 1.46-1.10 (m, 12 H, 3 × CH2 + 2 × CH3); 13C NMR (75 MHz, CDCl3) δ 208.3, 171.0, 168.1, 167.9, 90.4, 75.7, 64.3, 61.2, 61.1, 56.7, 38.6, 32.2, 28.3, 26.5, 25.5, 20.8, 13.9; IR (neat) ν (cm-1) 2980, 2939, 2861, 1957, 1732, 1464, 1444, 1368, 1243, 1177, 1153, 1090, 1035; MS (EI) m/z (%) 340 (M+, 5.68), 43 (100); HRMS calcd for C18H28O6 (M+): 340.1886, found: 340.1883.
实施例6
       按实施例1所述的方法,不同的是所用底物为:9-三甲基硅基 -1,2-壬二烯-8-炔-4-醇醋酸酯 (124.9 mg, 0.5 mmol), 丙二酸二乙酯 (159.8 mg, 1.0 mmol), [Pd(pi-cinnamyl)Cl]2 (6.4 mg, 0.0124 mmol), (R)-DTBM-SEGPHOS (35.8 mg, 0.03 mmol), K2CO3 (138.5 mg, 1.0 mmol) 及H2O (9 μL, 0.5 mmol) 在 5 mL Et2O 中得到 (S)- 2-(9’-三甲基硅基 -1’,2’-壬二烯-8’-炔-4’-基)丙二酸二乙酯125.5 mg, 产率为72%, ee值为92% , 产物为液体。
HPLC conditions: Chiralpak IC column; eluent, n-hexane/i-PrOH = 99/1; rate, 0.4 mL/min; λ = 214 nm; tR 20.8 min (major), 21.8 min (minor); [α]20 D = + 8.1 (c = 0.99, CHCl3); 1H NMR (300 MHz, CDCl3) δ 5.16-5.00 (m, 1 H, =CH), 4.73-4.62 (m, 2 H, =CH2), 4.23-4.00 (m, 4 H, 2 × CH2), 3.32 (d, J = 8.7 Hz, 1 H, CH), 2.85-2.67 (m, 1 H, CH), 2.26-2.06 (m, 2 H, CH2), 1.70-1.32 (m, 4 H, 2 × CH2), 1.22 (t, J = 7.2 Hz, 3 H, CH3), 1.21 (t, J = 7.1 Hz, 3 H, CH3), 0.08 (s, 9 H, 3 × CH3); 13C NMR (75 MHz, CDCl3) δ 208.3, 168.1, 167.9, 106.8, 90.3, 84.5, 75.9, 61.2, 61.1, 56.8, 38.4, 31.6, 26.1, 19.6, 14.0, 0.001; IR (neat) ν (cm-1) 2980, 2958, 2899, 2866, 2174, 1957, 1754, 1735, 1447, 1369, 1301, 1249, 1177, 1151, 1096, 1032; MS (EI) m/z (%) 350 (M+, 0.17), 335 (M+ - CH3, 4.85), 73 (100); elemental analysis calcd for C19H30O4Si: C, 65.10; H, 8.63. found: C, 65.19; H, 8.50.

Claims (2)

1.一种合成光学活性的2-(2’,3’-联烯基)丙二酸酯的方法,即通过2, 3-联烯醇醋酸酯和丙二酸二乙酯的在肉桂基氯化钯和(R)-DTBM-SEGPHOS的催化下反应,选择性地得到光学活性的2-(2’, 3’-联烯基)丙二酸酯的方法,反应式如下: 
R = 烷基,其中烷基为C n H2n+1n = 2-9;或C m H2mFG,其中FG = Cl, CN, OH, OAc, 烯基或者是三甲基硅基乙炔基, m = 3-8,其步骤是:
(1)    在氮气保护下,加入碳酸钾,然后将[Pd(pi-cinnamyl)Cl]2,(R)-DTBM-SEGPHOS,2, 3-联烯醇醋酸酯,无水乙醚,丙二酸二乙酯,无水乙醚和水依次加入,一定温度下反应至完毕;
(2)    步骤(1)反应完全后,硅胶短柱过滤,乙醚洗涤;
(3)    浓缩,柱层析,获得光学活性的2-(2’, 3’-联烯基)丙二酸酯。
2.根据权利要求1所述的合成光学活性的2-(2’,3’-联烯基)丙二酸酯的方法,其特征是所述的2, 3-联烯醇醋酸酯1:丙二酸二乙酯:[Pd(pi-cinnamyl)Cl]2: (R)-DTBM-SEGPHOS:K2CO3:水:乙醚 = 1毫摩尔: 1~4毫摩尔: 0.01~0.1毫摩尔: 0.01~0.4毫摩尔: 1~4毫摩尔: 0.5~5毫摩尔: 2~20毫升。
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