CN114671885A - 一类[3.2.1]桥环内酯及内酰胺类化合物及其衍生物及制备方法 - Google Patents

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Abstract

一类[3.2.1]桥环内酯及内酰胺类化合物及其衍生物及制备方法，该化合物的结构通式如I所示：

Description

一类[3.2.1]桥环内酯及内酰胺类化合物及其衍生物及制备 方法
技术领域
本发明属于化合物合成技术领域，具体涉及一类[3.2.1]桥环内酯及内酰胺类化合物及其衍生物及制备方法。
背景技术
桥环化合物广泛存在于天然产物和具有重要生理活性的分子中，在药物化学、天然产物化学、合成化学、材料化学及生命科学等领域具有重要的应用价值。如镇痛药物吗啡即为一类典型的桥环类化合物。其他代表性的例子，如紫丹参萜醚被报道具有抗肿瘤活性；鼠尾草酚(carnosol)，具有抗辐射、抗氧化、抗癌等多种功效；从灵芝中分离得到的Lingzhiol也具有抗肿瘤和抗病毒活性，对肾脏具有保护作用等(Fig 1)。
Figure BDA0003596348200000011
桥环化合物通常具有合成难度大的刚性桥环结构，具有较大的角张力和环张力，反应的成键效率是合成挑战之一。另外，桥环化合物空间结构复杂，且常含有多个手性中心，尤其是桥头手性中心，因此立体化学控制也是面临的重要问题。鉴于桥环化合物极其重要的药理活性，发展高效、高选择性的合成方法以构建结构新颖、易衍生的桥环骨架对于药物化学和合成化学均具有重要的理论意义和应用价值，将为药物活性筛选提供重要的化学实体。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一类[3.2.1]桥环内酯及内酰胺类化合物及其衍生物及制备方法。
一类[3.2.1]桥环内酯及内酰胺类化合物及其衍生物，包括其外消旋体以及d-型或l-型异构体，其化合物结构通式如I所示：
Figure BDA0003596348200000021
其中，R表示：苯环上的各种取代基；其中苯环上的取代基可以示单取代，也可以示多取代，取代基团表示：氢、卤素、低级卤代烷烃、低级烷烃、羟基、低级羟基烷烃、低级烷氧基、氨基、低级烷基氨基、低级卤代烷基氨基、低级环烷基氨基、低级链炔基氨基、硝基、低级硝基烷基、氰基、低级氰基烷基、酰胺基、低级环烷基酰胺基、低级酰胺基烷基；
所述“低级环烷烃”是指含3至7个碳的环，其他所述的“低级”取代基是指相应的脂肪烃基是直链或支链的、饱和的、并且含1至8个碳原子。
X表示：CH2、O、S、NH或N-R’；Y表示：O、NH或N-R’,其中，R’为仲胺保护基，为苄氧羰基、叔丁氧羰基、笏甲氧羰基、烯丙氧羰基、三甲基硅乙氧羰基、甲氧羰基、乙氧羰基、对甲苯磺酰基、三氟乙酰基、邻硝基苯磺酰基、对邻硝基苯磺酰基、特戊酰基、苯甲酰基三苯甲基、2,4-二甲氧基苄基、对甲氧基苄基或苄基中的任意一种。
上述一类具有全新结构骨架的[3.2.1]桥环内酯及内酰胺类化合物及其衍生物可以为其消旋体，也可以为其d-型或l-型异构体，式中*标注位置表示手性碳原子。
上述一类[3.2.1]桥环内酯及内酰胺类化合物及其衍生物，包括其外消旋体以及d-型或l-型异构体的代表性结构类型如下：
Figure BDA0003596348200000031
本发明的第二个方面，是提供上述一类[3.2.1]桥环内酯及内酰胺类化合物及其衍生物，包括其外消旋体以及d-型或l-型异构体的制备方法。
化合物制备的具体路线及步骤为：
A.外消旋体的制备路线及方法：
Figure BDA0003596348200000032
a)
将化合物II(2g)和1～5mol％的钯碳加入到20mL无水甲醇中，反应瓶置于高压反应釜中，在1～20atm H2下于0～60℃反应，反应完全后，滤除钯碳，蒸干溶剂，残留物柱层析纯化(石油醚:乙酸乙酯：甲酸＝20:1:0.05)，得到中间体III。
b)将摩尔比为1:5的化合物III与乙酸酐溶于15mL吡啶中，在氮气氛围下回流1～12小时，旋蒸除去溶剂，残余物用乙醚溶解，分别用3M稀盐酸、3M碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，得到化合物IV。
c)将摩尔比为1:5的化合物IV与胺类化合物(NH2R’)在1～5mol％[Cp*IrCl2]2催化下，以
Figure BDA0003596348200000042
分子筛和2～5mol％的醋酸钠为添加剂，在甲苯中回流5～48小时，反应结束后，蒸干溶剂，残留物用硅胶柱层析进行纯化，得到化合物V。
B.d-型或l-型异构体的制备路线及方法：
Figure BDA0003596348200000041
a)将化合物II(5mmol)及0.01～2mol％的手性金属配合物催化剂加入到5mL甲醇中，置于高压反应釜，在1～100atm H2下于0～60℃反应0.5～48小时，待反应结束后，滤除金属配合物催化剂，滤液减压浓缩后，残留物经柱层析纯化(石油醚:乙酸乙酯：甲酸＝20:1:0.05)，得到化合物II中碳碳双键选择性还原的产物VI。
所述的手性金属配合物催化剂由金属盐与手性配体原位络合形成。其中，金属盐为Rh(nbd)2BF4、Rh(nbd)2SbF6、Rh(nbd)2BARF、Rh(cod)2BF4、Rh(cod)2SbF6、[Rh(nbd)Cl]2、[Rh(cod)Cl]2、[Ir(cod)Cl]2、[Ir(nbd)Cl]2、[Ir(cod)(OCH3)]2、Ru(PPh3)4Cl2中的一种；手性配体为具有如A-N所示结构的配体或与所示结构的配体中任意一种具有相反构型的配体。
其中，A-H中，Ar为苯基、4-甲基苯基、3,5-二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、3,5-二(三氟甲基)苯基、4-甲氧基-3，5-二甲基苯基、4-甲氧基-3,5-二叔丁基苯基；I中R为甲基、乙基、异丙基、苯基或苄基；M-N中R1和R2为叔丁基、环己基、苯基、2-甲基苯基、2-呋喃基、3,5-二甲基苯基、1-萘基、4-甲氧基-3,5-二甲基苯基、4-三氟甲基苯基、3,5-二三氟甲基苯基。
经试验优选为M所示手性配体。
Figure BDA0003596348200000051
所述手性金属配合物催化剂所含金属盐与手性配体的摩尔比为1:1.1～1:5；络合反应温度为0℃～60℃；络合时间为0.5～12小时；络合溶剂为甲醇或二氯甲烷。
b)将摩尔比为1:2的化合物VI与硼氢化钠溶于10mL无水甲醇，在室温搅拌1～12小时，待反应结束后，在冰浴中小心饱和氯化铵溶液淬灭反应，旋蒸除去溶剂，用乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯层用饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，得到化合物III’。
c)将摩尔比为1:5的化合物III’与乙酸酐溶于15mL吡啶中，在氮气氛围下回流1～12小时，旋蒸除去溶剂，残余物用乙醚溶解，分别用3M稀盐酸、3M碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，得到化合物IV’。
d)将摩尔比为1:5的化合物IV’与胺类化合物(NH2R’)在1～5mol％[Cp*IrCl2]2催化下，以
Figure BDA0003596348200000061
分子筛和2～5mol％的醋酸钠为添加剂，在甲苯中回流5～48小时，反应结束后，蒸干溶剂，残留物用硅胶柱层析进行纯化，得到化合物V’。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步说明本发明的技术方案。所述实施例仅供帮助理解本发明，不应视作对本发明的限制。
下列所述实验操作中，对空气或水分敏感的化合物参与的所有反应都在氩气氛围下，在干燥的反应釜或手套箱中进行的。除非另有说明，所有的试剂和溶剂均从商业供应商处购买而无需进一步纯化，无水溶剂采用注射器转移。
化合物的1H NMR,13C NMR光谱采用BrukerADVANCE II(400MHz)测定，以氘代氯仿或氘代二甲基亚砜为溶剂，四甲基硅烷(TMS)作为内标，数据表示成：多样性(s＝单峰，d＝二重峰，t＝三重峰，m＝多重峰)。对映体过量值通过在Agilent 1200系列高效液相色谱中采用手性柱进行测定。
实施例1
本实例中，制备外消旋色烷[3.2.1]桥环内酯IV-a，其结构式如下：
Figure BDA0003596348200000071
制备方法包括以下步骤：
在一个干燥的5mL氢化反应小瓶中，放入磁力搅拌子，加入190mg,10mmol 4-氧代-4H-色酮-2-羧酸、19mg,5mol％钯碳和5ml无水甲醇，将此反应小瓶置于氢化反应釜，转移出手套箱。氢气交换3～5次后充入氢气至压力为20atm，在室温下搅拌24小时。在通风橱里释放反应釜中的氢气后，打开反应釜，取出氢化反应瓶，滤除钯碳，旋蒸除去溶剂，得到氢化产物粗品，柱层析分离纯化(200-300目硅胶，流动相为石油醚：乙酸乙酯：甲酸＝30:1:0.1)。结构经核磁氢谱确证。
将上述所得氢化产物加入一干燥25ml三口圆底烧瓶，加入5mL吡啶作为溶剂，再加入3mL乙酸酐，在氮气氛围下回流三个小时，反应结束后，旋蒸浓缩，柱层析纯化(200-300目硅胶，流动相为石油醚：乙酸乙酯＝10:1)。
产物为白色固体，收率90％，由核磁分析得dr>99:1。
结构表征数据如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.31(td,J＝8.2,1.5Hz,1H),7.16(dd,J＝7.4,1.1Hz,1H),6.92(dd,J＝14.3,7.8Hz,2H),5.36(d,J＝5.0Hz,1H),4.87(d,J＝3.1Hz,1H),2.56(ddd,J＝12.8,5.0,3.4Hz,1H),2.44(d,J＝12.8Hz,1H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ171.34,152.55,131.64,127.36,123.01,121.19,116.78,76.10,72.90,31.84.
实施例2
本实例中，制备手性色烷[3.2.1]-桥环内酯IV’-a，其结构式如下：
Figure BDA0003596348200000081
制备方法包括以下步骤：
取一支干燥的5mL氢化反应安剖瓶，装入磁力搅拌子，在手套箱中称取0.75mg,0.002mmol Rh(NBD)2BF4和1.38mg,0.0022mmol的JosiPhos(式M所示结构)，加入上述反应瓶中，加入1ml无水四氢呋喃，搅拌30分钟后，向反应瓶中一次性加入38mg,0.2mmol 4-氧代-4H-色烯-2-羧酸，将此反应瓶置于氢化反应釜，转移出手套箱。氢气交换3～5次后充入氢气至压力为15atm，在室温下搅拌18小时。在通风橱里释放反应釜中的氢气后，打开反应釜，取出氢化反应瓶，旋蒸除去溶剂，得到氢化反应产物粗品。
将上述所得氢化产物加入一干燥25ml三口圆底烧瓶中，加入5mL无水甲醇作为溶剂，分批次向其中加入30mg,0.8mmol硼氢化钠，在60℃下搅拌反应，薄层色谱监测反应结束后，旋蒸浓缩，柱层析纯化，采用200-300目硅胶，流动相体积比为石油醚：乙酸乙酯＝10:1。
将上述所得氢化产物加入一干燥25ml三口圆底烧瓶，加入5mL吡啶作为溶剂，再加入3mL乙酸酐，在氮气氛围下回流三个小时，反应结束后，旋蒸浓缩，残留物溶于乙酸乙酯中，并分别用3M盐酸和大量水进行洗涤，所得有机相旋蒸除去溶剂，柱层析纯化(200-300目硅胶，流动相为石油醚：乙酸乙酯＝10:1)。
产物为白色固体，收率90％，由核磁分析得dr>99:1，手性HPLC测得ee值为99％。
结构表征数据如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.31(td,J＝8.2,1.5Hz,1H),7.16(dd,J＝7.4,1.1Hz,1H),6.92(dd,J＝14.3,7.8Hz,2H),5.36(d,J＝5.0Hz,1H),4.87(d,J＝3.1Hz,1H),2.56(ddd,J＝12.8,5.0,3.4Hz,1H),2.44(d,J＝12.8Hz,1H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ171.34,152.55,131.64,127.36,123.01,121.19,116.78,76.10,72.90,31.84.
实施例3
本实例中，制备手性6-溴-色烷[3.2.1]桥环内酯IV’-b，其结构式如下：
Figure BDA0003596348200000091
制备方法包括以下步骤：
取一支干燥的5mL氢化反应安剖瓶，装入磁力搅拌子，在手套箱中称取0.75mg,0.002mmol Rh(NBD)2BF4和1.38mg,0.0022mmol的JosiPhos(式M所示结构)，加入上述反应瓶中，加入1ml无水甲醇，搅拌30分钟后，向反应瓶中一次性加入54mg,0.2mmol 6-溴-4-氧代-4H-色烯-2-羧酸，将此反应瓶置于氢化反应釜，转移出手套箱。氢气交换3～5次后充入氢气至压力为20atm，在室温下搅拌20小时。在通风橱里释放反应釜中的氢气后，打开反应釜，取出氢化反应瓶，旋蒸除去溶剂，得到氢化反应产物粗品。
将上述所得氢化产物加入一干燥25ml三口圆底烧瓶中，加入5mL无水甲醇作为溶剂，分批次向其中加入37mg,1.0mmol硼氢化钠，在60℃下搅拌反应，反应结束后，旋蒸浓缩，柱层析纯化(200-300目硅胶，流动相为石油醚：乙酸乙酯＝15:1)。
将上述所得氢化产物加入一干燥25ml三口圆底烧瓶，加入5mL吡啶和3mL乙酸酐，在氮气保护下回流三小时，反应结束后，旋蒸浓缩，残留物溶于乙酸乙酯中，并分别用3M盐酸和大量水进行洗涤，所得有机相旋蒸除去溶剂，柱层析纯化(200-300目硅胶，流动相为石油醚：乙酸乙酯＝10:1)。
产物为淡黄色固体，收率85％，由核磁分析得dr>99:1，手性HPLC测得ee值为98％。
结构表征数据如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.46(d,J＝2.3Hz,1H),7.31(dd,J＝8.7,2.5Hz,1H),6.79(d,J＝8.7Hz,1H),4.83(dd,J＝8.8,3.6Hz,1H),4.76(dd,J＝7.8,5.4Hz,1H),2.34-2.29(m,1H),1.98(dt,J＝13.4,8.4Hz,1H).13C NMR(101MHz,DMSO-d6)δ171.15,152.21,131.07,130.62,128.86,118.32,111.63,71.85,61.82,32.87.
实施例4
本实例中，制备色烷[3.2.1]桥环内酯IV’-c，其结构式如下：
Figure BDA0003596348200000101
取一支干燥的5mL氢化反应安剖瓶，装入磁力搅拌子，在手套箱中称取0.46mg,0.002mmol[Rh(NBD)Cl]2和1.38mg,0.0022mmol的JosiPhos(式M所示结构)，加入上述反应瓶中，加入1ml无水二氯甲烷，搅拌30分钟后，向反应瓶中一次性加入49mg,0.2mmol 7-叔丁基-4-氧代-4H-色烯-2-羧酸，将此反应瓶置于氢化反应釜，转移出手套箱。氢气交换3～5次后充入氢气至压力为20atm，在室温下搅拌24小时。在通风橱里释放反应釜中的氢气后，打开反应釜，取出氢化反应瓶，旋蒸除去溶剂，得到氢化反应产物粗品。
将上述所得氢化产物加入一干燥25ml三口圆底烧瓶中，加入5mL无水甲醇作为溶剂，分批次向其中加入44mg,1.2mmol硼氢化钠，在60℃下搅拌反应，反应结束后，旋蒸浓缩，柱层析纯化(200-300目硅胶，流动相为石油醚：乙酸乙酯＝20:1)。
将上述所得氢化产物加入一干燥25ml三口圆底烧瓶，加入5mL吡啶和3mL乙酸酐，在氮气保护下回流三小时，反应结束后，旋蒸浓缩，残留物溶于乙酸乙酯中，并分别用3M盐酸和大量水进行洗涤，所得有机相旋蒸除去溶剂，柱层析纯化(200-300目硅胶，流动相为石油醚：乙酸乙酯＝10:1)。
产物为近白色固体，收率87％，由核磁分析得dr>99:1，手性HPLC测得ee值为97％。
结构表征数据如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ12.90(s,1H),7.25(d,J＝8.1Hz,1H),6.94(dd,J＝8.0,1.4Hz,1H),6.77(d,J＝1.2Hz,1H),4.78-4.72(m,2H),2.33-2.27(m,1H),1.97(dt,J＝13.1,8.5Hz,1H),1.24(s,9H).13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ171.56,152.49,151.38,127.85,123.34,117.37,112.51,71.69,62.04,34.15,33.61,31.02.
实施例5
本实例中，制备手性色烷[3.2.1]桥环内酯IV’-d，其结构式如下：
Figure BDA0003596348200000111
制备方法包括以下步骤：
取一支干燥的5mL氢化反应安剖瓶，装入磁力搅拌子，在手套箱中称取0.50mg,0.002mmol[Rh(COD)Cl]2和1.38mg,0.0022mmol的JosiPhos(式M所示结构)，加入上述反应瓶中，加入1ml无水甲醇，搅拌30分钟后，向反应瓶中一次性加入48mg,0.2mmol 4-氧代-4H-苯并[h]色烯-2-羧酸，将此反应瓶置于氢化反应釜，转移出手套箱。氢气交换3～5次后充入氢气至压力为20atm，在室温下搅拌24小时。在通风橱里释放反应釜中的氢气后，打开反应釜，取出氢化反应瓶，旋蒸除去溶剂，得到氢化反应产物粗品。
将上述所得氢化产物加入一干燥25ml三口圆底烧瓶中，加入5mL无水甲醇作为溶剂，分批次向其中加入30mg,0.8mmol硼氢化钠，在60℃下搅拌反应，反应结束后，旋蒸浓缩，柱层析纯化(200-300目硅胶，流动相为石油醚：乙酸乙酯＝15:1)。
将上述所得氢化产物加入一干燥25ml三口圆底烧瓶，加入5mL吡啶和3mL乙酸酐，氮气保护下回流三小时，反应结束后，旋蒸浓缩，残留物溶于乙酸乙酯中，并分别用3M盐酸和大量水进行洗涤，所得有机相旋蒸除去溶剂，柱层析纯化(200-300目硅胶，流动相为石油醚：乙酸乙酯＝10:1)。
产物为白色固体，收率85％，由核磁分析得dr>99:1，手性HPLC测得ee值为96％。
结构表征数据如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ12.93(s,1H),8.13-8.11(m,1H),7.84-7.82(m,1H),7.50-7.45(m,4H),5.49(d,J＝4.0Hz,1H),5.04(dd,J＝7.8,3.8Hz,1H),4.89(s,1H),2.47-2.41(m,1H),2.23-2.16(m,1H).13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ171.49,147.64,133.41,127.33,126.24,125.26,124.01,121.59,119.76,119.45,71.80,61.91,33.29.
实施例6
本实例中，制备手性6-氟-硫代色烷[3.2.1]桥环内酯IV’-e，其结构式如下：
Figure BDA0003596348200000131
制备方法包括以下步骤：
取一支干燥的5mL氢化反应安剖瓶，装入磁力搅拌子，在手套箱中称取0.75mg,0.002mmol Rh(NBD)2BF4和1.38mg,0.0022mmol的JosiPhos(式M所示结构)，加入上述反应瓶中，加入1ml无水甲醇，搅拌30分钟后，向反应瓶中一次性加入45mg,0.2mmol 4-氧代-4H-硫色烯-2-羧酸，将此反应瓶置于氢化反应釜，转移出手套箱。氢气交换3～5次后充入氢气至压力为30atm，在室温下搅拌36小时。在通风橱里释放反应釜中的氢气后，打开反应釜，取出氢化反应瓶，旋蒸除去溶剂，得到氢化反应产物粗品。
将上述所得氢化产物加入一干燥25ml三口圆底烧瓶中，加入5mL无水甲醇作为溶剂，分批次向其中加入44mg,1.2mmol硼氢化钠，在60℃下搅拌反应，反应结束后，旋蒸浓缩，柱层析纯化(200-300目硅胶，流动相为石油醚：乙酸乙酯＝8:1)。
将上述所得还原产物加入一干燥25ml三口圆底烧瓶，加入5mL吡啶和3mL乙酸酐，氮气保护下回流三小时，反应结束后，旋蒸浓缩，残留物溶于乙酸乙酯中，并分别用3M盐酸和大量水进行洗涤，所得有机相旋蒸除去溶剂，柱层析纯化(200-300目硅胶，流动相为石油醚：乙酸乙酯＝10:1)。
产物为浅黄色固体，收率76％，由核磁分析得dr>99:1，手性HPLC测得ee值为93％。
结构表征数据如下：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ13.03(s,1H),7.30(dd,J＝10.2,2.5Hz,1H),7.18(dd,J＝8.6,5.4Hz,1H),7.03(td,J＝8.5,2.8Hz,1H),4.55(dd,J＝11.3,4.2Hz,1H),4.30(dd,J＝10.9,5.5Hz,1H),2.58-2.53(m,1H),1.77(dd,J＝23.8,11.2Hz,1H).13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ172.04,161.46,159.06,142.46,127.77,126.49,114.33,114.10,112.39,112.16,66.52,40.52,34.49.
本发明通过上述实施例说明本发明的详细方法，但并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围内。

Claims (9)

1.一类[3.2.1]桥环内酯及内酰胺类化合物及其衍生物，其特征在于，包括外消旋体、d-型或l-型异构体，该化合物的结构通式如I所示：
Figure FDA0003596348190000011
其中，R表示：苯环上的各种取代基；其中苯环上的取代基可以示单取代，也可以示多取代，取代基团表示：氢、卤素、低级卤代烷烃、低级烷烃、羟基、低级羟基烷烃、低级烷氧基、氨基、低级烷基氨基、低级卤代烷基氨基、低级环烷基氨基、低级链炔基氨基、硝基、低级硝基烷基、氰基、低级氰基烷基、酰胺基、低级环烷基酰胺基、低级酰胺基烷基；
所述“低级环烷烃”是指含3至7个碳的环，其他所述的“低级”取代基是指相应的脂肪烃基是直链或支链的、饱和的、并且含1至8个碳原子；
X表示：CH2、O、S、NH或N-R’,R’为仲胺保护基；其中，R’为苄氧羰基、叔丁氧羰基、笏甲氧羰基、烯丙氧羰基、三甲基硅乙氧羰基、甲氧羰基、乙氧羰基、对甲苯磺酰基、三氟乙酰基、邻硝基苯磺酰基、对邻硝基苯磺酰基、特戊酰基、苯甲酰基三苯甲基、2,4-二甲氧基苄基、对甲氧基苄基或苄基中的任意一种；
Y表示：O、NH或N-R’,R’为仲胺保护基；其中，R’为苄氧羰基、叔丁氧羰基、笏甲氧羰基、烯丙氧羰基、三甲基硅乙氧羰基、甲氧羰基、乙氧羰基、对甲苯磺酰基、三氟乙酰基、邻硝基苯磺酰基、对邻硝基苯磺酰基、特戊酰基、苯甲酰基三苯甲基、2,4-二甲氧基苄基、对甲氧基苄基或苄基中的任意一种；
*标注位置表示手性碳原子。
2.根据权利要求1所述的一类[3.2.1]桥环内酯及内酰胺类化合物及其衍生物，其特征在于，所述通式I中，R为氢、C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、C1-C8全氟烷基、卤素、苯基、苄基、萘基、酯基、杂环取代基、氨基或胺基中的任意一种或至少两种的组合。
3.根据权利要求1所述的一类[3.2.1]桥环内酯及内酰胺类化合物及其衍生物，其特征在于，R’为苄氧羰基、叔丁氧羰基、笏甲氧羰基、烯丙氧羰基、三甲基硅乙氧羰基、甲氧羰基、乙氧羰基、对甲苯磺酰基、三氟乙酰基、邻硝基苯磺酰基、对邻硝基苯磺酰基、特戊酰基、苯甲酰基三苯甲基、2,4-二甲氧基苄基、对甲氧基苄基或苄基中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一类[3.2.1]桥环内酯及内酰胺类化合物及其衍生物，其特征在于，[3.2.1]桥环内酯及内酰胺类化合物的衍生物的代表性结构类型如下：
Figure FDA0003596348190000021
5.根据权利要求1所述的一类[3.2.1]桥环内酯及内酰胺类化合物及其衍生物，其特征在于，外消旋体的反应流程如下：
Figure FDA0003596348190000031
制备包括以下步骤：
1)化合物II在1～5mol％的钯碳及1～100atm H2下，在甲醇中于0～60℃反应0.5～48小时，待反应结束后，抽滤，滤液减压浓缩后，残留物经柱层析纯化得到外消旋化合物III；
2)将摩尔比为1:5的化合物III与乙酸酐溶于吡啶中，在氮气氛围下回流1～12小时，旋蒸除去溶剂，残余物用乙醚溶解，分别用稀盐酸、碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，得到化合物IV；
3)将摩尔比为1:5的化合物IV与胺类化合物(NH2R’)在1～5mol％[Cp*IrCl2]2催化下，以
Figure FDA0003596348190000032
分子筛和2～5mol％的醋酸钠为添加剂，在甲苯中回流5～48小时，反应结束后，蒸干溶剂，残留物用硅胶柱层析进行纯化，得到化合物V。
6.根据权利要求1所述的一类[3.2.1]桥环内酯及内酰胺类化合物及其衍生物，其特征在于，d-型或l-型异构体的反应流程如下：
Figure FDA0003596348190000041
制备包括以下步骤：
1)将化合物II(5mmol)及0.01～2mol％的手性金属配合物催化剂加入到5mL甲醇中，置于高压反应釜，在1～100atm H2下于0～60℃反应0.5～48小时，待反应结束后，滤除金属配合物催化剂，滤液减压浓缩后，残留物经柱层析纯化(石油醚:乙酸乙酯：甲酸＝20:1:0.05)，得到化合物II中碳碳双键选择性还原的产物VI；
2)将摩尔比为1:2的化合物VI与硼氢化钠溶于10mL无水甲醇，在室温搅拌1～12小时，待反应结束后，在冰浴中小心饱和氯化铵溶液淬灭反应，旋蒸除去溶剂，用乙酸乙酯萃取，乙酸乙酯层用饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，得到化合物III’；
3)将摩尔比为1:5的化合物III’与乙酸酐溶于15mL吡啶中，在氮气氛围下回流1～12小时，旋蒸除去溶剂，残余物用乙醚溶解，分别用3M稀盐酸、3M碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，得到化合物IV’；
4)将摩尔比为1:5的化合物IV’与胺类化合物(NH2R’)在1～5mol％[Cp*IrCl2]2催化下，以
Figure FDA0003596348190000042
分子筛和2～5mol％的醋酸钠为添加剂，在甲苯中回流5～48小时，反应结束后，蒸干溶剂，残留物用硅胶柱层析进行纯化，得到化合物V’。
7.根据权利要求6所述的一类[3.2.1]桥环内酯及内酰胺类化合物及其衍生物，其特征在于，所述的手性金属配合物催化剂由金属盐与手性配体原位络合形成，其中，金属盐为Rh(nbd)2BF4、Rh(nbd)2SbF6、Rh(nbd)2BARF、Rh(cod)2BF4、Rh(cod)2SbF6、[Rh(nbd)Cl]2、[Rh(cod)Cl]2、[Ir(cod)Cl]2、[Ir(nbd)Cl]2、[Ir(cod)(OCH3)]2、Ru(PPh3)4Cl2中的一种；手性配体为具有A-N所示结构的配体或与所示结构的配体中任意一种具有相反构型的配体，其中A-H中，Ar为苯基、4-甲基苯基、3,5-二甲基苯基、2,4,6-三甲基苯基、3,5-二(三氟甲基)苯基、4-甲氧基-3，5-二甲基苯基、4-甲氧基-3,5-二叔丁基苯基；I中R为甲基、乙基、异丙基、苯基或苄基；M-N中R1和R2为叔丁基、环己基、苯基、2-甲基苯基、2-呋喃基、3,5-二甲基苯基、1-萘基、4-甲氧基-3,5-二甲基苯基、4-三氟甲基苯基、3,5-二三氟甲基苯基；手性配体为：
Figure FDA0003596348190000051
8.根据权利要求7所述的一类[3.2.1]桥环内酯及内酰胺类化合物及其衍生物，其特征在于，手性配体为M。
9.根据权利要求6所述的一类[3.2.1]桥环内酯及内酰胺类化合物及其衍生物，其特征在于，所述手性金属配合物催化剂所含金属盐与手性配体的摩尔比为1:1.1～1:5；络合反应温度为0℃～60℃；络合时间为0.5～12小时；络合溶剂为甲醇或二氯甲烷。
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