[发明专利]一种螺氮、氧-缩醛类化合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，涉及化合物及其制备方法，具体地涉及一种螺氮、氧-缩醛类化合物及其制备方法。

背景技术

螺氮、氧-缩醛类化合物是一些天然产物的核心骨架，如具有式（I）结构的天然产物Variecolortide和具有式（II）结构的天然产物Exiguamine中均含有螺氮、氧-缩醛骨架。研究已经发现这两类化合物具有中等强度的细胞毒性，在一定条件下可以杀死一些病毒细胞（Wang,W.-L.;Zhu,T.-J.;Tao,H.-W.;Lu,Z.-Y.;Fang,Y.-C.;Gu,Q.-Q.;Zhu,W.M.Chem.Biodiversity2007,4,2913–2919.）。

最近，青岛海洋大学的李德海教授等人成功地从福建沿海的Aspergillus effuses H1-1中分离得到一种具有式（III）结构的真菌类物质Effusin A，该物质同样具有螺氮、氧-缩醛核心骨架，细胞毒性研究的过程中发现该化合物对BEL-7402细胞显示出一定的细胞毒性（Gao,H.;Liu,W.;Zhu,T.;Mo,X.;Mandi,A.;Kurtan,T.;Li,J.;Ai,J.;Gu,Q.;Li,D.Org.Biomol.Chem.2012,10,9501-9506.）。

螺氮、氧-缩醛骨架不仅在生物活性方面展示了其潜在的应用价值，已有的研究结果也证实，具有式（IV）结构的螺氮、氧-缩醛骨架的化合物是一类性能优异的分子光开关材料（张国峰;陈涛;李冲;龚文亮;Matthew P.,A.;朱明强有机化学2013,33,927-942）。

尽管螺氮、氧-缩醛类化合物在生物活性以及光开关材料方面现实了的诱人的应用前景，但是对其合成方法以及骨架多样性的研究还非常缺乏。

现有技术也公开了具有式（I）结构的天然产物Variecolortide的合成方法，该方法需要通过十多步的反应才能得到目标化合物，核心骨架的构建也是在最后的步骤才能实现（Kuttruff,C.A.;Zipse,H.;Trauner,D.Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,1402-1405.）。具有式（II）结构的天然产物Exiguamine也可以通过十多步的反应而获得（Volgraf,M.;Lumb,J.-P.;Brastianos,H.C.;Carr,G.;Chung,M.K.W.;Munzel,M.;Mauk,A.G.;Andersen,R.J.;Trauner,D.Nat.Chem.Biol.2008,4,535–537）。具有式（IV）结构的化合物核心骨架主要以2,3,3-三甲基-3H-吲哚和取代水杨醛为原料通过三步以上的反应而得到。但具有式（III）结构的真菌类物质Effusin A至今未见全合成的报道。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种螺氮、氧-缩醛类化合物以及该化合物的一种原料廉价易得、步骤少、效率高、反应具有极高的非对映选择性（dr>20:1）的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的螺氮、氧-缩醛类化合物，具有式（VI）所述的结构：

其中，R¹为氢、C₁～C₁₀烷基或1',n'-亚烷基，n取2～10的整数；R²为C₁～C₁₀烷基；R³、R⁴为Br、Cl、F、I、氢、C₁～C₁₀烷基、C₆～C₉环烷基或C₇～C₁₂芳烷基。

本发明也提供了一种上述螺氮、氧-缩醛类化合物的制备方法，将5-苄基咪唑啉酮、多聚甲醛和取代苯酚在有机羧酸的催化作用下发生反应，一步反应即可得到螺氮、氧-缩醛类化合物，包括以下步骤：

将5-苄基咪唑啉酮、多聚甲醛、取代苯酚和有机羧酸混合，加入有机溶剂，40℃～100℃搅拌下进行反应，监测至一种原料消失即可停止反应，反应混合物经柱层析分离得到具有式（VI）结构的螺氮、氧-缩醛类化合物；

其中，所述多聚甲醛、取代苯酚、有机羧酸与5-苄基咪唑啉酮的摩尔比为2～5:0.8～1.4:0.3～1:1，所述5-苄基咪唑啉酮是指含有取代基的5-苄基咪唑啉酮，如式（V）结构所示：