[发明专利]一种含桥环和并环结构的(E)-α-亚甲基-γ-丁内酯或呋喃化合物的合成方法

说明书

本发明公开了一种含桥环和并环结构的(E)‑α‑亚甲基‑γ‑丁内酯或呋喃化合物的合成方法。该方法以包括炔酸、炔酸酯、炔酰胺或炔丙醇的底物以及降冰片烯为原料，在钯催化剂作用下首先发生卤钯化得到烯基钯物种，再和降冰片烯发生烯烃的迁移插入得到烷基钯中间体，最后通过还原消除得到含桥环和并环结构的(E)‑α‑亚甲基‑γ‑丁内酯或呋喃化合物，同时零价钯被氧气氧化成二价钯返回到催化循环体系。本发明合成方法条件温和、操作安全，绿色无污染，具有高效、便捷、原子经济性、底物适应性广的特点，合成的含桥环和并环结构的(E)‑α‑亚甲基‑γ‑丁内酯或呋喃化合物分子结构与天然产物及药物的分子结构很相似，具有潜在的实用价值。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种含桥环和并环结构的(E)-α-亚甲基-γ-丁内酯或呋喃化合物的合成方法。

背景技术

α-亚甲基-γ-丁内酯结构骨架广泛出现在天然产物以及药物分子中，其独特的结构特性赋予其重要的生理活性，比如消炎、退烧、杀毒以及抗肿瘤等一些特性，近年来对于这类化合物的合成越来越受到有机合成者的关注。通过文献查阅得知，传统的构建这类结构的方法主要有(1)无金属条件下：通过底物设计，以本身就带有C＝C双键的γ-羟基羧酸为底物发生分子内酯化反应得到目标产物，该方法的最明显的不足之处主要有两点：第一，首先要对反应底物进行巧妙设计，这就导致得到的产物结构单一；第二，反应时间长，传统的合成方法一般需要数天的反应时间，这就大大增加了能耗。(2)过渡金属催化条件下：一般是过渡金属钯催化下，以高炔丙醇为反应底物通过CO的插入得到目标产物，该类方法也仅仅局限于末端炔烃。(Tetrahedron Letters，2014，55，2075；Tetrahedron Letters，2002，45，753)。

特别地，桥环和并环结构普遍存在于天然产物中，尤其在倍半萜类化合物中广泛存在，往往是桥环和并环结构在这些化合物的生理活性方面起到至关重要的作用。在有机合成领域，桥环结构的构建受到有机合成家的广泛关注(J.Nat.Prod.2008，71，852-855；J.Comb.Chem.2006，8，268；J.Am.Chem.Soc.2003，125，12108)。

α-亚甲基-γ-丁内酯结构具有桥环和并环结构，而且和很多天然产物以及药物分子的结构非常相近。传统的合成含有桥环和并环结构的α-亚甲基-γ-丁内酯往往需要经过两步甚至多步来实现，而通过过渡金属催化的烯炔烃分子间交叉偶联一步构建含有桥环和并环结构的α-亚甲基-γ-丁内酯还未有报道。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种含桥环和并环结构的(E)-α-亚甲基-γ-丁内酯或呋喃化合物的合成方法。该合成方法以包括炔酸、炔酸酯、炔酰胺或炔丙醇的底物以及降冰片烯为原料，在钯催化剂作用下首先发生卤钯化得到烯基钯物种，再和降冰片烯发生烯烃的迁移插入得到烷基钯中间体，最后通过还原消除得到含桥环和并环结构的(E)-α-亚甲基-γ-丁内酯或呋喃化合物，同时零价钯被氧气氧化成二价钯返回到催化循环体系。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种含桥环和并环结构的(E)-α-亚甲基-γ-丁内酯或呋喃化合物的合成方法，包括如下步骤：

在反应器中，依次加入含炔基的底物原料、降冰片烯、钯催化剂、共氧化剂和溶剂，O₂气氛下搅拌进行反应；通过薄层色谱分析(TLC)检测反应，反应结束后，产物经分离纯化，得到所述含桥环和并环结构的(E)-α-亚甲基-γ-丁内酯或呋喃化合物。

优选的，所述含炔基的底物原料为具有如下结构式的化合物：

式中，R¹选自包括氢、碳原子数1～7的烷基、4-甲氧基苯基、4-三氟甲基苯基、3，4-二甲基苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、各类供电子基苯基、各类吸电子基苯基、单取代苯基、多取代苯基或噻吩基；