[发明专利]一种通过钯催化不对称环加成反应制备手性螺[2.4]庚烷类化合物的方法

说明书

本发明提供了一种通过钯催化不对称环加成反应制备手性螺[2.4]庚烷类化合物的方法，包括步骤如下：于溶剂中，在钯催化体系和有机尿素叔胺催化剂协同催化下，γ‑亚甲基‑δ‑戊内酯化合物Ⅰ和吲哚硝基烯烃化合物Ⅱ经环加成反应，得到手性螺[2.4]庚烷类化合物Ⅲ；所述钯催化体系由钯催化剂和手性配体组成，所述手性配体具有式Ⅳ所示结构；所述有机尿素叔胺催化剂具有式Ⅴ所示结构。本发明通过钯催化的不对称环加成反应构建螺环化合物，具有催化剂成本低，操作方便，底物适用范围广泛，反应原料廉价易得等优点。

技术领域

本发明涉及一种通过钯催化不对称环加成反应制备手性螺[2.4]庚烷类化合物的方法，属于有机合成技术领域。

背景技术

过渡金属催化的分子间环加成反应是合成环状骨架最有效的方法之一。自从1979年Trost和Chan首次报道2-乙酰氧基甲基-3-烯丙基三甲基硅烷生成1,3-偶极中间体以来(Trost,B,M.；Chan,D,M,T.J.Am.Chem.Soc.,1979,101,6429-6432.)，活性两性离子中间体和不饱和受体之间的过渡金属催化偶极环加成反应已被广泛的用于构建多官能团的环状化合物。2007年，Shintani和Hayashi首次报道了反应前体γ-亚甲基-δ-戊内酯(GMDVs)在零价钯的作用下可通过脱羧生成1,4-偶极子(Shintani,R.；Murakami,M.；Hayashi,T.J.Am.Chem.Soc.,2007,129,12356-12357.)，从此，GMDVs就成为一种可靠而强大的两性离子中间体，用于构建各种碳环和杂环。目前的绝大部分研究主要集中在活性不饱和烯烃对π-烯丙基钯中间体两个末端碳之一的Tsuji-Trost型分子内亲核进攻，从而得到[4+2]环加成产物。

相反，通过阴离子进攻π-烯丙基钯中间体的中心碳以形成多取代手性螺环的不对称[3+2]环加成反应鲜有报道。2012年，Shintani和Hayashi报道了钯催化的GMDVs与异氰酸酯的不对称[3+2]/[4+2]环加成反应得到了2-吡咯烷酮(Shintani,R.；Ito,T.；Hayashi,T.Org.Lett.,2012,14,2410-2413；Shintani,R.；Ito,T；Nagamoto,M.；Otomo,H.；Hayashi,T.Chem.Commun.,2012,48,9936-9938.)，但底物局限于异氰酸酯类化合物且官能团耐受范围较小。2020年Trost课题组报道了脂肪类的1,4-偶极子参与的两种独特的不对称环加成途径，成功的合成了手性螺[2.4]庚烷类化合物(Trost,B,M.；Jiao,Z.；Liu,Y.；Min,C.；Hung,C,-I.J.Am.Chem.Soc.,2020,142,18628-18636.)，然而文章里仅报道了4个成功的合成产物案例，应用价值较低。2021年，我们课题组报道了在钯催化下GMDVs形成1,4-偶极两性离子与蒽类化合物的不对称[4+4]环加成反应合成了四氢苯并[b]氮芥衍生物(Gao,C.；Wang,X.；Liu,J.；Li,X.ACS Catal.2021,11,2684-2690.)。

从上述可知，现有的合成方法的应用范围较小，因此，探索1,4-偶极子的新反应模式来制备手性螺[2.4]庚烷类化合物，对于发展钯催化的不对称环丙烷化反应是非常必要的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种通过钯催化不对称环加成反应制备手性螺[2.4]庚烷类化合物的方法。本发明以结构简单、价格低廉的钯催化剂和简单容易合成的手性配体，完成手性螺[2.4]庚烷类化合物的高效不对称合成。

本发明的技术方案如下：

一种通过钯催化不对称环加成反应制备手性螺[2.4]庚烷类化合物的方法，包括步骤如下：

于溶剂中，在钯催化体系和有机尿素叔胺催化剂协同催化下，γ-亚甲基-δ-戊内酯化合物Ⅰ和吲哚硝基烯烃化合物Ⅱ经环加成反应，得到手性螺[2.4]庚烷类化合物Ⅲ；所述钯催化体系由钯催化剂和手性配体组成，所述手性配体具有式Ⅳ所示结构；所述有机尿素叔胺催化剂具有式Ⅴ所示结构；