[发明专利]一种空气氧作为氧化剂制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成领域，涉及一种分子氧作为氧化剂制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法。 

背景技术

α-位手性羟基化的β-二羰基化合物，广泛应用于具有生物活性的天然化合物及医药中间体的制备中；同时该结构也是合成其他重要功能分子结构的中间体，如手性二醇化合物的合成子。制备手性α-羟基β-二羰基化合物最理想、简单快捷的方法就是手性催化氧化β-二羰基化合物。 

近年来，已有一些制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法。 

在文献（Chem.Rev.1992,92,919-934,J.Am.Chem.Soc.2000,122,8453-8463,Org.React.2003,62,1-356.）报道了利用Davis试剂获得手性α-羟基-β-二羰基化合物,此方法操作较为繁琐，反应条件较为苛刻（-78°C～0°C，NaHMDS为碱），且所用手性氧化剂等计量或过量，成本高，不适合生产应用。 

文献WO03/040083及J.Org.Chem.2004,69,8165-8167公开了直接用金鸡纳生物碱及其衍生物为有机催化剂，有机过氧化物为氧化剂，制备性α-羟基-β-二羰基化合物的一种方法，其中氧化产物收率一般为80～90%，对应选择性一般为50～80%ee。 

文献（Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.2004,101,5810-5814,Pure Appl.Chem.2006,78,391-396及J.Am.Chem.Soc.2006,128,16488-16489）报道了利用手性配体的金属离子络合物的Levis酸为催化剂制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的方法，虽然获得较高对应选择性的相应产物（>90%ee）,但所使用的手性配体及氧化剂结构复杂、难以制备、价格昂贵，操作也较为复杂。 

文献Eur.J.Org.Chem.2010,34,6525-6530及J.Org.Chem.2012,77,9601-9608公开了使用金鸡纳碱衍生的季铵盐为相转移催化剂，有机过氧化物为氧化剂，制备性α-羟基-β-二羰基化合物的一种方法，其中氧化产物收率一般为50～90%，对应选择性一般为60～90%ee。 

文献CN101503358A,Synlett2009,16,2659-2662及Tetrahedron2012,38,7973-7977公开了使用高乌甲素，赛马洛尔药物及其衍生物为有机催化剂，有机过氧化物为氧化剂，制备性α-羟基-β-二羰基化合物的一种方法，其中氧化产物收率一般为60～95%，对应选择性一般为40～88%ee。 

然而以上方法均使用了过氧化物为氧化剂，氧化剂作为氧化反应中的重要组成部分，其开发和优化一直是化学家研究的重点，而空气中的氧气作为自然界中广泛存在的绿色资源， 将其运用到氧化反应过程中具有更加重要的理论与现实意义。利用自然光和空气氧这两种绿色资源，不仅是对传统氧化过程（使用有机或无机氧化剂）的重要提升，该反应法绿色、高效、环境友好的同时具有成本低，适合规模工业生产的特点。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种使用氧气做为氧化剂制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的一种方法，是利用光和空气氧这两种绿色资源，金鸡纳生物碱季铵盐作为相转移催化剂，不对称催化氧化β-二羰基化合物制备手性α-羟基-β-二羰基化合物过程的绿色新方法。 

本发明的技术方案如下： 

一种分子氧作为氧化剂氧化β-二羰基化合物制备手性α-羟基-β-二羰基化合物的绿色方法，其制备过程如下： 

将β-二羰基化合物、有机相转移催化剂、光敏剂加入到碱水溶液和有机溶剂组成的两相溶液中，再通入分子氧，光照反应制备手性α-羟基-β-二羰基化合物；光敏剂用量为β-二羰基化合物0.01～50mol%，相转移催化剂的用量为β-二羰基化合物0.05～50mol%，反应温度为-78°C～60°C；上述的分子氧为空气或含有1～99%的氧气及与其它惰性气体的混合气，光源为日光、电灯及其它光源。 

其中，碱水溶液可以为磷酸钾溶液、磷酸氢二钾溶液、磷酸二氢钾溶液、碳酸钾溶液、碳酸氢钾溶液、碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液、氢氧化钠溶液、碳酸铯溶液及混合溶液。 

其中，有机溶剂可以为苯、甲苯、二甲苯、乙醚、甲基叔丁基醚、二氯甲烷、氯仿、四氢呋喃、环己烷、石油醚及它们的混合溶剂。