[发明专利]一种3-取代氧杂环丁烷的不对称开环方法及应用

说明书

本发明公开了一种利用卤素对3‑取代氧杂环丁烷的催化不对称开环方法，包括：以3‑取代氧杂环丁烷与卤素亲核试剂作为反应底物，在手性酸催化剂作用下发生不对称开环反应，高选择性合成了手性2‑取代‑3‑卤代丙醇。本发明进一步还提出将上述反应得到的手性2‑取代‑3‑卤代丙醇产物与多种亲核试剂Nu反应，制备多种手性2‑取代‑3‑Nu‑丙醇产物。采用本发明的上述手性开环方法，首次实现卤素亲核试剂对3‑取代氧杂环丁烷的催化不对称开环反应，通过产物中卤代基团的官能团转化，可间接实现多种亲核试剂与3‑取代氧杂环丁烷的不对称开环反应，为制备手性2‑取代‑3‑Nu‑丙醇化合物提供了一种高效合成方法。

技术领域

本发明属于不对称催化合成技术领域，具体涉及一种3-取代的氧杂环丁烷的不对称开环方法，以及进一步将该方法应用于制备手性2-取代-3-Nu-丙醇。

背景技术

3-取代氧杂环丁烷是氧杂环丁烷在氧对位碳原子上带有取代基的衍生物，其结构中的四元杂环是一个稍微扭曲的正方形结构，具有较强的环张力，可与亲核试剂发生开环反应，其开环反应的过程如下：

反应最终生成产物2-取-3-Nu-丙醇；其中Nu表示亲核试剂，其是带有未共享电子对的分子或负离子，作为电子对的供体；X为氧杂环上的取代基，一般为芳基、烷基、杂环、杂原子等等。但上述反应在反应活性和立体选择性控制上存在很多挑战性，具体原因在于：

第一，远程控制立体选择性难度较大。手性催化剂作用于产物3-取代氧杂环丁烷的氧原子，亲核试剂进攻2-位碳原子；

第二，3-取代氧杂环丁烷的开环反应活性相对较弱，亲核试剂选择难度高，亲核能力既要满足开环反应，又不能过强而导致催化剂失活；

第三，反应产物本身是醇，其醇羟基也是一个竞争性的亲核试剂，可能与底物亲核试剂产生竞争而干扰反应。

基于上述因素，使得3-取代氧杂环丁烷的不对称开环反应，之前仅限于某些特定类型的亲核试剂。因此，实现多种普遍常用亲核试剂与3-取代氧杂环丁烷的不对称开环方法具有重要的价值。

发明内容

本发明实施例的目的在于克服上述反应过程的不足，提供一种3-取代氧杂环丁烷的不对称开环方法，实现了手性2-取代-3-Nu-丙醇的制备。

为了实现上述发明目的，本发明实施例的技术方案如下：

一种3-取代氧杂环丁烷的不对称开环方法，包括：将所述3-取代氧杂环丁烷与卤素亲核试剂作为反应底物，采用手性酸催化剂进行催化，进行不对称卤素开环反应，高选择性合成了手性2-取代-3-卤代丙醇。

本发明进一步还提出将上述方法得到的产物手性2-取代-3-卤代丙醇与多种亲核试剂(Nu)反应，制备多种手性2-取代-3-Nu-丙醇。

采用本发明的上述不对称开环方法，结合适合的手性催化剂和卤素亲核试剂的使用，首次实现3-取代氧杂环丁烷的催化不对称卤素开环反应，制备光学纯度较高的产物2-取代-3-卤代丙醇；通过产物中卤素基团的官能团转化，可进一步间接实现多种常用亲核试剂(Nu)与3-取代氧杂环丁烷的不对称开环反应，从而制备手性2-取代-3-Nu-丙醇。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为将本发明不对称氯开环反应制备的手性产物2-取代-3-氯丙醇与多种亲核试剂(Nu)反应，制备多种手性2-取代-3-Nu-丙醇。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。