[发明专利]一种含桥环结构的恶唑烷类化合物的制备方法

说明书

本发明公开了一种桥环结构的恶唑烷类化合物的制备方法，属于有机合成技术领域。利用硝酮与亚甲基环丙烷，在铑催化剂和氧化剂存在下，进行加成反应直接构建碳‑氧键和碳‑碳键，得到桥环结构的恶唑烷类化合物。本发明方法原料廉价易得、反应条件温和、原子经济性好、选择性高、后处理简单、收率高，为桥环结构的恶唑烷类化合物提供了一种快速合成途径。

技术领域

本发明涉及有机催化技术领域，具体地涉及一种含桥环结构恶唑烷类化合物的制备方法。

背景技术

恶唑烷不仅仅是一个非常有用的合成中间体，也广泛存在于医药、农药以及天然产物中间体中。另外桥环化合物的制备是合成中的一大难点，虽然人们发展了一些含桥环结构化合物的方法，但这些方法往往步骤较多，效率不高，生产成本较大，而且灵活性不高。现有技术中含桥环结构的恶唑烷类化合物，普遍存在合成难度大、反应危险性高、反应步骤长、反应收率低、原子经济性低等缺陷。

因此，开发一种更为简便的合成方法制备桥环化合物在工业中的应用具有重要的意义。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种桥环结构的恶唑烷类化合物及制备方法，利用比较常用的铑催化剂，通过硝酮的C-H键活化，然后对亚甲基环丙烷进行加成直接构建碳-氧键和碳-碳键，一步反应高效、高选择性的合成含桥环结构的恶唑烷类化合物。

一种含桥环结构的恶唑烷类化合物的制备方法，其特征在于，包括如下操作：在有机溶剂中，在铑催化剂和氧化剂存在下，硝酮1与亚甲基环丙烷2 发生加成反应得到含桥环结构的恶唑烷类化合物3；反应方程式如下：

其中：

R₁选自：氢、C1-C6烷基、C1-C3烷氧基、氟、氯、溴、碘、甲酸酯基、硝基、氨基、羟基、三氟甲基等。

R₂选自：C1-C6烷基。

R₃选自：氢、C1-C6烷基、C1-C3基、氟、氯、溴、碘、甲酸酯基、硝基、三氟甲基等。

进一步地，在上述技术方案中，所述铑催化剂选自三价铑盐或含铑络合物。三价铑盐选自五甲基环戊二烯基五氯化铑二聚体、五甲基环戊二烯基二乙酸铑一种或多种；所述含铑络合物为五甲基环戊二烯基三乙腈六氟磷酸铑、五甲基环戊二烯基三乙腈四氟硼酸铑的中的一种或多种。

进一步地，在上述技术方案中，所述氧化剂包括醋酸银、醋酸铜、硝酸银、特戊酸银、碳酸银、苯乙酸银的一种或多种。优选醋酸银。氧化剂与五元环酰亚胺1摩尔比为1.0-4.0，优选为2.5。

进一步地，在上述技术方案中，所述有机溶剂为醇类溶剂、腈类溶剂、醚类溶剂和酰胺类溶剂中的一种或多种。优选三氟乙醇溶剂。

进一步地，在上述技术方案中，所述铑催化剂与硝酮的摩尔比为0.02-1： 1；亚甲基环丙烷2与硝酮1摩尔比值为0.5-4：1，优选摩尔比为2.5:1；氧化剂与硝酮摩尔比为1.0～6.0。

进一步地，在上述技术方案中，所述加成反应的温度为0-100℃，优选反应温度是30-50℃。

进一步地，在上述技术方案中，所述加成反应在惰性气体保护下或者空气中进行，惰性气体为氮气、氩气或氦气。

进一步地，在上述技术方案中，当添加0.1-2.0当量无机碱时，例如碳酸钾、醋酸钠、碳酸锂等，以及醋酸锌、醋酸镁、甲醇镁等对反应均无影响。

进一步地，在上述技术方案中，得到的含桥环结构的恶唑烷类化合物3 可以进行进一步衍生，得到多种不同类型的衍生物。以3a衍生为例，反应方程式如下：