[发明专利]一种可见光引发需氧Salan-铜催化剂制备手性α-羟基-β-酮酸酯化合物的方法

说明书

本发明提供一种可见光引发需氧Salan‑铜催化剂制备手性α‑羟基‑β‑酮酸酯化合物的方法，属于光催化不对称合成技术领域。该方法是在芳烃类溶剂中，可见光照射光敏剂激发氧气为活泼的单线态氧，单线态氧进攻被手性Salan‑铜催化剂活化的β‑酮酸酯化合物进行不对称催化氧化反应，制备得到具有光学活性的α‑羟基‑β‑酮酸酯化合物。本发明使用了易于合成、价格低、性质稳定的Salan‑铜催化剂，可有效的制备手性α‑羟基‑β‑酮酸酯化合物，得到非常高的收率和很好的对映选择性。

技术领域

本发明属于光催化不对称合成技术领域，以氧气或空气为氧化剂或者最终氧原子来源，在可见光照射下激发成具有反应活性的单线态氧，利用(1S，2S)-1，2-二苯基二胺衍生物为配体，三氟甲磺酸铜为中心金属的配合物为催化剂，制备手性α-羟基-β-酮酸酯化合物的方法。

背景技术

一些具有光学活性的α-羟基-β-酮酸酯化合物是重要的结构单元，广泛的存在于天然产物，作为中间体用于制备药物、农药和精细化工品。制备手性α-羟基-β-酮酸酯化合物最理想、简便、快捷的方法就是对映选择性的催化氧化β-酮酸酯化合物。Davis在1981年首次报道了使用Davis试剂获得手性ɑ-羟基-β-二羰基化合物的方法(TetrahedronLett.1981,22,4385-4388)，但是该方法操作繁琐，反应条件较为苛刻，使用过量的手性氧化剂，成本较高，不适合生产应用。

近年来，科研工作者们报道了大量的不对称合成手性α-羟基-β-酮酸酯化合物的方法，包括1)有机催化；2)金属配合物。对于有机催化，专利WO 03/040083及文献J.Org.Chem.2004,69,8165-8167公开了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，制备手性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。发明人课题组自主开发的芳氧氨基醇类催化剂(Tetrahedron.2012,38,7973–7977)，二萜类生物碱高乌甲素(Synlett.2009,16,2659–2662)也有较好的催化效果，然而，这些方法反应时间长，对映选择性不是十分理想。另外金属配合物方面，文献(Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.2004,101,5810–5814)首次报道了酒石酸衍生的手性配体与四价Ti配位的金属络合物；近些年Feng课题组报道的酒石酸衍生物与Mg配位的络合物为催化剂(Adv.Synth.Catal.2013,355,1924–1930)；Che报道的salen配体与Fe形成的配合物为催化剂(Chem.Commun.2014,50,7870-7873)也能获得一些较好的结果。但是，这些方法应用的氧化剂一般为结构复杂的氮杂氧杂环丙烷。这些因素限制了上述两类方法的应用。对于制备手性α-羟基-β-酮酸酯化合物，仍然需要改进更加经济环保的制备方法。而近年来，氧气或者空气作为氧化剂或最终氧原子来源的方法得到了发展，尤其是利用可见光活化氧气从而催化氧化有机反应更是得到了化学家们的重视。发明人课题组自主开发有机催化剂金鸡纳碱衍生物与四苯基卟啉光敏剂协同作用(Chem.Asian J.2012,7,2019-2023)，肖文精课题组利用Box-Ni催化剂和光敏剂催化氧化反应(J.Am.Chem.Soc.2017,139,63-66)。然而，这些方法对反应物的范围有局限，限制了它们的广泛应用。因此，本发明在能源和环境保护方面提供了一个更加可持续的制备手性α-羟基-β-酮酸酯化合物的合成方法。

发明内容

本发明旨在提供一种以氧气或者是空气为氧化剂或者最终氧原子来源的可见光催化β-酮酸酯化合物不对称α-羟基化反应方法。手性(1S,2S)-1，2-二苯基二胺衍生物为配体(Salan)的铜配合物为催化剂，在可见光照射下光敏剂四苯基卟啉激发氧气为活泼的单线态氧与β-酮酸酯化合物(Ⅲ)相互作用，进行不对称α-羟基化反应，制备α-羟基-β-酮酸酯化合物(Ⅳ)的方法。

本发明的技术方案：