[发明专利]一种氮杂环取代对醌骨架螺环化合物的合成方法

说明书

本发明涉及一种氮杂环取代对醌骨架螺环化合物的合成方法，这是一种以对亚甲基苯醌作为氢受体的氢迁移反应实现对醌化合物的构建策略，2,6‑二叔丁基苯酚与氨基甲醛类化合物以芳香化为驱动力，通过“一锅法”最终得到螺环对醌产物。本发明提供的合成方法，不需要预先合成对位取代基团，实现了分子间的酚类脱芳构化的化学选择性和位点特异性。本发明原料简单易得；在室温下即可反应，反应条件温和，无需金属或质子催化剂，操作方便，经济高效；本发明方法的反应活性高，产率高达99％，原料转化完全；产物分离方便，且反应具有绿色经济性，对环境友好。

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种氮杂环取代对醌骨架螺环化合物的合成方法。

背景技术

在各种具有生物活性的天然和非天然产物中存在大量对醌类化合物，对其进行人工合成以及功能化改造，获得了有机合成、制药等行业研究人员的广泛关注。

取代对醌类化合物的有机合成策略中，通过酚类和苯胺类化合物的催化脱芳构化反应，可以实现对醌类化合物的高效功能化改造，合成众多含有季碳中心、螺环或桥环的三维立体结构化合物。例如，以上两种天然分子已经通过酚类衍生物的催化脱芳构化合成。

经典的酚类脱芳构化方法包括分子间氧化脱芳构化反应和非氧化脱芳构化反应。2013年Harned等人利用新型的手性芳基碘催化剂，将对位取代苯酚的酚羟基首先氧化，产生的中间体与亲核试剂合成呋喃取代对醌化合物(Chem.Commun.,2013,49,3001-3003)。2010年，Hamada及其同事公开了借助Pd催化剂，将烯丙基烷基对位取代的苯酚利用分子内脱芳构化合成五元环取代对醌化合物(Org.Lett.,2010,12,5020-5023)；2011年，You等人利用相同反应机理，利用Ir催化剂实现了氮杂五元环取代对醌化合物的合成(Angew.Chem,Int.Ed.,2011,50,4455-4458)。Hamada和You的工作利用了酚对位取代基的亲核部分来避免反应过程中，来自酚氧和/或邻位的烷基化压力。但是当面对分子间的酚类脱芳构化时，如何实现化学选择性和位点特异性仍然面临巨大的挑战。

由于，目前的催化脱芳构化合成取代对醌类化合物反应，仍然依赖过渡金属催化剂等众多特殊的手性催化剂，严重限制了新的具有复杂结构的对醌化合物的串联反应合成策略的发展。目前，利用串联[1,n]-氢迁移/环化反应(叔胺基效应)在路易斯酸、布朗斯特酸或者手性胺催化剂甚至在简单的加热条件下，就能直接形成碳-碳、碳-氮、碳-氧键等，在构成五元、六元杂环和全碳环的反应中表现出巨大的潜力。中国专利CN201711248907.X和CN201711254567.1公开了在酸性条件下，利用氢迁移策略，生成亚胺正离子，分别借助樟脑磺酸、联萘酚磷酸两种非过渡金属催化剂，生成苯并氮杂环化合物二苯并[b,e]吖庚因类化合物、八氢二吡咯并喹啉骨架化合物。但是对于合成属于非芳香、α,β-不饱和酮的对醌化合物，由于以上两种策略无法实现稠环芳烃的去芳香化，因此并不适合对醌化合物的高效合成。

而且，利用串联[1,n]-氢迁移/环化反应(叔胺基效应)在反应过程中，存在其他竞争反应，如，羟基间位进攻氢迁移生成的亚胺正离子可以构建七元环，羟基进攻该正离子可以生成八元环，并且由于苯醌具有恢复成苯环结构的强烈趋势，阻碍了氢迁移/环化反应的有效去芳香化，难以形成稳定的对醌化合物。

因此，需要一种新的酚类和苯胺类化合物的催化脱芳构化方法，以改善对醌化合物合成反应的反应条件和反应效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氮杂环取代对醌骨架螺环化合物的合成方法。本发明操作简单实用，产率好，且反应具有绿色经济性，对环境友好。

本发明所提供的合成方法，包括下述步骤：