[发明专利]含硝酸酯官能团的化合物及其合成方法

说明书

本发明公开了一种含硝酸酯官能团的化合物及其合成方法。所述的含硝酸酯官能团的化合物为将肟喹啉导向基团的醇类底物在乙酸钯的催化作用下，亚硝酸银为硝酸酯源，选择性氟试剂为氧化剂，四丁基硫酸氢铵为相转移催化剂，1,2‑二氯乙烷为溶剂，一锅法加热反应制得β位硝酸酯化的产物。本发明方法条件温和，能够有效地一步构建特定反应位点的碳‑氧原子化学键，省去了预官能团化过程，减少了反应步骤，具有较高的原子经济性。同时底物适用范围广，对醇类分子结构进行修饰，生成的含硝酸酯官能团的化合物在医药和含能材料领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于有机合成化学技术领域，涉及一种含硝酸酯官能团的化合物及其合成方法。

背景技术

过渡金属催化的C-H键官能化策略提供了一种简洁的途径，将C-H键直接转化为各种更具附加价值的碳-碳键和碳-杂原子键(例如，C-卤、C-O、C-N和C-S等)，这将简化许多合成步骤并减少不需要的副产物的形成。体系中导向基团导向策略的构建使得反应的区域选择性和立体选择性也得到了很好的控制。硝酸酯类化合物在医药和含能材料领域有着重要的应用，如作为一般性冠心病、心绞痛治疗药物以及含能材料推进剂等。传统的硝酸酯类化合物的合成方法是使用浓硝酸/硫酸的混合物对醇类底物进行硝酸酯化，该反应条件苛刻，官能团耐受性差且对环境造成了污染。或者硝酸酯化反应位点为烯丙基位(Chemical andPharmaceutical Bulletin,1984,32(3):887-890)或苄基位(Tetrahedron Letters 52(2011)4654-4657)等非惰性碳氢位点，适用底物范围特别有限。或者进行卤素取代反应(Journal of Medicinal Chemistry,2004,47(3):711-719)生成硝酸酯类结构，但需要活化安装其它官能团，反应步骤复杂。完全惰性的C(sp³)-H键直接特定位点选择性转化为硝酸酯基的反应策略未见报道。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种含硝酸酯官能团的化合物，其化学结构式如下：

其中，R基选自烷基、环烷基、苯基或酯基等。

本发明的目的之二在于提供一种条件温和、较高产率、选择性好绿色环保的含硝酸酯官能团的化合物的合成方法，反应通式为：

其中，R基选自烷基、环烷基、苯基或酯基等，具体步骤如下：

肟喹啉导向基团修饰的醇底物在乙酸钯的催化作用下，以亚硝酸银为硝酸酯源，选择性氟试剂(selectfluor)为氧化剂，四丁基硫酸氢铵为相转移催化剂，1,2-二氯乙烷为溶剂，采用一锅法，在70～90℃下反应12～24h，反应结束后过短硅胶柱，旋干移除溶剂，水洗萃取，除去溶剂得粗产物，粗产物经柱层析分离后即得含硝酸酯官能团的化合物，所述的导向基团修饰的醇分子的结构式为：

优选的，乙酸钯摩尔量为醇底物摩尔量的0.05-0.2equive，更优选为0.1equive。

优选的，亚硝酸银摩尔量为醇底物摩尔量的1.5-4.0equive，更优选为3.0equive。

优选的，选择性氟试剂摩尔量为醇底物摩尔量的1.0-2.0equive，更优选为1.5equive。

优选的，四丁基硫酸氢铵摩尔量为醇底物摩尔量的0.5-1.0equive，更优选为1.0equive。

优选的，反应温度为80℃，反应时间为18h。

优选的，柱层析中采用的洗脱剂为乙酸乙酯：石油醚的体积比＝1:10的混合溶液。

与现有技术相比，本发明的优点如下：