本申请属于有机合成化学技术领域，尤其涉及一种β-砜基手性氨基化合物及其制备方法。
背景技术：
“手性”一词指一个物体不能与其镜像相重合，如我们的双手，左手与互成镜像的右手不重合。手性一词在化学医药领域运用更加普遍，分子的手性通常是由不对称碳引起，即一个碳上的四个基团互不相同。一对分子由于像人的两只手一样彼此不能重合，称为手性化合物(chiralcompounds)，指分子量、分子结构相同，但左右排列相反(如实物与其镜中的映体)的化合物。
β-砜基手性氨基化合物是手性化合物中重要的一种。β-砜基手性氨基化合物对于药物中间体，特别是含手性结构化合物的合成和功能材料的制备来说是一类重要的构建单元。合成手性氨基化合物的一般方法主要是金鸡纳碱或者金鸡纳碱的衍生物催化的不对称加成反应，此方法因金鸡纳碱的布朗斯特碱较弱，催化的底物受限，底物局限于共轭烯酮类化合物比如查尔酮类化合物，这样对构建β-砜基手性氨基化合物种类相对有限。
技术实现要素：
本申请的目的在于提供一种β-砜基手性氨基化合物及其制备方法，旨在解决如何提供更多β-砜基手性氨基化合物的技术问题。
为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
第一方面，本申请提供一种β-砜基手性氨基化合物，所述β-砜基手性氨基化合物的分子结构通式如式ⅰ所示：
其中，所述r1和r2为相同或不相同的c1-c20烷基、c1-c20杂烷基、c3-c20环烷基、c3-c20杂环烷基、c2-c20烯基、c2-c20杂烯基、c3-c20环烯基、c3-c20杂环烯基、c2-c20炔基、c2-c20杂炔基、c3-c20环炔基、c3-c20杂环炔基、c1-c20烷氧基、c1-c20烷基氧羰基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、芳氧基、芳氧基羰基、杂芳氧基、杂芳氧基羰基、芳基(c1-c20)烷基、芳基(c1-c20)烷氧基、杂芳基(c1-c20)烷基、c2-c20烯基(c1-c20)烷基、c2-c20炔基(c1-c20)烷基、氰基(c1-c20)烷基和卤代(c1-c20)烷基中的任意一种；所述fg1和fg2为相同或不相同的c1-c20烷基、c1-c20烷氧基、c1-c20烷基氧羰基、芳基、芳氧基、芳氧基羰基、芳基(c1-c20)烷基、芳基(c1-c20)烷氧基和芳基(c1-c20)烷氧基羰基中的任意一种。
本申请提供的式ⅰ所示的β-砜基手性氨基化合物具有典型的多种官能团化结构，通过对r1、r2、fg1和fg2引入不同种类的官能团取代基，从而具有多种类的β-砜基手性氨基化合物，而且式ⅰ中氮上的官能团可以被脱掉变成裸露的氨基；这样多种类的β-砜基手性氨基化合物可以为筛选可用于药物中间体或功能材料的分子提供潜在的研究基础。
第二方面，本申请提供一种β-砜基手性氨基化合物的制备方法，包括如下步骤：
提供如下结构通式表示的亲核试剂化合物a和共轭烯砜类化合物b：
将所述亲核试剂化合物a和所述共轭烯砜类化合物b加入含有氮杂环卡宾催化剂和碱试剂的反应体系中，进行不对称迈克尔加成反应，得到结构通式如式ⅰ所示的β-砜基手性氨基化合物。
本申请采用的制备方法，活化后的氮杂环卡宾与迈克尔受体(共轭烯砜类化合物b)和亲核试剂化合物a，三者通过非共价相互作用形成刚性的过渡态，亲核试剂的亲核性由此增强，选择性从迈克尔受体的一边进攻双键，发生不对称迈克尔加成反应，生成β-砜基手性氨基化合物。该反应具有高对映选择性，可通过简单的化学转化手段得到具有潜在应用价值的β-砜基手性氨基化合物，极大拓展该类化合物的可设计性及应用前景，而且该制备方法采用简单的有机小分子不对称催化体系，反应过程安全可控，避免加热或者高压条件，简化了制备生产过程中操作，且底物原子利用率高，原料非常容易获得，反应无需其他添加剂，简化了操作步骤，缩短了反应路线，而且正向反应速率高，因此显著提高了生产效率，降低了生产成本。
具体实施方式
为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请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仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本发明实施例中所涉及的化合物及其衍生物均是按照iupac(国际纯粹与应用化学联合会)或cas(化学文摘服务社，位于俄亥俄州哥伦布市)命名系统命名的。因此，本发明实施例中具体涉及到的化合物基团做如下阐述与说明：
“烷氧基”是指与一氧原子键合的直链或带有支链的饱和脂肪链，包括但不限于如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基以及其它类似基团。(ca-cb)烷氧基指任何含“a”至“b”个碳原子的烷基与一氧原子键合的直链或带有支链的、单价的、饱和脂肪链。
“烷基”是指直链或带有支链的饱和脂肪链，包括但不限于如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、戊基、异戊基、己基以及其它类似基团。
“杂烷基”是指直链或带有支链的、含有至少一个杂原子连接的饱和脂肪链，例如但不限于甲基氨基乙基、甲基氧丙基或其它类似基团。
“烯基”是指带有一个或多个双键的直链或支链烃，包括但不限于如乙烯基、丙烯基以及其它类似基团。
“杂烯基”是指带有一个或多个双键的、含至少一个杂原子连接的直链或支链烃，包括但不限于如乙烯基氨基乙基或其它类似基团。
“炔基”是指带有一个或多个三键的直链或支链烃，包括但不限于如乙炔基、丙炔基以及其它类似基团。
“杂炔基”是指带有一个或多个三键的、含至少一个杂原子连接的直链或支链烃。
“芳基”是指一种环状的芳香烃，可以是单环或多环或稠环芳香烃，包括但不限于如苯基、萘基、蒽基、菲基以及其它类似基团。
“杂芳基”是指单环或多环或稠环芳香烃中的一个或多个碳原子已被如氮、氧或硫等杂原子取代。如果杂芳基含有不止一个杂原子，则这些杂原子可能是相同，也可能是不同的。杂芳基包括但不限于如苯并呋喃基、苯并噻吩基、苯并咪唑基、苯并恶唑基、苯并噻唑基、苯并吡喃基、呋喃基、咪唑基、吲唑基、吲嗪基、吲哚基、异苯并呋喃基、异吲哚基、异喹啉基、异噻唑基、异恶唑基、萘啶基、噁二唑基、噁嗪基、噁唑基、酞嗪基、蝶啶基、嘌呤基、吡喃基、吡嗪基、吡唑基、哒嗪基、吡啶[3,4-b]吲哚基、吡啶基、嘧啶基、吡咯基、喹嗪基、喹啉基、喹喔啉基、噻二唑基、噻三唑基、噻唑基、噻吩基、三嗪基、三唑基、呫吨基以及其它类似基团。
“环烷基”是指饱和的单环或多环烷基，可能与芳烃基团稠合。环烷基包括但不限于如环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、茚满基、四氢化萘基以及其它类似基团。
“杂环烷基”是指饱和的单环或多环烷基中至少有一个碳原子已被如氮、氧或硫等杂原子取替，可能与一芳烃基团稠合。如果杂环烷基含有不止一个杂原子，则这些杂原子可能是相同，也可能是不同的。杂环烷基包括但不限于如氮杂二环庚烷基、氮杂环丁烷基、二氢吲哚基、吗啉基、派嗪基、哌啶基、吡咯烷基、四氢呋喃基、四氢喹啉基、四氢吲唑基、四氢吲哚基、四氢异喹啉基、四氢吡喃基、四氢喹喔啉基、四氢噻喃基、噻唑烷基、硫代吗啉基、噻吨基、噻恶烷基以及其它类似基团。
“环烯基”指不饱和的带有一个或多个双键的单环或多环烯基，可能与芳烃基团稠合，包括但不限于环乙烯基、环丙烯基或其它类似基团。
“杂环烯基”指不饱和的带有一个或多个双键的单环或多环烯基中至少有一个碳原子被如氮、氧或硫等杂原子取替，可能与芳烃基团稠合。如果杂环烷基含有不止一个杂原子，则这些杂原子可能是相同，也可能是不同的。
“环炔基”指不饱和的带有一个或多个三键的单环或多环炔基，可能与芳烃基团稠合，包括但不限于环乙炔基、环丙炔基或其它类似基团。
“杂环炔基”指不饱和的带有一个或多个三键的单环或多环炔基中至少有一个碳原子被如氮、氧或硫等杂原子取替，可能与芳烃基团稠合。如果杂环炔基含有不止一个杂原子，则这些杂原子可能是相同，也可能是不同的。
上述杂原子，可以是氧原子、氮原子、硫原子等。
一方面，本发明实施例提供一种β-砜基手性氨基化合物，所述β-砜基手性氨基化合物的分子结构通式如式ⅰ所示：
其中，所述r1和r2为相同或不相同的c1-c20烷基、c1-c20杂烷基、c3-c20环烷基、c3-c20杂环烷基、c2-c20烯基、c2-c20杂烯基、c3-c20环烯基、c3-c20杂环烯基、c2-c20炔基、c2-c20杂炔基、c3-c20环炔基、c3-c20杂环炔基、c1-c20烷氧基、c1-c20烷基氧羰基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、芳氧基、芳氧基羰基、杂芳氧基、杂芳氧基羰基、芳基(c1-c20)烷基、芳基(c1-c20)烷氧基、杂芳基(c1-c20)烷基、c2-c20烯基(c1-c20)烷基、c2-c20炔基(c1-c20)烷基、氰基(c1-c20)烷基和卤代(c1-c20)烷基中的任意一种；所述fg1和fg2为相同或不相同的c1-c20烷基、c1-c20烷氧基、c1-c20烷基氧羰基、芳基、芳氧基、芳氧基羰基、芳基(c1-c20)烷基、芳基(c1-c20)烷氧基和芳基(c1-c20)烷氧基羰基中的任意一种。
r1和r2为相同或不相同的c1-c20烷基、c1-c20杂烷基、c3-c20环烷基、c3-c20杂环烷基、c2-c20烯基、c2-c20杂烯基、c3-c20环烯基、c3-c20杂环烯基、c2-c20炔基、c2-c20杂炔基、c3-c20环炔基、c3-c20杂环炔基、c1-c20烷氧基、c1-c20烷基氧羰基、芳基、取代的芳基、杂芳基、取代的杂芳基、芳氧基、芳氧基羰基、杂芳氧基、杂芳氧基羰基、芳基(c1-c20)烷基、芳基(c1-c20)烷氧基、杂芳基(c1-c20)烷基、c2-c20烯基(c1-c20)烷基、c2-c20炔基(c1-c20)烷基、氰基(c1-c20)烷基和卤代(c1-c20)烷基中的任意一种，是指r1和r2分别独立选自上述基团，可以是相同的也可以是不同的；fg1和fg2为相同或不相同的c1-c20烷基、c1-c20烷氧基、c1-c20烷基氧羰基、芳基、芳氧基、芳氧基羰基、芳基(c1-c20)烷基、芳基(c1-c20)烷氧基和芳基(c1-c20)烷氧基羰基中的任意一种，是指fg1和fg2分别独立选自上述基团，可以是相同的也可以是不同的。
当r1或r2选自c1-c20烷基时，在一实施例中，该(c1-c20)烷基可以是(c1-c10)烷基、(c1-c5)烷基、(c1-c4)烷基、(c1-c3)烷基、(c1-c2)烷基等。在某些实施例中，(c1-c20)烷基可以是甲基、乙基、丙基、丁基、异丁基、戊基、异戊基等。
当r1或r2选自(c1-c20)杂烷基时，在一实施例中，该(c1-c20)杂烷基可以是(c1-c10)杂烷基、(c2-c5)杂烷基、(c3-c4)杂烷基等。在某些实施例中，该杂原子可以是原子、氮原子、硫原子等。
当r1或r2选自(c3-c20)环烷基时，在一实施例中，该(c3-c20)环烷基可以是(c3-c10)环烷基、(c3-c5)环烷基、(c3-c4)环烷基等。在某些实施例中，(c3-c20)环烷基可以是环丙基，环丁基，环戊基等。
当r1或r2选自(c3-c20)杂环烷基时，在一实施例中，该(c3-c20)杂环烷基可以是(c3-c10)杂环烷基、(c3-c10)杂环烷基、(c3-c5)杂环烷基、(c3-c4)杂环烷基等。在某些实施例中，该杂原子可以是氧原子、氮原子、硫原子等。
当r1或r2选自(c2-c20)烯基时，在一实施例中，该(c2-c20)烯基可以是(c3-c10)烯基、(c3-c5)烯基、(c3-c4)烯基、(c2-c3)烯基等。在某些实施例中，(c2-c20)烯基可以是乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基等。
当r1或r2选自(c2-c20)杂烯基时，在一实施例中，该(c2-c20)杂烯基可以是(c2-c10)杂烯基、(c3-c10)杂烯基、(c3-c5)杂烯基等。在某些实施例中，该杂原子可以是卤素、氮原子、硫原子等。
当r1或r2选自(c3-c20)环烯基时，在一实施例中，该(c3-c20)环烯基可以是(c3-c10)环烯基、(c3-c5)环烯基、(c3-c4)环烯基等。在某些实施例中，(c3-c20)环烯基可以是环丙烯基、环丁烯基、环戊烯基等。
当r1或r2选自(c3-c20)杂环烯基时，在一实施例中，该(c3-c20)杂环烯基可以是(c3-c10)杂环烯基、(c3-c5)杂环烯基、(c3-c4)杂环烯基等。在某些实施例中，该杂原子可以是卤素、氮原子、硫原子等。
当r1或r2选自(c2-c20)炔基时，在一实施例中，该(c2-c20)炔基可以是(c2-c10)炔基、(c3-c10)炔基、(c3-c5)炔基、(c3-c4)炔基、(c2-c3)炔基等。在某些实施例中，(c2-c20)炔基可以是乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基等。
当r1或r2选自(c2-c20)杂炔基时，在一实施例中，该(c2-c20)杂炔基可以是(c2-c10)杂炔基、(c3-c10)杂炔基、(c3-c5)杂炔基、(c3-c4)杂炔基等。在某些实施例中，该杂原子可以是卤素、氮原子、硫原子等。
当r1或r2选自(c3-c20)环炔基时，在一实施例中，该(c3-c20)环炔基可以是(c3-c10)环炔基、(c3-c5)环炔基、(c3-c4)环炔基等。在某些实施例中，(c2-c20)环炔基可以是环丙炔基、环丁炔基、环戊炔基等。
当r1或r2选自(c3-c20)杂环炔基时，在一实施例中，该(c3-c20)杂环炔基可以是(c3-c10)杂环炔基、(c3-c5)杂环炔基、(c3-c4)杂环炔基等。在某些实施例中，该杂原子可以是卤素、氮原子、硫原子等。
当r1或r2选自(c1-c20)烷氧基时，在一实施例中，该(c1-c20)烷氧基可以是(c1-c10)烷氧基、(c1-c8)烷氧基、(c1-c6)烷氧基、(c1-c4)烷氧基、(c1-c3)烷氧基、(c1-c2)烷氧基。在某些实施例中，该(c1-c20)烷氧基可以是但不限于甲基氧基、乙基氧基、丙基氧基等。
当r1或r2选自(c1-c20)烷基氧羰基时(即酯基)，在一实施例中，该(c1-c20)烷基氧羰基可以是(c1-c10)烷基氧羰基、(c1-c8)烷基氧羰基、(c1-c6)烷基氧羰基、(c1-c4)烷氧基、(c1-c3)烷基氧羰基等。在某些实施例中，该(c1-c20)烷基氧羰基可以是但不限于甲基氧羰基、乙基氧羰基、丙基氧羰基、丁基氧羰基等。
当r1或r2选自芳基时，所述芳基可以是但不限于单环芳基、多环芳基、稠环芳基。在一实施例中，芳基为单环芳基。在某些实施例中，芳基可以为c4-c14芳基，如苯基、萘基、芴基、蒽基、菲基等。
当r1或r2选自取代的芳基时，所述取代的芳基可以是但不限于邻位、间位、对位单个或多个取代的苯基。取代基包括但不限于烷基、取代的烷基、芳基、取代的芳基、酰基、卤素、烷氧基、硝基、-nr9r10、-nr9-co-nr10、-oconr9、-pr9r10、-sor9、-so2-r9、-sir9r10r11、-br9r10、其中r9、r10、r11可以相同或不相同的如上述r1、r2所示的基团。其中，取代基为烷基时，所述烷基例如但不限于甲基、乙基、丙基、丁基、异丁基；取代基为取代的烷基时，所述取代的烷基例如但不限于三氟甲基、三氯甲基、五氟乙基、五氯乙基；取代基为卤素时，所述卤素例如但不限于氟、氯、溴、碘；取代基为烷氧基时，所述烷氧基例如但不限于甲基氧基、乙基氧基、丙基氧基。在一实施例中，该取代的芳基可以是取代的(c4-c14)芳基，如可以是氰基(c1-c10)烷基(c4-c8)芳基、取代的(c4-c8)芳基。
当r1或r2选自杂芳基时，在一实施例中，该杂芳基可以是(c4-c14)杂芳基，如噻吩基、噻唑基、吡咯基、吡嗪基、吡啶基、苯并噻吩等等。
当r1或r2选自取代的杂芳基时，在一实施例中，该取代的杂芳基可以是取代的(c4-c14)杂芳基，如烷氧基取代的呋喃、(c3-c8)杂芳基取代的呋喃、脂肪链取代的噻吩等等。
当r1或r2选自芳氧基时，在一实施例中，该芳氧基可以是c4-c14芳氧基，如苯氧基，萘氧基，蒽氧基，菲氧基等。
当r1或r2选自芳氧羰基时，在一实施例中，该芳氧羰基可以是c4-c14芳氧基羰基，如苯氧基羰基，萘氧基羰基等。
当r1或r2选自杂芳氧基时，在一实施例中，该杂芳氧基可以是c4-c14杂芳氧基。
当r1或r2选自杂芳氧羰基时，在一实施例中，该杂芳氧羰基可以是c4-c14杂芳氧基羰基。
当r1或r2选自芳基(c1-c20)烷基时，在一实施例中，该芳基(c1-c20)烷基可以是c4-c14芳基(c1-c10)烷基，如苯基(c1-c10)烷基、苯基(c1-c5)烷基、苯基(c1-c4)烷基、苯基(c1-c3)烷基、苯基(c1-c2)烷基等。在某些实施例中，芳基(c1-c20)烷基可以是苯基甲基、苯基乙基、苯基丙基、苯基丁基、苯基异丁基、苯基戊基、苯基异戊基、苯基新戊基等。
当r1或r2选自芳基(c1-c20)烷氧基时，在一实施例中，该芳基(c1-c20)烷氧基可以是c4-c14芳基(c1-c10)烷氧基，如苯基(c1-c10)烷氧基、苯基(c1-c5)烷氧基等。在某些实施例中，芳基(c1-c20)烷氧基可以是苯基甲氧基、苯基乙氧基等。
当r1或r2选自杂芳基(c1-c20)烷基时，在一实施例中，该杂芳基(c1-c20)烷基可以是c4-c14杂芳基(c1-c10)烷基，如杂芳基(c1-c10)烷基、杂芳基(c1-c5)烷基、杂芳基(c1-c4)烷基、杂芳基(c1-c3)烷基、杂芳基(c1-c2)烷基等。
当r1或r2选自(c2-c20)烯基(c1-c20)烷基时，在一实施例中，该(c2-c20)烯基(c1-c20)烷基可以是(c2-c10)烯基(c1-c10)烷基、(c2-c5)烯基(c1-c3)烷基等。
当r1或r2选自(c2-c20)炔基(c1-c20)烷基时，在一实施例中，该(c2-c20)炔基(c1-c20)烷基可以是(c2-c10)炔基(c1-c10)烷基、(c2-c5)炔基(c1-c3)烷基等。
当r1或r2选自氰基(c1-c20)烷基时，在一实施例中，该氰基(c1-c20)烷基可以是氰基(c1-c10)烷基、氰基(c1-c5)烷基、氰基(c1-c4)烷基、氰基(c1-c3)烷基、氰基(c1-c2)烷基等。在某些具体实施例中，氰基(c1-c20)烷基可以为氰基甲基、氰基乙基、氰基丙基、氰基丁基、氰基戊基等。
当r1或r2选自卤代(c1-c20)烷基时，在一实施例中，该卤代(c1-c20)烷基可以是卤代(c1-c10)烷基，如一卤代c1-c3烷基、二卤代c1-c3烷基、三卤代c1-c3烷基，其中的卤代可以是氟取代、氯取代、溴取代或碘取代等。例如，可以是全氟代烷基，如三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、七氟异丙基等。
当r1或r2选自c1-c20烷基氧羰基(c1-c20)烷基时，在一实施例中，该c1-c20烷基氧羰基(c1-c20)烷基可以是(c1-c10)烷基氧羰基(c1-c10)烷基、(c1-c5)烷基氧羰基(c1-c5)烷基、(c1-c4)烷基氧羰基(c1-c4)烷基等。
进一步地，当fg1或fg2选自c1-c20烷基时，在一实施例中，该(c1-c20)烷基可以是(c1-c10)烷基、(c1-c5)烷基、(c1-c4)烷基、(c1-c3)烷基、(c1-c2)烷基等。当fg1或fg2选自c1-c20烷氧基时，在一实施例中，该(c1-c20)烷氧基可以是(c1-c10)烷氧基、(c1-c8)烷氧基、(c1-c6)烷氧基、(c1-c4)烷氧基等。当fg1或fg2选自c1-c20烷基氧羰基时，该(c1-c20)烷基氧羰基可以是(c1-c10)烷基氧羰基、(c1-c8)烷基氧羰基、(c1-c6)烷基氧羰基、(c1-c4)烷氧基、(c1-c3)烷基氧羰基等。当fg1或fg2选自芳基时，在一实施例中，该芳基可以是但不限于单环芳基、多环芳基、稠环芳基，如可以为c4-c14芳基。当fg1或fg2选自芳氧基时，在一实施例中，该芳氧基可以是c4-c14芳氧基。当fg1或fg2选自芳氧基羰基时，在一实施例中，该芳氧基羰基可以是c4-c14芳氧基羰基。当fg1或fg2选自芳基(c1-c20)烷基时，在一实施例中，该芳基(c1-c20)烷基可以是c4-c14芳基(c1-c10)烷基，如苯基(c1-c10)烷基。当fg1或fg2选自芳基(c1-c20)烷氧基时，在一实施例中，该芳基(c1-c20)烷氧基可以是c4-c14芳基(c1-c10)烷氧基，如苯基(c1-c10)烷氧基、苯基(c1-c5)烷氧基等。当fg1或fg2选自芳基(c1-c20)烷氧基羰基时，在一实施例中，该芳基(c1-c20)烷氧基羰基可以是c4-c14芳基(c1-c10)烷氧基羰基，如苯基(c1-c10)烷氧基羰基、苯基(c1-c5)烷氧基羰基等。
在一优选实施例中，该β-砜基手性氨基化合物中的r1为c4-c14芳基、取代的c4-c14芳基、c4-c14杂芳基和取代的c4-c14杂芳基中的任意一种，r2为c1-c10烷基、卤代(c1-c10)烷基、c1-c10烷基氧羰基、c4-c14芳氧基羰基和c4-c14杂芳氧基羰基中的任意一种。进一步地，r1为苯基、萘基、芴基、噻吩基、噻唑基、吡咯基、吡嗪基、吡啶基和苯并噻吩基中的任意一种，r2为c1-c3烷基、一卤代c1-c3烷基、二卤代c1-c3烷基、三卤代c1-c3烷基和c1-c3烷基氧羰基中的任意一种。
在一更优选实施例中，该β-砜基手性氨基化合物中的fg1为c1-c10烷氧基、c1-c10烷基氧羰基、c4-c14芳氧基、c4-c14芳氧基羰基、c4-c14芳基(c1-c10)烷基、c4-c14芳基(c1-c10)烷氧基和芳基(c1-c20)烷氧基羰基中的任意一种，fg2为c1-c10烷氧基、c1-c10烷基氧羰基、c4-c14芳氧基、c4-c14芳氧基羰基、c4-c14芳基(c1-c10)烷基、c4-c14芳基(c1-c10)烷氧基和芳基(c1-c20)烷氧基羰基中的任意一种。进一步地，fg1为甲氧基、乙氧基、丙氧基、叔丁氧羰基、苄基、苄氧基、苄氧羰基和芴甲氧羰基中的任意一种，fg2为甲氧基、乙氧基、丙氧基、叔丁氧羰基、苄基、苄氧基、苄氧羰基和芴甲氧羰基中的任意一种。进一步地，fg1和fg2不同。
本申请提供的上述式ⅰ所示的β-砜基手性氨基化合物具有典型的多种官能团化结构，通过对r1、r2、fg1和fg2引入不同种类的官能团取代基，从而具有多种类的β-砜基手性氨基化合物，而且式ⅰ中氮上的官能团可以被脱掉变成裸露的氨基；这样多种类的β-砜基手性氨基化合物可以为筛选可用于药物中间体或功能材料的分子提供潜在的研究基础。
另一方面，在上文所述的β-砜基手性氨基化合物的基础上，本申请实施例还提供了上述分子结构通式ⅰ的β-砜基手性氨基化合物的一种制备方法，包括如下步骤：
s01：提供如下结构通式表示的亲核试剂化合物a和共轭烯砜类化合物b：
s02：将所述亲核试剂化合物a和所述共轭烯砜类化合物b加入含有氮杂环卡宾催化剂和碱试剂的反应体系中，进行不对称迈克尔加成反应，得到结构通式如式ⅰ所示的β-砜基手性氨基化合物。
上述亲核试剂化合物a分子结构式中的fg1和fg2所代表的基团，与上文式i所示的β-砜基手性氨基化合物中fg1和fg2所代表的基团相同。共轭烯砜类化合物b分子结构式中的r1和r2所代表的基团，与上文式i所示的β-砜基手性氨基化合物中r1和r2所代表的基团相同。为了节约篇幅，在此不再赘述。
本申请采用的制备方法，活化后的氮杂环卡宾与迈克尔受体(共轭烯砜类化合物b)和亲核试剂化合物a，三者通过非共价相互作用形成刚性的过渡态，亲核试剂的亲核性由此增强，选择性从迈克尔受体的一边进攻双键，发生不对称迈克尔加成反应，生成β-砜基手性氨基化合物。该反应具有高对映选择性，可通过简单的化学转化手段得到具有潜在应用价值的β-砜基手性氨基化合物，极大拓展该类化合物的可设计性及应用前景，而且该制备方法采用简单的有机小分子不对称催化体系，反应过程安全可控，避免加热或者高压条件，简化了制备生产过程中操作，且底物原子利用率高，原料非常容易获得，反应无需其他添加剂，简化了操作步骤，缩短了反应路线，而且正向反应速率高，因此显著提高了生产效率，降低了生产成本。
上述步骤s01中，亲核试剂化合物a、共轭烯砜类化合物b均可以按照本领域常规方法制备获得，当然也可以直接市购获得。
上述步骤s02中，根据反应物共轭烯砜类化合物b所示的结构式可知，其具有β位不饱和共轭结构，在卡宾催化剂的作用下活化羰基，使得迈克尔受体的lumo(最低未占分子轨道)降低。此外，卡宾催化剂还通过与亲核试剂的非共价相互作用，使得亲核试剂的homo(最高占据轨道)升高。这样，使得两个底物反应的活化能降低，增加反应活性，还能通过手性控制，高效而绿色地制备具有高对映选择性、范围极其广泛的目标产物前体，进而通过简单的化学转化反应得到具有潜在应用价值的β-砜基手性氨基化合物。
氮杂环卡宾催化剂和碱试剂协同作用，使得该催化体系毒性低，提高了原子利用率和反应效率，副产物少。同时使得该反应过程安全可控，简化了制备生产过程中操作。其中，碱试剂对氮杂环卡宾试剂进行去质子化形成质子碱催化剂。
为了使得该协同催化体系发挥更有效的催化作用，氮杂环卡宾催化剂、碱试剂、亲核试剂化合物a和共轭烯砜类化合物b的摩尔比为(0.1-20):(1-20):(1-100):(1-150)。在一实施例中，氮杂环卡宾催化剂与碱试剂的摩尔比为(0.1-20):(0.1-20)，优选为(0.1-20):20。在一具体实施例中，氮杂环卡宾催化剂与碱试剂的摩尔比为1:1。
在一实施例中，碱试剂可以选择下述化合物中的至少一种：碳酸锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、碳酸氢钠、碳酸氢钾、磷酸钠、磷酸氢钠、磷酸二氢钠、磷酸钾、磷酸氢钾、磷酸二氢钾、1-氮杂双环[2.2.2]辛烷、dbu(1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯)、tbd(1,5,7-三叠氮双环(4.4.0)癸-5-烯)、三乙胺、二异丙基乙基胺、双三甲基硅基胺基锂、双三甲基硅基胺基钠、双三甲基硅基胺基钾、二异丙基氨基锂、正丁基锂、叔丁基锂、甲基锂、甲醇钠、乙醇钠、乙基硫醇钠。该优选的碱试剂特别的如有无机碱磷酸钾可以实现催化体系的完全无金属化，得到更具医药应用价值的目标产物。
在上述氮杂环卡宾催化体系作用下，使得上述不对称迈克尔加成反应在不同温度下可顺利进行，所适用的反应温度范围为-90℃-35℃，时间为6-48小时。。为了进一步提高反应效率，提高反应产物的对映选择性，在一实施例中，上述反应体系的反应温度为-90℃～0℃。在另一实施例中，上述反应体系的反应温度为-50℃～-40℃。在各优选反应的温度的环境中反应的时间应当使得上述反应物充分反应，如反应时间可以是6-48小时，或更长反应时间。
在上述反应体系中，可选择的加入一定量的溶剂。该溶剂包括但不限于甲苯、乙醚、四氢呋喃、二氯甲烷。对于本领域普通技术人员而言，根据本申请所述反应和公开的内容可以很容易的选择其它可以替代的溶剂。在一实施例中，该溶剂加入量为溶剂与催化剂的摩尔比可以使(1000-1000000)：1。
进一步地，上述氮杂环卡宾催化剂选自分子结构通式如下的含氮杂环化合物：
其中，q为四氟化硼阴离子或者氯离子，r3为c1-c20烷基、c1-c20杂烷基、芳基(c1-c20)烷基、杂芳基(c1-c20)烷基、芳基和取代的芳基中的任意一种。
上述β-砜基手性氨基化合物制备方法在氮杂环卡宾催化剂和碱试剂的协同作用，使得该催化体系毒性低，原子利用率和生产效率高，反应过程安全可控，简化了制备生产过程中操作。同时使得反应的残留物毒性降至最低，减少了生产过程对环境产生的污染，简化了反应后除去残留物的步骤和操作。另外，反应物原料非常容易获得，且反应前该类反应物无需进行额外的修饰，可以直接用于制备生产，简化了操作步骤，缩短了反应路线；显著降低了生产本低。其次，通过该方法还能灵活的调节氮杂环卡催化剂、碱试剂和反应物之间的比例和添加量，进一步提供高原子利用率和生产效率，降低副产物的生产，同时高效保证产物的对映选择性，而有机小分子不对称催化概念的引入使得该方法学的环境污染压力小。总之，该方法可通过简单的化学转化得到大量具有特殊官能团化中心的手性化合物(如氨基醇，氨基酸，氨基酮，及内酰胺衍生物等)，具有很好的应用前景。
下面结合具体实施例进行说明。
实施例1
本实施例提供了一种(r)-(苄氧基)(1,1,1-三氟-3-(苯磺酰基)丙-2-基)氨基甲酸叔丁酯及其制备方法，其结构式如下分子结构式i1所示：
其制备步骤如下：
在干燥的10ml试管中加入均三甲苯取代的茚醇衍生三氮唑卡宾催化剂(0.02mmol,0.2equiv.)，0.6ml无水甲苯，氩气置换三次，加入碱(0.02mmol,0.2eq)反应试管密封后在室温下搅拌30min。亲核试剂氨基甲酸叔丁酯(0.12mmol,1.2eq)缓慢加入反应体系中，于室温下搅拌0.5小时。对应的β-三氟甲基不饱和砜化合物(0.1mmol,1.0equiv.)缓慢加入反应体系中，所得混合物在室温下搅拌12小时。反应完毕后，反应液通过含硅胶的玻璃滴管过滤，乙醚冲洗后，滤液旋干，柱层析分离，得目标产物前体，无色油状液体，产率88％，94％ee。
相关表征分析，其结果为：1hnmr(400mhz,chloroform-d)δ7.92(dd,j＝8.4,1.3hz,2h),7.67(t,j＝7.5hz,1h),7.55(t,j＝7.8hz,2h),7.42–7.31(m,5h),5.27–5.18(m,1h),4.83(dd,j＝47.9,9.5hz,2h),3.91(dd,j＝15.0,10.1hz,1h),3.24(dd,j＝15.0,1.8hz,1h),1.58(s,9h).13cnmr(101mhz,chloroform-d)δ155.38,138.48,134.66,134.28,129.44,129.23,128.72,128.48,128.37,123.78(q,j＝283.2hz),83.75,78.10,55.26(q,j＝32.1hz),50.21,28.14.19fnmr(376mhz,chloroform-d)δ-72.87.hrms(esi-tof)[m+na]calculatedfor[c21h24f3no5sna]+482.1219,observed482.1219.hplc(chiralpak-od-hcolumn,99.5:0.5hexane/ethanol,flowrate:1.0ml/min):tmajor＝18.638min；tminor＝14.149min.[α]d25＝-35.2(c＝0.80inchcl3)；该结果进一步证实了产物分子结构正如上述分子结构i1。
实施例2
本实施例提供了一种手性(r)-(苄氧基)(1,1,1-三氟-3-(吡啶-2-基磺酰基)丙烷-2-基)氨基甲酸叔丁酯及其制备方法，其结构式如下分子结构式i8所示：
其制备步骤如下：
在干燥的10ml试管中加入均三甲苯取代的茚醇衍生三氮唑卡宾催化剂(0.02mmol,0.2equiv.)，0.6ml无水甲苯，氩气置换三次，加入碱(0.02mmol,0.2eq)反应试管密封后在室温下搅拌30min。亲核试剂氨基甲酸叔丁酯(0.12mmol,1.2eq)缓慢加入反应体系中，于室温下搅拌0.5小时。对应的β-三氟甲基不饱和砜化合物(0.1mmol,1.0equiv.)缓慢加入反应体系中，所得混合物在室温下搅拌12小时。反应完毕后，反应液通过含硅胶的玻璃滴管过滤，乙醚冲洗后，滤液旋干，柱层析分离，得目标产物前体，无色油状液体，产率95％，94％ee。
相关表征分析，其结果为：1hnmr(400mhz,chloroform-d)δ8.60(d,j＝4.6hz,1h),8.08–7.99(m,1h),7.92(td,j＝7.8,1.7hz,1h),7.48(ddd,j＝7.7,4.7,1.2hz,1h),7.36–7.30(m,5h),5.29–5.20(m,1h),4.85(dd,j＝70.0,9.3hz,2h),4.14(dd,j＝15.1,10.3hz,1h),3.76(d,j＝15.0hz,1h),1.54(s,9h).13cnmr(101mhz,chloroform-d)δ156.55,155.17,150.13,138.09,134.62,129.36,128.66,128.41,127.63,123.84(q,j＝283.3hz),122.33,83.54,78.10,55.28(q,j＝32.7hz),46.26,28.10.19fnmr(376mhz,chloroform-d)δ-72.88.hrms(esi-tof)[m+na]calculatedfor[c20h23f3n2o5sna]+483.1172,observed483.1170.hplc(chiralpak-ad-hcolumn,98:2hexane/ethanol,flowrate:1.0ml/min):tmajor＝15.571min；tminor＝22.009min.[α]d25＝-20.1(c＝0.80inchcl3)；该结果进一步证实了产物分子结构正如上述分子结构i2。
实施例3
本实施例提供了一种手性(r)-(苄氧基)(3,3,4,4,4-五氟-1-(苯基磺酰基)丁-2-基)氨基甲酸叔丁酯及其制备方法，其结构式如下分子结构式i3所示：
其制备步骤如下：
在干燥的10ml试管中加入均三甲苯取代的茚醇衍生三氮唑卡宾催化剂(0.02mmol,0.2equiv.)，0.6ml无水甲苯，氩气置换三次，加入碱(0.02mmol,0.2eq)反应试管密封后在室温下搅拌30min。亲核试剂氨基甲酸叔丁酯(0.12mmol,1.2eq)缓慢加入反应体系中，于室温下搅拌0.5小时。对应的β-五氟乙基不饱和砜化合物(0.1mmol,1.0equiv.)缓慢加入反应体系中，所得混合物在室温下搅拌12小时。反应完毕后，反应液通过含硅胶的玻璃滴管过滤，乙醚冲洗后，滤液旋干，柱层析分离，得目标产物前体，无色油状液体，产率80％，94％ee。
相关表征分析，其结果为：1hnmr(400mhz,chloroform-d)δ7.91(d,j＝7.1hz,2h),7.65(t,j＝7.5hz,1h),7.54(t,j＝7.7hz,2h),7.34(s,5h),5.72–5.03(m,1h),4.86(dd,j＝38.0,9.4hz,2h),4.01(dd,j＝15.0,10.0hz,1h),3.31(d,j＝15.1hz,1h),1.58(s,9h).13cnmr(101mhz,chloroform-d)δ155.00,134.69,134.24,129.40,129.12,128.67,128.50,128.46,128.31,118.52(qt,j＝286.8,35.1hz),113.06(tq,j＝259.636.2hz),83.85,77.74,53.65,49.41,28.07.19fnmr(376mhz,chloroform-d)δ-81.71(s,3h),-116.85(d,j＝275.3hz,1h),-123.88(d,j＝275.9hz,1h).hrms(esi-tof)[m+na]calculatedfor[c22h24f5no5sna]+532.1188,observed532.1190.hplc(chiralpak-ad-hcolumn,99:1hexane/ethanol,flowrate:1.0ml/min):tmajor＝7.785min；tminor＝6.726min.[α]d25＝-14.3(c＝0.80inchcl3)；该结果进一步证实了产物分子结构正如上述分子结构i3。
实施例4
本实施例提供了一种手性(r)-(苄氧基)(1,1-二氟-3-(苯磺酰基)丙-2-基)氨基甲酸叔丁酯及其制备方法，其结构式如下分子结构式i4所示：
其制备步骤如下：
在干燥的10ml试管中加入均三甲苯取代的茚醇衍生三氮唑卡宾催化剂(0.02mmol,0.2equiv.)，0.6ml无水甲苯，氩气置换三次，加入碱(0.02mmol,0.2eq)反应试管密封后在室温下搅拌30min。亲核试剂氨基甲酸叔丁酯(0.12mmol,1.2eq)缓慢加入反应体系中，于室温下搅拌0.5小时。对应的β-二氟甲基不饱和砜化合物(0.1mmol,1.0equiv.)缓慢加入反应体系中，所得混合物在室温下搅拌12小时。反应完毕后，反应液通过含硅胶的玻璃滴管过滤，乙醚冲洗后，滤液旋干，柱层析分离，得目标产物前体，无色油状液体，产率82％，90％ee。
相关表征分析，其结果为：1hnmr(400mhz,chloroform-d)δ7.97–7.90(m,2h),7.70–7.63(m,1h),7.55(dd,j＝8.4,7.1hz,2h),7.34(s,5h),5.85(td,j＝55.5,4.0hz,1h),5.03–4.79(m,1h),4.80(s,2h),3.72(dd,j＝14.9,9.3hz,1h),3.28(dd,j＝14.9,2.9hz,1h),1.55(s,9h).13cnmr(101mhz,chloroform-d)δ155.83,138.86,134.82,134.13,129.37,128.77,128.51,128.33,113.85(t,j＝247.8hz),83.34,78.07,56.33(t,j＝25.0hz),50.88,28.16.19fnmr(376mhz,chloroform-d)δ-123.12(d,j＝285.6hz),-127.32(d,j＝285.8hz).hrms(esi-tof)[m+na]calculatedfor[c21h25f2no5sna]+464.1314,observed464.1316.hplc(chiralpak-iccolumn,97:3hexane/ethanol,flowrate:1.0ml/min):tmajor＝19.441min；tminor＝15.416min.[α]d25＝-10.1(c＝0.80inchcl3)；该结果进一步证实了产物分子结构正如上述分子结构i4。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。