一种可见光驱动制备烷基取代甘氨酸衍生物的方法

本发明公开涉及有机合成化学，尤其涉及一种可见光驱动制备烷基取代甘氨酸衍生物的方法。

背景技术：

1、甘氨酸是最基本的α-氨基酸，它的直接衍生和修饰对含非天然氨基酸片段药物的合成具有重要意义(a:henninot,a.；collins,j.c.；nuss,j.m.,j.med.chem.,2018,61,1382-1414；b:sharma,k.；sharma,k.k.；sharma,a.；jain,r.,drug discov.today,2023,28,103464)。在过去的几十年里，化学家对功能化甘氨酸衍生物合成方法的研究兴趣日益浓厚(zhao,l.；li,c.-j.,angew.chem.int.ed.,2008,47,7075-7078)。其中，利用可见光驱动的α-c(sp3)-h键烷基化反应实现该类化合物的修饰与合成策略倍受关注。该策略以绿色、可持续的方式，精准、高效地合成多种多样的烷基取代甘氨酸衍生物(a:hari babu,m.；sim,j.,eur.j.org.chem.,2022,2022,e202200859；b:wang,c.；qi,r.；wang,r.；xu,z.,acc.chem.res.,2023,56,2110-2125)，具有较好应用价值和应用前景。

2、目前已报道的依照该策略的合成方法中，按照所使用的光催化剂种类可分为以下三种类型：(1)均相可见光驱动c(sp3)-h键烷基化，这些方法多采用过渡金属配合物或有机染料作为光催化剂吸收可见光并引发反应(a:leng,l.；ready,j.m.,acs catal.,2020,10,13196-13201；b:xin,h.；yuan,z.-h.；yang,m.；wang,m.-h.；duan,x.-h.；guo,l.-n.,greenchem.,2021,23,9549-9553)。(2)无添加光催化剂的可见光驱动c(sp3)-h键烷基化反应，这些反应中，电子给体-受体(eda)配合物往往可以形成并作为光催化剂催化反应进行(a:fu,m.-c.；shang,r.；zhao,b.；wang,b.；fu,y.,science,2019,363,1429-1434；b:crisenza,g.e.m.；mazzarella,d.,melchiorre,p.,j.am.chem.soc.,2020,142,5461-5476)。(3)可见光驱动c(sp3)-h键不对称烷基化，这些方法中，不对称过渡金属催化与可见光氧化还原催化完美进行了融合，实现了c(sp3)-烷基化甘氨酸衍生物立体选择性合成(a:wang,c.；guo,m.；qi,r.；shang,q.；liu,q.；wang,s.；zhao,l.；wang,r.；xu,z.,angew.chem.int.ed.,2018,57,15841-15846；b:che,c.；li,y.-n.；cheng,x.；lu,y.-n.；wang,c.-j.,angew.chem.int.ed.,2021,60,4698-4704)。上述方案在反应效率、选择性和适用底物范围方面取得了重大进展。然而，从绿色及可持续化学的角度来看，在催化剂的可重复使用性、反应灵活性和反应后处理程序的简便度等方面，有进一步改进的空间。

3、综上所述，研究利用简单易得的原料高效、精准合成烷基取代的甘氨酸衍生物具有重要意义。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明公开提供了一种可见光驱动制备烷基取代甘氨酸衍生物的方法，该方法使用具有可见光响应的二维共价有机框架作为非均相光催化剂，以便宜易得的原料实现了非均相可见光驱动脱羧烷基化反应，在温和的反应的条件下实现了烷基取代的甘氨酸衍生物的高效及高选择性合成。

2、本发明提供的技术方案，具体为，一种可见光驱动制备烷基取代甘氨酸衍生物的方法，以式(ⅰ)所示的甘氨酸衍生物，和式(ⅱ)所示的n-羟基邻苯二甲酰亚胺(nhpi)酯为起始原料，加入共价有机框架材料2d-cof-4，以有机溶剂为溶剂，在蓝色led灯下反应24小时，反应合成式(ⅲ)所示的烷基取代的甘氨酸衍生物，反应式如下：

3、

4、其中，r1为烷氧基或者胺基；r2为烷基；ar为芳基。

5、共价有机框架材料2d-cof-4的结构如下：

6、

7、优选地，所述r1烷氧基包括乙氧基、叔丁氧基、苄氧基；胺基为苄胺基等；所述r2烷基为环己基、环戊基、环丁基等。所述ar芳基为苯基、4-甲基苯基、4-异丙基苯基、4-甲氧基苯基等。

8、优选地，所述甘氨酸衍生物与n-羟基邻苯二甲酰亚胺(nhpi)酯的摩尔比为1:1.2。

9、优选地，所述的2d-cof-4的用量为4mg。

10、优选地，反应温度为室温。

11、优选地，反应在氩气中反应。

12、优选地，所述有机溶剂为乙醇或者二甲基亚砜。

13、优选地，其特征在于：所述的光源蓝色led灯共两盏，单灯功率为40w，峰值波长为456nm。

14、本发明提供了一种烷基取代的甘氨酸衍生物的合成方法，该方法避免了贵金属光催化剂的使用，反应中的非均相光敏剂易回收重复利用，底物适用范围广、官能团兼容性好；该方法可以成功应用于克级规模的放大实验，具有较好的工业应用前景；该方法使用了绿色溶剂乙醇，利于降低生产成本和生产风险，符合发展绿色环境友好化学的要求。

15、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明的公开。

技术特征：

1.一种可见光驱动制备烷基取代甘氨酸衍生物的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求书1中所述的方法，其特征在于：所述的r1烷氧基包括乙氧基、叔丁氧基、苄氧基；胺基包括苄胺基；所述的r2烷基包括环己基、环戊基、环丁基；所述ar芳基包括苯基、4-甲基苯基、4-异丙基苯基、4-甲氧基苯基。

3.根据权利要求书1中所述的方法，其特征在于：所述甘氨酸衍生物与n-羟基邻苯二甲酰亚胺(nhpi)酯的摩尔比为1:1.2。

4.根据权利要求书1中所述的方法，其特征在于：所述的2d-cof-4的用量为4mg。

5.根据权利要求书1中所述的方法，其特征在于：反应温度为室温。

6.根据权利要求书1中所述的方法，其特征在于：反应在氩气中反应。

7.根据权利要求书1所述的方法，其特征在于：所述有机溶剂为乙醇或者二甲基亚砜。

8.根据权利要求书1所述的方法，其特征在于：所述的蓝色led灯共两盏，功率为40w，峰值波长为456nm。

技术总结
本发明属于有机合成化学领域，涉及一种利用可见光驱动的脱羧烷基化反应制备烷基取代的甘氨酸衍生物的方法。该方法依次将甘氨酸衍生物、N‑羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)酯、2D‑COF‑4和有机溶剂混合，氩气环境中，在蓝色LED灯下反应24小时，得到烷基取代的甘氨酸衍生物。该方法避免了贵金属光催化剂的使用，反应中的非均相光敏剂易回收重复利用，底物适用范围广、官能团兼容性好；可以成功应用于克级规模的放大实验，具有较好的工业应用前景；使用了绿色溶剂乙醇，利于降低生产成本和生产风险，符合发展绿色环境友好化学的要求。

技术研发人员：杨晓博,田瑶,卜秀斌,王罗贺,鄂俊男
受保护的技术使用者：沈阳师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1