本發(fā)明涉及有機化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種含硅手性且具有酯修飾的1,4-二氫苯并硅雜環(huán)己烷化合物及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、近年來，手性有機硅烷在不對稱催化、功能材料及生物活性分子等領(lǐng)域展現(xiàn)出獨特價值。特別是苯并硅雜環(huán)己烷骨架，因其剛性結(jié)構(gòu)和硅中心手性的可調(diào)控性，已成為構(gòu)建手性硅藥物分子的關(guān)鍵藥效團。然而，現(xiàn)有合成技術(shù)在該類結(jié)構(gòu)的精準構(gòu)建上仍存在顯著缺陷。
2、在傳統(tǒng)方法中，硅雜環(huán)丁烷（scb）的開環(huán)擴環(huán)反應(yīng)被認為是最具潛力的合成路徑。通過過渡金屬（如rh、pt）催化scb與不飽和烴的[2+2]環(huán)加成反應(yīng)，可構(gòu)建硅雜六元環(huán)骨架。但該方法存在三重局限性：（1）化學(xué)選擇性控制困難，特別是當?shù)孜锖型驶葮O性官能團時，副反應(yīng)發(fā)生率顯著增加；（2）硅手性中心構(gòu)建效率低下，現(xiàn)有不對稱催化體系對映選擇性普遍較低；（3）產(chǎn)物結(jié)構(gòu)單一，難以引入酯基等關(guān)鍵修飾基團，嚴重制約了后續(xù)藥物化學(xué)修飾。
3、近期研究嘗試通過硅氫化反應(yīng)構(gòu)建該類骨架，但面臨反應(yīng)條件苛刻）、底物適用范圍窄（僅限缺電子烯烴）等瓶頸。特別值得注意的是，現(xiàn)有方法合成的1,4-二氫苯并硅雜環(huán)己烷衍生物中，硅中心α位的酯基化修飾仍屬空白—而該結(jié)構(gòu)單元恰是增強分子膜穿透性、調(diào)控logp值的關(guān)鍵藥效元素。
4、盡管sommer-baum體系開創(chuàng)了scb化學(xué)的先河，但其衍生方法在構(gòu)建酯修飾的硅手性中心時面臨根本性挑戰(zhàn)：①強親核性的有機金屬試劑易與酯羰基發(fā)生副反應(yīng)；②現(xiàn)有催化劑難以同時調(diào)控si-c鍵活化選擇性與酯基兼容性。這導(dǎo)致目標產(chǎn)物的分離收率通常較低，且手性控制完全失效。
5、因此，開發(fā)一種能高效構(gòu)建酯修飾手性苯并硅雜環(huán)己烷的普適性方法，不僅將填補有機硅化學(xué)的技術(shù)空白，更將為中樞神經(jīng)系統(tǒng)藥物、抗腫瘤劑等靶向分子設(shè)計提供關(guān)鍵結(jié)構(gòu)模塊。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的是為解決以往合成方法低效難以獲得不同取代基的苯并硅雜環(huán)己烷化合物等問題，提出一種含硅手性且具有酯修飾的1,4-二氫苯并硅雜環(huán)己烷化合物及其制備方法和應(yīng)用。
2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
3、第一方面，本發(fā)明提供一種含硅手性且具有酯修飾的1,4-二氫苯并硅雜環(huán)己烷化合物，所述化合物具有如下式（i）所示的結(jié)構(gòu)式：
4、
5、式中，r1為氫、烷基、鹵素、鹵代烷基、烷氧基或苯基中的一種，r為烷基。
6、第二方面，本發(fā)明提供一種上述含硅手性且具有酯修飾的1,4-二氫苯并硅雜環(huán)己烷化合物的制備方法，其反應(yīng)條件溫和、方法簡單，可一步獲得多種不同取代基的高產(chǎn)率苯并硅雜環(huán)己烷化合物。所述的制備方法為通過苯并硅雜環(huán)丁烷與苯丙炔酯環(huán)加成硅烷化反應(yīng)來合成一類含硅手性且具有酯修飾的1,4-二氫苯并硅雜環(huán)己烷化合物。反應(yīng)式如下所示：
7、
8、具體反應(yīng)步驟為：在惰性氣體氛圍下，向反應(yīng)管中加入膦配體、金屬鈀催化劑、反應(yīng)介質(zhì)，攪拌10～20min后依次加入苯丙炔酯類化合物2和苯并硅雜環(huán)丁烷1，反應(yīng)完成后，蒸除溶劑得到粗產(chǎn)物，粗產(chǎn)物通過分離純化，得到所述含硅手性且具有酯修飾的1,4-二氫苯并硅雜環(huán)己烷化合物；其中r和r1的定義如前所述。
9、作為優(yōu)選，苯丙炔酯類化合物2和苯并硅雜環(huán)丁烷1的摩爾比為1:4～1:5。
10、作為優(yōu)選，金屬鈀催化劑為醋酸鈀，使用量為苯丙炔酯類化合物2摩爾量的3～5%。
11、作為優(yōu)選，所述膦配體的結(jié)構(gòu)式為：。
12、作為優(yōu)選，所述膦配體的使用量為苯丙炔酯類化合物摩爾量的8～12%，通過金屬催化劑與膦配體形成絡(luò)合物為催化劑前體，催化效率好，可得到高產(chǎn)率目標產(chǎn)物。
13、作為優(yōu)選，反應(yīng)溶劑選自2-甲基四氫呋喃、四氫呋喃、甲苯中的一種或多種。更為優(yōu)選為2-甲基四氫呋喃。
14、作為優(yōu)選，反應(yīng)溫度為30～40?℃，反應(yīng)時間為12～24?h。
15、第三方面，本發(fā)明提供上述含硅手性且具有酯修飾的1,4-二氫苯并硅雜環(huán)己烷化合物在作為發(fā)光材料中的應(yīng)用，其中的硅雜環(huán)戊二烯結(jié)構(gòu)因獨特的電子特性為發(fā)光材料研發(fā)提供了新方向。
16、第四方面，本發(fā)明提供上述含硅手性且具有酯修飾的1,4-二氫苯并硅雜環(huán)己烷化合物在作為藥物合成前體中的應(yīng)用。
17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
18、本發(fā)明以易于制備的非對稱苯丙炔酯為原料，以金屬催化劑鈀鹽與膦配體形成的絡(luò)合物為催化劑前體，催化劑前體參與到催化循環(huán)體系中，催化效率較高，通過添加劑用來控制產(chǎn)物的化學(xué)選擇性，可得到極高收率和高對映選擇性的目標產(chǎn)物，經(jīng)分子間的環(huán)加成硅烷化反應(yīng)高效合成了一系列含硅手性且具有酯修飾的1,4-二氫苯并硅雜環(huán)己烷化合物。催化劑前體為商品化試劑，在較低溫度下攪拌即可完成反應(yīng)，操作簡單，產(chǎn)率較高。粗產(chǎn)品經(jīng)過快速柱層析除雜后減壓濃縮可得純品，后處理方便。
19、綜上，本發(fā)明提供了一種與傳統(tǒng)的鏈狀硅烷環(huán)化反應(yīng)合成硅雜環(huán)化合物相比更為直接有效的方法，并且可獲得傳統(tǒng)方法無法制備的多種不同取代基的苯并硅雜環(huán)己烷化合物，所獲得的化合物及后續(xù)衍生物可廣泛應(yīng)用于材料化學(xué)和藥物化學(xué)領(lǐng)域。例如，如下式所示的衍生物可廣泛應(yīng)用于材料化學(xué)和藥物化學(xué)領(lǐng)域：
20、。
1.一種含硅手性且具有酯修飾的1,4-二氫苯并硅雜環(huán)己烷化合物，其特征在于，所述化合物具有如下式（i）所示的結(jié)構(gòu)式：
2.一種如權(quán)利要求1所述的含硅手性且具有酯修飾的1,4-二氫苯并硅雜環(huán)己烷化合物的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，苯丙炔酯類化合物2與苯并硅雜環(huán)丁烷1的摩爾比為1:4～5。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述金屬鈀催化劑為醋酸鈀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述金屬鈀催化劑的使用量為苯丙炔酯類化合物摩爾量的3～5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述膦配體的結(jié)構(gòu)式為：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述膦配體的使用量為苯丙炔酯類化合物摩爾量的8～12%。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，反應(yīng)介質(zhì)選自2-甲基四氫呋喃、四氫呋喃、甲苯中的一種或多種。
9.如權(quán)利要求1所述的含硅手性且具有酯修飾的1,4-二氫苯并硅雜環(huán)己烷化合物在作為發(fā)光材料中的應(yīng)用。
10.如權(quán)利要求1所述的含硅手性且具有酯修飾的1,4-二氫苯并硅雜環(huán)己烷化合物在作為藥物合成前體中的應(yīng)用。