伯胺参与的3-脱氢莽草酸甲酯的转化和利用

The resources of Chinese star anise (Illicium verum Hook. f.) constitute to be the characteristic strategic resources in our country, for China produces more than 85 percent of the global supply of this plant biomass. (-)-Shikimic acid, the major water soluble component of Chinese star anise, has turned out be an important renewable biomass. With the diminishing of fossil fuel reserves, the conversion of abundant, renewable biomass to various organic chemicals, promoting diverse derivations and realising sustainable applications are becoming increasingly important and challenging research areas in organic chemistry. Although (-)-shikimic acid has been industrailly used as the key precursor for the synthesis of the antiviral agent Tamiflu, the applicability of which has not yet been fully exploited as an abuntant, renewable, non-food biomass feedstock. Based upon the primary results concerning the aromatization of (-)-methyl-3-dehydroshikimate, a derivative readily obtained from (-)-shikimic acid, we intend to explore in this project the condensation reactions between (-)-methyl-3-dehydroshikimate and various primary amines, including alkylamines, arylamines, amino acids, amino alcohols and hetercyclic amines under mild and transition-metal-free conditions, affording diarylamines, alkylarylamines, N-aryl amino acids, N-aryl amino alcohols, hetercyclic arylamines, the tandem reaction products, and the non-aromatization products respectively, through facile and efficient processes.

八角为我国特色战略资源，产量占世界总产量的85%。八角中所含主要水溶性组分为莽草酸，属重要的可再生生物质资源。随着世界石油资源的日益枯竭，以丰富、廉价、可再生的替代资源来制备各种有机化合物，进行多样化衍生并实现可持续开发是当今有机化学领域具有重要意义和挑战性的课题。莽草酸作为制备抗病毒药物"达菲"的关键原料的重要价值已得到公认。但莽草酸作为可经多种途径大量获取的、可再生、非粮生物质资源，其转化应用空间尚未被充分挖掘。申请人在由莽草酸成功制备得到3-脱氢莽草酸甲酯并掌握其芳构化规律的基础上，本课题拟开展3-脱氢莽草酸甲酯与多种伯胺类化合物（包括烷基伯胺、芳基伯胺、氨基酸、氨基醇、杂环伯胺等）的反应研究，无需贵金属催化，简捷、高效地完成缩合及芳构化反应，得到多种N-芳基化产物(包括二芳基胺、烷基芳基胺、N-芳基化氨基酸及氨基醇、芳基杂环基胺等)、串联反应产物，并对非芳构化产物进行合成与表征。

八角为我国特色战略资源，产量占世界总产量的85%。八角中所含主要水溶性组分为莽草酸，属重要的可再生生物质资源。随着世界石油资源的日益枯竭，以丰富、廉价、可再生的替代资源来制备各种有机化合物，进行多样化衍生并实现可持续开发是当今有机化学领域具有重要意义和挑战性的课题。莽草酸作为制备抗病毒药物“达菲”的关键原料的重要价值已得到公认。但莽草酸作为可经多种途径大量获取的、可再生、非粮生物质资源，其转化应用空间尚未被充分挖掘。申请人在由莽草酸成功制备得到3-脱氢莽草酸甲酯并掌握其芳构化规律的基础上，本课题拟开展3-脱氢莽草酸甲酯与多种伯胺类化合物（包括烷基伯胺、芳基伯胺、氨基酸、氨基醇、杂环伯胺等）的反应研究，无需贵金属催化，简捷、高效地完成缩合及芳构化反应，得到多种N-芳基化产物(包括二芳基胺、烷基芳基胺、N-芳基化氨基酸及氨基醇、芳基杂环基胺等)、串联反应产物，并对非芳构化产物进行合成与表征。.研究内容包括：⑴ 进行伯胺参与的3-MDHS芳构化衍生，得到多种N-芳基化产物，所采用的伯胺类化合物包括：烷基伯胺、芳基伯胺、氨基酸酯、氨基醇、杂环伯胺等，经缩合及两种芳构化反应得到含酚羟基的烷基芳基胺、二芳基胺、N-芳基化氨基酸、N-芳基化氨基醇、杂环基芳基胺等。⑵ 探索上述反应产物在具备适当的官能团的情况下发生串联反应的方法学。⑶ 探索3-MDHS与部分含游离伯胺基的化合物，如肼及酰肼类化合物发生非芳构化反应，形成保留莽草酸骨架中手性羟基的多元醇亚胺、多元醇腙或偶氮苯类衍生物的方法学，完成相关化合物的合成与表征。.重要结果：1、摸清3-MDHS与肼类化合物反应的选择性规律；2、建立基于3-MDHS的氨基酸N-芳基化方法；3、实现N-取代二氢苯并噁嗪的构建；4、建立基于3-MDHS的N-芳基化苯并恶唑酮的合成方法；5、建立基于3-MDHS的N-芳基化苯并噁嗪酮的合成方法；6、建立基于3-MDHS的N-芳基化二苯并6-8员杂环化合物的合成方法。7、摸清丙二腈及氰乙酸酯参与的3-MDHS缩合-芳构化-环合串联反应规律；8、建立基于3-MDHS的2-烷氨基-3-氰基苯并呋喃类化合物的合成方法。9、建立基于3-MDHS构建N-取代苯并呋喃并[2,3-d]嘧啶-4-胺类化合物的合成方法，证实该类化合物具有良好的EGFR酪氨酸激酶抑制活性且为一种全新的母核。