专利摘要

本发明涉及一种手性氨基甲酸酯及其衍生物的合成方法。用有机胺为反应试剂，亲核加成到具有全同结构的内消旋环氧烷烃与CO2的交替共聚物并导致其降解，形成高对映体过量的有机小分子—手性氨基甲酸酯及其衍生物。该合成方法具有条件温和、原子经济性和产率高等绿色化学特征，聚碳酸酯在有机胺亲核加成降解过程中其手性碳原子的立体构型得到完全保持，产生对映体过量值高达99％的可功能化羟基氨基甲酸酯衍生物。氨基甲酸酯及其衍生物是重要的农药、医药的重要中间体，在天然产物全合成、药物分子设计都具有广泛的应用前景。

权利要求

1.一种手性氨基甲酸酯及其衍生物的合成方法，其特征在于，以具有全同结构的内消旋环氧烷烃与CO₂的交替共聚物手性聚碳酸酯为原料，有机胺对其发生亲核加成并导致其降解，形成对映体过量的氨基甲酸酯衍生物；反应方程式如下：

式中，R¹、R²为CH₃、CH₂CH₃、CH(CH₃)₂、C(CH₃)₃、CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₃CHCH₂CH₃、 Ph或Bn；R¹和R²相同或不同；

上述反应的合成温度为0～100℃，有机胺与碳酸酯单元的摩尔比为1～100:1，反应时间为1～72h。

2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述的具有全同结构的手性聚碳酸酯，其具体结构是：

3.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，所述的有机胺的结构通式为：

当有机胺为伯胺时，R¹＝H，R²＝CH₃、CH₂CH₃、CH(CH₃)₂、C(CH₃)₃、CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₃CHCH₂CH₃、 Ph或Bn；

当有机胺为仲胺时，R¹＝CH₃、CH₂CH₃、CH(CH₃)₂、C(CH₃)₃、CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₃CHCH₂CH₃、 Ph或Bn，R²＝CH₃、CH₂CH₃、CH(CH₃)₂、C(CH₃)₃、CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₃CHCH₂CH₃、 Ph或Bn。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于二氧化碳的聚碳酸酯材料的降解方法，应用有机胺为亲核试剂，对聚碳酸酯的羰基碳原子亲核加成，将其降解为反式的氨基甲酸酯衍生物。由于该反应不涉及聚合物的手性环境，其碳原子的立体化学构型保持不变，聚碳酸酯的立构规整性决定了有机小分子的对映体过量值。该反应具有条件温和、原子经济性和产率高等绿色化学特征，得到的氨基甲酸酯衍生物的对映体过量值最高达99％。此外，氨基甲酸酯衍生物的2-位具有羟基结构，可进行功能化改性。氨基甲酸酯衍生物是重要的农药、医药的重要中间体，在天然产物全合成、手性药物分子设计都具有广泛的应用前景。

背景技术

作为主要的有机小分子，氨基甲酸酯在诸多领域都具有广泛的应用。在农业上，氨基甲酸酯药物可以导致乙酰胆碱酯酶可逆失活，起到杀虫的作用，是常见的杀虫剂，像涕灭威、西维因农药、仲丁威、杀线威和灭多威等都含有氨基甲酸酯功能基团。此外，个别氨基甲酸酯药物亦可用于人类疾病的治疗，例如，作为胆碱酯酶抑制剂的新斯的明和卡巴拉汀，含有氨基甲酸酯官能团。像非尔氨酯，甲基眠尔通和泰巴氨酯等都是基于氨基甲酸酯的一类抗焦虑、肌肉松弛药物。此外，HIV蛋白酶抑制剂地瑞拉韦也具有氨基甲酸酯官能团。除了上述应用，氨基甲酸酯亦可以作为防腐剂，在日用品中也具有广泛的应用。

早在1948年，德国化学家Wurtz发现了异氰酸酯，多种亲核试剂都可以对其发生亲核加成，其中，异氰酸酯与醇的反应可以合成氨基甲酸酯。在异氰酸酯的合成方法中，叠氮类化合物与一氧化碳是制备异氰酸酯的常见方法，但是此反应反应条件苛刻，温度160～180℃，一氧化碳压力高达200～300atm。1979 年，Shohei Inoue应用金属钛配合物，催化有机胺、二氧化碳和环氧烷烃的反应，制备了单取代的氨基甲酸酯的衍生物(J.C.S.Perkin I，1979，3146-3149)。最近，北京大学焦宁教授应用二氯化钯为催化剂，催化叠氮类化合物、醇和一氧化碳的偶联反应，制备氨基甲酸酯。此外，同济大学赵晓明课题组应用金属铱配合物，实现了烯丙基氯、有机胺和CO₂的串联反应，制备取代的氨基甲酸酯。南开大学渠瑾教授应用有机催化剂硫代酰胺实现了外消旋的顺式氨基甲酸酯衍生物的动力学拆分，得到对映体过量的顺式的氨基甲酸酯(J.Org.Chem.2008,73,8558–8562)。

上述报道的氨基甲酸酯的合成方法存在如下缺陷：

1)反应产率低，反应条件苛刻。

2)得到的氨基甲酸酯衍生物的结构单一，很难进行功能化研究。

3)目前的报道多关注无手性或低对映体过量氨基甲酸酯的合成，很少有关于高对映体过量的反式氨基甲酸酯衍生物合成的报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在温和条件下制备高对映体过量的手性氨基甲酸酯及其衍生物的方法。

本发明方法的技术特点在于不需要金属催化剂，反应条件温和。所用的有机胺结构是仲胺或伯胺，所用的全同结构聚碳酸酯是用我们先前专利的双核钴催化剂催化内消旋环氧烷烃和CO₂不对称交替获得的共聚物。

一种手性氨基甲酸酯及其衍生物的合成方法，以具有全同结构的内消旋环氧烷烃与CO₂的交替共聚物手性聚碳酸酯为原料，有机胺对其发生亲核加成并导致其降解，形成对映体过量的氨基甲酸酯衍生物；反应方程式如下：

式中，R¹、R²为CH₃、CH₂CH₃、CH(CH₃)₂、C(CH₃)₃、CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₃CHCH₂CH₃、 (金刚烷基)、Ph或Bn；R¹和R²相同或不同；

上述反应的合成温度为0～100℃，有机胺与碳酸酯单元的摩尔比为1～100:1，反应时间为1～72h。

所述的具有全同结构的手性聚碳酸酯，其具体结构是：

所述的有机胺的结构通式为：

当有机胺为伯胺时，R¹＝H，R²＝CH₃、CH₂CH₃、CH(CH₃)₂、C(CH₃)₃、CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₃CHCH₂CH₃、 (金刚烷基)、Ph或Bn；当有机胺为仲胺时，R¹＝CH₃、CH₂CH₃、CH(CH₃)₂、C(CH₃)₃、CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₃CHCH₂CH₃、 (金刚烷基)、Ph或Bn，R²＝CH₃、CH₂CH₃、CH(CH₃)₂、C(CH₃)₃、CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₂CH₂CH₂CH₃、CH₃CHCH₂CH₃、  (金刚烷基)、Ph或Bn。

本发明提供制备手性氨基甲酸酯衍生物的方法具有以下效果和益处：

(1)反应不需要金属催化剂，无金属残留问题；

(2)反应条件相对温和，过程操作简便；

(3)产物氨基甲酸酯的分离产率高；

(4)得到的反式的氨基甲酸酯衍生物具有一个羟基，可进行功能化改性，其对映体过量值高达99％。

具体实施方式

以下结合技术方案详细叙述本发明的具体实施方式。

在50mL的圆底烧瓶中，将聚碳酸酯、有机胺和水溶于THF溶液。约定温度搅拌至约定时间，停止反应，待反应液冷却至室温，加入1M的稀盐酸，用乙酸乙酯萃取有机相三次，将有机相合并，经过饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，旋干溶剂，应用柱层析法(硅胶柱；展开剂：石油醚/乙酸乙酯＝1/1-10/1)分离提纯，旋除溶剂得到反式-2-羟基氨基甲酸酯及其衍生物。

表1高立构规整性聚碳酸酯的氨解反应

注1：有机胺、水和碳酸酯单元的摩尔比在1:5:1。

注2：产率是指分离产率。

一种手性氨基甲酸酯及其衍生物的合成方法专利购买费用说明

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1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

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Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

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