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一种环丙基联烯衍生物的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种环丙基联烯衍生物的合成方法。本发明以环丙乙炔为起始原料，制备环丙乙炔基金属盐并与醛反应制备环丙基炔丙醇衍生物，保护环丙基炔丙醇衍生物的羟基制备环丙基炔丙基醚或环丙基炔丙基酯，金属催化下环丙基炔丙基醚或环丙基炔丙基酯与格氏试剂的反应，最终得环丙基联烯。本发明解决了现有方法存在的原料不易获得以及价格昂贵等缺陷。本发明原料易得，并将环丙基首先引入，而将各种取代基官能团后引入，从而合成各种环丙基联烯的变数就取决于醛和最后一步反应的格氏试剂，由于格氏试剂由廉价易得(品种繁多)的卤代烃来制备，因此，本发明更适合于合成各种取代基的一系列环丙联烯。

Description

一种环丙基联烯衍生物的合成方法
技术领域
本发明涉及一种环丙基联烯衍生物的合成方法。更具体地，本发明涉及以易得的环丙乙炔和醛为原料，通过多步来合成环丙基联烯衍生物。
背景技术
由于具有累积双键，联烯(亦作丙二烯)是一类高活性的有机分子。它们可在温和条件下高选择性地发生各种有机反应，从而构建各种有用的有机分子骨架。因此，联烯是一种新型而有用的有机合成砌块。
环丙基联烯是联烯的一种。较高环张力的三元碳环的引入，使得环丙基联烯的反应比联烯更为复杂。在反应中，由于高度的环张力，三元碳环会破裂，从而能够生成一系列有用的化合物。例如，利用环丙基联烯的亲电加成反应，可以高顺反选择性地构建多取代1，3-己二烯分子骨架，反应的顺反选择性可以通过亲电试剂基团的大小来调控。因此，环丙基联烯亦是一种重要的有机合成砌块。
在本发明之前，目前的环丙基联由如下途迳来合成：首先由末端炔烃与碱反应、再与醛加成并水解制得取代炔丙基醇；通过保护制备炔丙基醚或酯；再通过溴化亚铜催化下与环丙基格氏试剂的反应制备环丙基联烯，即环丙烯联烯的已知合成路线：
Figure BSA00000681779600011
该方法的缺点在于，原料不易获得。在化学品市场，可购的末端炔烃种类有限，除了常见的苯乙炔之外，其它末端炔烃价格普遍昂贵。因此，使用目前的合成路线，难以合成种类繁多的各种取代基的环丙基联烯衍生物。
发明内容
本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种由易得原料合成一系列环丙基联烯衍生物的一种环丙基联烯衍生物的合成方法。
本发明的技术方案如下：
一种环丙基联烯衍生物的合成方法，其主要技术步骤在于：
(1)在室温下，用碱与环丙乙炔反应，生成环丙乙炔金属盐；
(2)再将环丙乙炔金属盐与醛反应并酸化水解后，生成环丙基炔丙基醇衍生物；
(3)再保护羟基生成环丙基炔丙基醚或环丙基炔丙基酯；
(4)再在金属催化剂催化下与格氏试剂反应，制备环丙基联烯衍生物；
(5)反应结束后产物用柱层析或制备薄层层析分离提纯。
在本发明中，与环丙基乙炔反应的碱可以是乙基溴化镁、丙基溴化镁、叔丁醇钾、正丁基锂、异丁基锂等，优选乙基溴化镁(便宜易得)；
在本发明中，使用的醛可以为多聚甲醛、苯甲醛、取代苯甲醛以及其它烷基和芳基醛。不同的醛可以控制产物末端的取代基；
在本发明中，保护环丙基炔丙基醇的羟基可以采用硫酸二甲酯、碘甲烷、乙酰氯、对甲苯磺酰氯等，优选硫酸二甲酯(廉价并且原子经济较高)；
在本发明中，最后一步催化格氏试剂与环丙基炔丙基醚(或酯)反应的金属催化剂可以是氯化亚铜、溴化亚铜、碘化亚铜、氯化镍、硫酸铜等，优选溴化亚铜(产率最高)；
所述产物的提纯使用柱层析或薄层层析，层析使用的展开剂为纯石油醚。
本发明利用易得环丙乙炔为起始原料制备环丙基联烯，该方法将环丙基首先引入，而将各种取代基官能团后引入。从而合成各种环丙基联烯的变数就取决于醛和最后一步反应的格氏试剂，由于格氏试剂由廉价易得(品种繁多)的卤代烃来制备，因此，本发明更适合于合成各种取代基的一系列环丙联烯。
附图说明
图1——实施例1中所用原料示意图。
图2——实施例1所得产物的分析谱(核磁共振氢谱)示意图。
图3——实施例2中不同碱的影响示意图。
图4——实施例3中不同保护基的影响示意图。
图5——实施例4中不同催化剂的影响示意图。
图6——实施例5中合成系列环丙基联烯示意图。
具体实施方式
下面的实施例对本发明进行更详细的阐述，而不是对本发明的进一步限定。
本发明提供了一种环丙基联烯的新合成路线。其创新性在于，将环丙基由原有合成路线的后引入策略改成先引入策略，以已有廉价化工级产品可购的环丙基乙炔为初始原料。这样，如果要合成各种取代基的环丙基联烯，则只需要变换最后一步格氏试剂的种类即可。而格氏试剂来自于卤代烃，在化学品市场，卤代烃产品的品种繁多，并且价格低廉。因此，本发明提供的方法，与原有方法相比，更有利于合成有各种取代基的一系列环丙基联烯衍生物，其应用范围更大，也更方便。
本发明提出的合成路线是：
Figure BSA00000681779600021
实施例1：
Figure BSA00000681779600031
该实施例具体投料表如图1所示。
在一个50mL圆底烧瓶中加入镁粉0.72g、一粒碘和搅拌子在室温(20℃)下抽真空，通氮气，加入30mL无水乙醚，滴加溴乙烷2.2mL搅拌。反应液逐渐变成浅灰色。1.5h后加入环丙乙炔2.5mL并继续搅拌，有气泡放出。1.5h后向反应容器中加入已研磨的聚甲醛0.75g，反应过夜。次日往体系中加入20mL1mol/L的稀盐酸并对反应液进行萃取(萃取剂：乙酸乙酯，30mL×3)。萃取液旋干后转移至50mL烧瓶中，加入搅拌子及1mL水。称取氢氧化钠1g用5mL水溶解后转移至烧瓶中，滴加硫酸二甲酯1.2mL，加热回流4h。加入20mL水，反应液用乙醚(30mL×3)萃取，无水硫酸钠干燥，旋干，制得环丙基炔丙基甲醚粗品，待用。
在一个50mL圆底烧瓶中加入镁粉、一粒碘和搅拌子在室温(20℃)下抽真空，通氮气，加入30mL乙醚，溴苯2.6mL搅拌。反应液逐渐变成浅灰色。1.5h后加入溴化亚铜0.18g，1min后加入先前制备的环丙基炔基醚粗品继续搅拌。2h后将反应液倒入饱和氯化铵水溶液中，用20mL乙醚萃取，水层再用乙醚萃取2次(每次用20mL乙醚)。合并有机层，用无水硫酸钠干燥，过滤，蒸去溶剂，残渣用柱层析分离，得到2.56克产物(浅黄色液体)，产率65％。产物的核磁共振谱如图2所示(600MHz，CDCl3)(与文献对照一致)。
实施例2：
使用其它碱代替乙基溴化镁，其它同实施例1，结果如图3所示不同碱的影响。结果表明，使用正丁基锂产率略高，但考虑到操作方便以及成本低廉，优选乙基溴化镁做碱。
实施例3：
使用其它方法保护环丙基炔丙基醇的羟基，其它同实施例1，结果如图4所示不同保护基的影响。结果表明，使用硫酸二甲酯保护产率最高(实施例1)，原子经济性高并且试剂价格便宜。
实施例4：
使用不同催化剂催化格氏试剂与环丙基炔丙基甲醚反应，其它同实施例1，结果如图5所示不同催化剂的影响。结果表明，使用溴化亚铜做催化剂，产率最高(实施例1)。
实施例5：
用其他醛替代多聚甲醛，用其它卤代烃代替溴苯，其他条件同实施例1，合成系列环丙基联烯：
Figure BSA00000681779600041
实验结果如图6所示。结果表明，反应具有广泛的应用范围，可以利用廉价易得的各种醛类和卤代烃，方便地合成一系列不同取代基的环丙基联烯。

Claims (6)

1.一种环丙基联烯衍生物的合成方法，其步骤在于：
(1)在室温下，用碱与环丙乙炔反应，生成环丙乙炔金属盐；
(2)再将环丙乙炔金属盐与醛反应并酸化水解后，生成环丙基炔丙基醇衍生物；
(3)再保护羟基生成环丙基炔丙基醚或环丙基炔丙基酯；
(4)再在金属催化剂催化下与格氏试剂反应，制备环丙基联烯衍生物；
(5)反应结束后产物用柱层析或制备薄层层析分离提纯。
2.根据权利要求1所述的一种环丙基联烯衍生物的合成方法，其特征在于步骤(1)的反应以环丙乙炔为起始原料。
3.根据权利要求1所述的一种环丙基联烯衍生物的合成方法，其特征在于步骤(1)中的碱是乙基溴化镁或丙基溴化镁或叔丁醇钾或氢化钠或正丁基锂敬叔丁基锂。
4.根据权利要求1所述的一种环丙基联烯衍生物的合成方法，其特征在于步骤(2)反应的另一原料为醛，即多聚甲醛或苯甲醛或取代苯甲醛或烷基醛。
5.根据权利要求1所述的一种环丙基联烯衍生物的合成方法，其特征在于将步骤(3)所述保护用硫酸二甲酯或碘甲烷或乙酰氯或对甲苯磺酰氯试剂，保护后将生成相应的环丙基炔丙基醚或酯。
6.根据权利要求1所述的一种环丙基联烯衍生物的合成方法，其特征在于步骤(4)使用金属催化剂环丙基炔丙基醚或酯与格式试剂的反应来制备环丙基联烯衍生物；其中，金属催化剂是环丙基炔丙基醚或溴化亚铜或氯化亚铜或碘化亚铜或氯化镍或硫酸铜。
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