CN104151166B - 一种合成含多酯基取代环戊酮的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种合成含多酯基取代环戊酮的方法，属于化工技术领域，本发明提供的方法是在Cu催化剂作用下，烃基化试剂与衣康酸酯在溶剂中，于‑78～60℃温度下反应0.25～2小时，合成含多酯基取代环戊酮。该合成方法简单易行，反应条件温和，在室温下就可以制备；采用的Cu催化剂廉价，可有效降低成本；多酯基取代环戊酮收率与现有技术相比有较大提高。

Description

一种合成含多酯基取代环戊酮的方法
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种合成含多酯基取代环戊酮的方法。
背景技术
多酯基取代环戊酮含有多个官能团，可作为合成有重要应用价值的化合物(具有生物活性如杀菌等)的中间体。已有的文献方法采用烃基金属有机试剂与衣康酸酯间的反应合成这类化合物，Yamaguchi[1]采用乙基二氯化铝与衣康酸二甲酯的反应，以21％的收率得到环戊酮衍生物4-丙基-2,4-二甲氧基羰基-2-(2-甲氧基-2-氧代乙基)-环戊酮的立体异构体的混合物。Mitani[2]采用CuBr催化正丁基溴化镁与衣康酸二甲酯生成取代环戊酮的反应，以26％的收率得到4-戊基-2,4-二甲氧基羰基-2-(2-甲氧基-2-氧代)-乙基环戊酮的立体异构体的混合物，Frost[3]采用[Rh(COD)Cl]2催化苯基氯化锌与衣康酸酯反应，得到10％收率的环戊酮衍生物，同时生成69％的苄基丁二酸二甲酯。现有合成方法的产率均不高，高产率合成多酯基取代环戊酮的方法具有重要的应用价值。
[1]Yamaguchi,Kazumi；Yokota,Kazuaki；Takada,Yoshiyuki；Chemistry Letters；(1984)；p.543-546.
[2]Mitani,Michiharu；Pakjamsai,Chitsakon；Tsuchida,Teruko；Kudoh,Hidekazu；Journal ofChemical Research,Miniprint；nb.1；(2000)；p.112–128.
[3]Frost,Christopher G.；LeNotre,Jerome；Van Mele,David；Advanced Synthesis and Catalysis；vol.349；nb.3；(2007)；p.432-440.
发明内容
本发明为解决含多酯基取代环戊酮收率不高的问题，提供了一种在温和条件下，在廉价的Cu催化剂作用下，高收率地合成含多酯基取代环戊酮的方法。
本发明提供以下技术方案：一种合成含多酯基取代环戊酮的方法，所述的含多酯基取代环戊酮为环戊酮骨架上连有三个酯基的化合物，具体结构式(Ⅰ)如下：
所述方法是在Cu催化剂作用下，烃基化试剂与衣康酸酯在溶剂中，于-78～60℃温度下，反应0.25～2h合成含多酯基取代环戊酮。
进一步的，所述的烃基化试剂为R1 2Zn或R1ZnX1中的一种，或是由R1Li、R1 2Mg、R1MgX2与ZnX1 2组成的混合物，所述的X1、X2为Cl、Br或I中的一种；
所述R1为C1～C18的烃基，包括链状烷基、环烷基、含C-C不饱和键的链状或环状烃基、或含其它取代基的C1～C18的烃基，或C4～C14的芳基、取代芳基或芳基取代的烷基，所述的其它取代基为F、Cl、Br、I、NO2及C1～C12的烷基对应的烷氧基，所述的芳基选自C4～C14芳族部分，作为环结构的一部分，其任选的包含0、1或2个选自O、N和S的杂原子，具体指苯基、萘基、呋喃基、噻吩基、吡咯基、吡啶基、咪唑基、噁唑基、噻唑基，所述的取代芳基为芳基中一个或多个H原子被上述其它取代基取代的芳基。
进一步的，所述的衣康酸酯的结构式(Ⅱ)为：
其中R2、R3为与上述R1有相同范围的基团。
进一步的，所述的Cu催化剂为CuLmX3、CuLmX3 2、CuX3与L的混合物或CuX3 2与L的混合物；
其中X3为F、Cl、Br、I及CN中的一种，或为C1～C24的羧酸根或取代羧酸根，或为C1～C24的磺酸根或取代磺酸根，所述取代羧酸根或取代磺酸根的取代基为F、Cl、Br、I、NO2、CN及烷氧基中的一种；L为配体，为PR4R5R6、PR4R5(CH2)nPR4R5、Ar-(Ar’PR4R5)或(-Ar’PR4R5)2；其中R4、R5、R6为C1～C10的烷基、芳基或芳基中一个或多个H原子被上述取代基取代的取代芳基；Ar为芳基，Ar’为芳烃均裂两个C-H键所剩余的芳环骨架；m＝1，2，3；n＝1，2，…，10的整数。
进一步的，所述溶剂为沸点在30-200℃之间的醚类、芳烃类、腈类、酯类或卤代烃类，包括乙醚、丁醚、甲基叔丁醚、苯甲醚、苯乙醚、四氢呋喃、1,4-二氧六环、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、苯、甲苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷，所述溶剂为单一溶剂或上述溶剂的混合物。
进一步的，所述衣康酸酯与烃基化试剂的摩尔比为0.01：1～100：1；所述Cu催化剂的用量以摩尔百分比计为衣康酸酯的0.0001mol％～100mol％；配体L与铜盐CuX3或CuX3 2的摩尔比为1：1～10：1；所述溶剂与衣康酸酯的体积比为0.1：1～1000：1。
本发明的有益效果是：合成方法简单易行，反应条件温和，在室温下就可以制备；采用的Cu催化剂廉价，可以有效降低成本；多酯基取代环戊酮收率与现有技术相比有较大提高。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
氮气氛围下，向干燥的反应瓶中加入CuF(PPh3)3·2MeOH(28mg)、乙腈(3mL)、衣康酸二甲酯(0.474g)、搅拌，维持温度为0℃，加入二乙基锌的己烷溶液(15％，3mL)，搅拌30min，TLC检测衣康酸二甲酯基本完全反应。在冷却和搅拌下加入饱和氯化铵水溶液(5mL)和稀盐酸(2mol/L,2mL)，分相，水相用乙酸乙酯萃取(3×10mL)，合并后的乙酸乙酯相经碳酸氢钠溶液(5mL)洗涤、饱和食盐水洗涤(2mL)、无水硫酸钠干燥、浓缩，柱层析得到无色液体为3-(2-甲氧基-2-氧代乙基)-4-氧代-1-丙基环戊烷-1,3-二甲酸二甲酯异构体的混合物(0.386g，产率82％)。主要异构体MS(EI,70ev),m/z(％)：314(2,M+),282(8),255(6),244(6),223(29),195(14),172(2),163(11),156(95),140(3),127(100),113(6),99(10),79(6),69(10),59(12),41(7)；次要异构体MS(EI,70ev),m/z(％),314(3,M+),282(27),255(6),244(6),223(30),195(13),172(2),163(11),156(96),140(3),127(100),113(6),99(10),79(6),69(10),59(8),41(7)。
实施例2
氮气氛围下，干燥的反应瓶温度20℃，向其中加入CuF(4.1mg)，双(2-二苯基磷苯基)醚(27.6mg)及甲苯(1mL)，搅拌1h，加入衣康酸二乙酯(0.465g)、搅拌，降温至-20℃并维持这一温度，缓慢加入二乙基锌的己烷溶液(15％，2.8mL)，搅拌1h后加入饱和氯化铵水溶液(5mL)和稀盐酸(2mol/L,2mL)。分相，水相用乙酸乙酯萃取(3×10mL)，合并后的乙酸乙酯相经与实施例1中相同的后处理得到无色粘稠液体3-(2-乙氧基-2-氧代乙基)-4-氧代-1-丙基环戊烷-1,3-二甲酸二乙酯(0.403g，产率91％)。其主要异构体及次要异构体表征同实施例1。
实施例3
氮气氛围下，向冰水浴冷却的干燥的反应瓶中加入Cu(PPh3)3Cl(8.9mg)，衣康酸二甲酯(0.791g)、搅拌下加入苯基氯化锌溶液(0.5mol/L,3mL)，继续搅拌2h，升温至室温再搅拌1h。在冷却下加入饱和氯化铵水溶液(5mL)和稀盐酸(2mol/L,2mL)，分相，水相用乙酸乙酯萃取(3×10mL)，合并后的乙酸乙酯相经与实施例1中相同的后处理得到无色液体，为3-(2-甲氧基-2-氧代乙基)-4-氧代-1-苄基环戊烷-1,3-二甲酸二甲酯(0.564g，产率78％)。

Claims (3)

1.一种合成含多酯基取代环戊酮的方法，其特征在于：所述的含多酯基取代环戊酮为环戊酮骨架上连有三个酯基的化合物，具体结构式(Ⅰ)如下：
所述方法是在Cu催化剂作用下，烃基化试剂与衣康酸酯在溶剂中，于-78～60℃温度下，反应0.25～2h合成含多酯基取代环戊酮；所述的烃基化试剂为R1 2Zn或R1ZnX1中的一种，或是由R1Li、R1 2Mg、R1MgX2与ZnX1 2组成的混合物，所述的X1、X2为Cl、Br或I中的一种；所述R1为C1～C18的链状烷基；所述的衣康酸酯的结构为：其中R2、R3独立选自C1～C18的链状烷基；
所述的Cu催化剂为CuF(PPh3)3·2MeOH、CuF和双(2-二苯基磷苯基)醚、Cu(PPh3)3Cl。
2.根据权利要求1所述的一种合成含多酯基取代环戊酮的方法，其特征在于：所述的溶剂为乙醚、丁醚、甲基叔丁醚、苯甲醚、苯乙醚、四氢呋喃、1,4-二氧六环、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、苯、甲苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷中的单一溶剂或上述溶剂的混合溶剂。
3.根据权利要求1所述的一种合成含多酯基取代环戊酮的方法，其特征在于：所述衣康酸酯与烃基化试剂的摩尔比为0.01：1～100：1；所述Cu催化剂的用量以摩尔百分比计为衣康酸酯的0.0001mol％～100mol％；所述溶剂与衣康酸酯的体积比为0.1：1～1000：1。
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