CN106008181B - 一种γ-氯代丁酮衍生物的合成方法 - Google Patents

一种γ-氯代丁酮衍生物的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种γ‑氯代丁酮衍生物的合成方法，涉及到化学合成技术领域中内远端氯代脂肪酮的生产方法。以乙腈作为溶剂，二氯化锰为催化剂，三级环丁醇、三甲基氯硅烷(TMSCI)和2‑碘酰苯甲酸(IBX)发生反应，获得粗制品；再经过减压浓缩除去有机溶剂；用有机溶剂在硅胶柱上进行层析，即可获得精制品。合成路线为：

Description

一种γ-氯代丁酮衍生物的合成方法
技术领域
本发明涉及化学合成技术领域中内远端氯代脂肪酮的生产方法，特别涉及到γ-氯代丁酮衍生物的合成方法。
背景技术
γ-氯代丁酮衍生物是一类重要的有机合成中间体。近年来，γ-氯代丁酮衍生物在有机合成中的广泛应用，引起了人们的兴趣和关注，而γ-氯代丁酮衍生物的合成方法，也取得了较大的进展。
传统制备卤化物的方法，一般都是从相应的醇、羧酸、重氮化合物转变过来，但这些前体却不容易制备得到，而且对于远端含有羰基的卤化物的制备,传统方法例如步骤繁杂,催化剂昂贵的局限性就更加显现出来,且这一块的报导更是少之又少。
2016年,Organic Chemistry Frontiers第3卷第227页，报导了在硝酸银催化下，用三级环丁醇及其衍生物和N-氯代丁二酰亚胺反应，以较高的产率获得γ-氯代丁酮衍生物的文章。但反应在催化剂的经济性上还存在着一定的局限性,而且对于含有杂原子的化合物和含有大环类的化合物,该反应都不是太理想。
同年，Organic Letters第18卷684页，报导了一篇类似文章,该方法利用三氟甲磺酸银催化也制备出远端含有羰基的氯化物，但同样没能解决上述方法存在的诸如催化剂昂贵等一系列问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供利用三级环丁醇及其衍生物开环制备γ-氯代丁酮衍生物的方法，解决制备γ-氯代丁酮衍生物操作复杂、对反应环境要求高、催化剂昂贵等问题。
本发明的技术方案是：一种γ-氯代丁酮衍生物的合成方法，所述γ-氯代丁酮衍生物的分子式(通式)是：
其中：R为芳基或烷基
其特征在于，合成反应步骤包括：
(A).在反应设备中加入三级环丁醇、二氯化锰、三甲基氯硅烷和氧化剂；以乙腈作为溶剂，二氯化锰为催化剂，在25-50℃下进行反应一段时间，获得粗产品；
(B).将上述产物进行减压浓缩操作，以蒸去溶剂；
(C).用有机溶剂进行柱层析，即可获得高纯度的产物；
在此以(A)～(C)来表示上述步骤的先后次序。
所述环丁醇为1-苯基环丁醇或者其衍生物中的任意一种。
所述氧化剂可以是2-碘酰苯甲酸或者是二醋酸碘苯中的一种。
所述的三级环丁醇、三甲基氯硅烷、2-碘酰苯甲酸、二氯化锰的摩尔比为1：3：2：0.1。
所述在25-50℃下反应的反应时间为4h-18h。
所述有机溶剂柱为石油醚和乙酸乙酯的混合物。
所述石油醚：乙酸乙酯的体积比为20:1。
本发明所述的合成方法的方程式为：
原料 氧化剂 氯源 催化剂和溶剂产品；
其中：R为芳基或烷基。
合成反应所获得的高纯度的γ-氯代丁酮衍生物可以用核磁分析仪(INVOVA400)进行检测，测试条件为：400MHZ CDCl3。
本发明的优点是：本发明采用上述技术措施后，在整个反应过程中所使用的原料都是价格便宜且易获得的、催化剂便宜、且该方法适用范围广,对各种类型的化合物都有很好的适用性；整个反应的操作简单易行；大大减少了反应的成本；产率在80％左右，环境污染小，工业生产的经济效益也有所提高。
具体实施方式
实施例一：利用1-苯基环丁醇开环氯化，合成化合物。其分子式为：
在反应瓶中一次加入0.2mmol 1-苯基环丁醇、0.02mmol二氯化锰、0.6mmol三甲基氯硅烷、0.4mmol 2-碘酰苯甲酸和1mL乙腈，在50℃下反应6h，反应结束后浓缩蒸去溶剂，用石油醚：乙酸乙酯柱层析，所述石油醚：乙酸乙酯的体积比为20:1，然后得到纯品，收率86.8％，纯度98％。
经核磁分析：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.97(d,J＝7.6Hz,2H),7.57(dd,J＝7.2,7.2Hz,1H),7.46(dd,J＝7.6,7.6Hz,2H),3.67(t,J＝6.4Hz,2H),3.17(t,J＝6.8Hz,2H),2.26-2.19(m,2H).13C NMR(400MHz,CDCl3)δ198.5,136.3,132.7,128.2,127.5,44.2,34.8,26.3。
实施例二：利用1-(4-甲基)苯基环丁醇开环氯化，合成化合物。其分子式为：
在一反应管中一次加入0.2mmol 1-(4-甲基)苯基环丁醇、0.02mmol二氯化锰、0.6mmo l三甲基氯硅烷、0.4mmol 2-碘酰苯甲酸和1mL乙腈，在50℃下反应6h，反应结束后浓缩蒸去溶剂，用石油醚：乙酸乙酯柱层析，所述石油醚：乙酸乙酯的体积比为20:1，然后得到纯品，收率79.6％，纯度98％。
经核磁分析：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.89(d,J＝8.4Hz,2H),7.26(d,J＝8.0Hz,2H),3.67(t,J＝6.4Hz,2H),3.15(t,J＝6.8Hz,2H),2.41(s,3H),2.25-2.19(m,2H).13C NMR(400MHz,CDCl3)δ198.1,143.6,133.8,128.8,127.7,44.3,34.7,26.4,21.2。
实施例三利用1-(4-叔丁基)苯基环丁醇开环氯化，合成化合物。其分子式为：
在一反应管中一次加入0.2mmol 1-(4-叔丁基)苯基环丁醇、0.02mmol二氯化锰、0.6mmo l三甲基氯硅烷、0.4mmol 2-碘酰苯甲酸和1mL乙腈，在50℃下反应7h，反应结束后减压蒸去溶剂，用石油醚：乙酸乙酯柱层析，所述石油醚：乙酸乙酯的体积比为20:1，然后得到纯品，收率80％，纯度98％。
经核磁分析：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.92(d,J＝8.4Hz,2H),7.49(d,J＝8.4Hz,2H),3.68(t,J＝6.4Hz,2H),3.16(t,J＝6.8Hz,2H),2.26-2.20(m,2H),1.35(s,9H).13C NMR(400MHz,CDCl3)δ198.2,156.5,135.7,133.7,127.5,125.1,44.3,34.7,30.6,26.4。
实施例四利用1-(4-氯)苯基环丁醇开环氯化，合成化合物。其分子式为：
在一反应管中一次加入0.2mmol 1-(4-氯)苯基环丁醇、0.02mmol二氯化锰、0.6mmo l三甲基氯硅烷、0.4mmol 2-碘酰基苯甲酸和1mL乙腈，在50℃下反应7h，反应结束后减压蒸去溶剂，用石油醚：乙酸乙酯柱层析，所述石油醚：乙酸乙酯的体积比为20:1，然后得到纯品，收率88.2％，纯度98％。
经核磁分析：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.92(d,J＝8.4Hz,2H),7.44(d,J＝8.4Hz,2H),3.68(t,J＝6.0Hz,2H),3.15(t,J＝6.8Hz,2H),2.26-2.19(m,2H).13C NMR(400MHz,CDCl3)δ197.2,139.2,134.6,128.9,128.5,44.1,34.8,26.2。
实施例五利用1-正己烷基环丁醇开环氯化，合成化合物。其分子式为：
在一反应管中一次加入0.2mmol 1-正己烷基环丁醇、0.02mmol二氯化锰、0.6mmol三甲基氯硅烷、0.4mmol 2-碘酰苯甲酸和1mL乙腈，在50℃下反应4h，反应结束后减压蒸去溶剂，用石油醚：乙酸乙酯柱层析，所述石油醚：乙酸乙酯的体积比为20:1，然后得到纯品，收率69.5％，纯度98％。
经核磁分析：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ3.51(t,J＝6.4Hz,2H),2.53(t,J＝6.8,Hz,2H),2.35(t,J＝7.2Hz,2H),2.01-1.94(m,2H),1.52-1.48(m,2H),1.21-1.19(m,6H),0.81(t,J＝6.4Hz,3H).13C NMR(400MHz,CDCl3)δ209.7,44.1,42.6,38.7,31.1,28.4,25.8,23.4,22.0,13.6。
实施例六 利用2-苯并呋喃环丁醇开环氯化，合成化合物。其分子式为：
在一反应管中一次加入0.2mmol 2-苯并呋喃环丁醇、0.02mmol二氯化锰、0.6mmol三甲基氯硅烷、0.4mmo l二醋酸碘苯和1mL乙腈，在25℃下反应7h，反应结束后减压蒸去溶剂，用石油醚：乙酸乙酯柱层析，所述石油醚：乙酸乙酯的体积比为20:1，然后得到纯品，收率72.1％，纯度98％。
经核磁分析：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.64(d,J＝8.0Hz,1H),7.51(d,J＝8.4Hz,1H),7.47(s,1H),7.43-7.39(m,1H),7.24(dd,J＝7.2,8.0Hz,1H),3.61(t,J＝6.4Hz,2H),3.11(t,J＝6.8Hz,2H),2.22-2.16(m,2H).13C NMR(400MHz,CDCl3)δ189.6,155.2,151.9,127.9,126.5,123.5,122.9,112.4,112.0,44.0,35.2,26.1。
实施例七利用具有并环结构的环丁醇的开环氯化，合成氯代环酮。其反应式为：
在一反应管中一次加入0.2mmol环丁醇、0.02mmol二氯化锰、0.6mmol三甲基氯硅烷、0.4mmol 2-碘酰苯甲酸和1mL乙腈，在25℃下反应8h，反应结束后减压蒸去溶剂，用石油醚：乙酸乙酯柱层析，所述石油醚：乙酸乙酯的体积比为20:1，然后得到纯品，收率61.5％，纯度98％。
经核磁分析：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.57(d,J＝8.0Hz,1H),7.40-7.36(m,1H),7.29-7.25(m,1H),7.12-7.10(m,1H),5.22(dd,J＝4.0,4.0Hz,1H),2.67-2.64(m,2H),2.32-2.25(m,1H),2.16-2.07(m,1H),1.78-1.55(m,4H).13C NMR(400MHz,CDCl3)δ209.6,138.6,137.0,129.7,128.4,127.9,125.2,60.3,45.1,36.4,25.1,21.6。
附表：
参加反应的还有：二氯化锰、三甲基氯硅烷及乙腈。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种γ-氯代丁酮衍生物的合成方法，所述的γ-氯代丁酮衍生物分子式(通式)是：
其中：R为芳基或烷基或杂芳基；
其特征在于，合成反应步骤包括：
(A).在反应设备中三级环丁醇、三甲基氯硅烷和氧化剂，所需的氧化剂可以是2-碘酰苯甲酸或者二醋酸碘苯中一种；以乙腈作为溶剂，
二氯化锰为催化剂，在25-50℃下进行反应一段时间，获得粗产品；
(B).将上述产物进行减压浓缩操作，以蒸去溶剂；
(C).用有机溶剂进行硅胶柱层析，即可获得高纯度的产物；
在此以(A)～(C)来表示上述步骤的先后次序。
2.根据权利要求1所述的一种γ-氯代丁酮衍生物的合成方法，其特征在于：所述三级环丁醇为1-芳基环丁醇或者1-杂芳基环丁醇或者1-烷基环丁醇中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种γ-氯代丁酮衍生物的合成方法，其特征在于：所述三级环丁醇、三甲基氯硅烷、2-碘酰苯甲酸、二氯化锰的摩尔比为1：3：2：0.1。
4.根据权利要求1所述的一种γ-氯代丁酮衍生物的合成方法，其特征在于：所述在50℃下反应的反应时间为4h-18h。
5.根据权利要求1所述的一种γ-氯代丁酮衍生物的合成方法，其特征在于：所述柱层析所用有机溶剂为石油醚和乙酸乙酯的混合物。
6.根据权利要求5所述的一种γ-氯代丁酮衍生物的合成方法，其特征在于：所述柱层析所用有机溶剂中所述石油醚：乙酸乙酯的体积比为20:1。
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