CN107915650A - 一种选择性制备烯氨酮化合物的α‑酰氧基化或β‑酰氧基化产物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种选择性制备烯氨酮化合物的α‑酰氧基化或β‑酰氧基化产物的方法，选择性制备烯氨酮化合物的α‑酰氧基化产物时，将烯氨酮化合物和PIDA按1.0：1.3的比例加入到三氟乙醇中，室温下搅拌0.5～3小时，即得；选择性制备烯氨酮化合物的β‑酰氧基化产物时，将烯氨酮化合物和PIDA按(1：1)～(1：2)的比例加入到反应容器中，再加水和溶剂，室温下搅拌3～6小时，即得；本发明工艺简单，反应条件温和，能够有效且高收率得到烯胺化合物的α‑乙酰氧基化的产物，并且能选择性使烯胺化合物的β‑乙酰氧基化并发生重排得到β‑乙酰氧基α,β‑不饱和酰胺化合物。
Description
技术领域
本发明属于有机合成方法学技术领域，具体涉及一种通过位点选择性sp2C-H官能化制备烯氨酮化合物的α-酰氧基化或β-酰氧基化产物的方法。
背景技术
因为烯氨酮类化合物保留了活性的烯氨片段，可以发生多种官能团的转化，而且共轭羰基的存在又使得其相对稳定。近年来利用烯氨酮类化合物作为合成方法学起始原料进行的研究开始兴起，在该领域的研究中，江西师范大学的万结平团队利用此底物取得了不少研究进展。
2014年，万结平课题组利用烯氨酮类化合物作为底物，在2.0当量乳酸的水溶液中，90℃的条件下，得到1,3,5-三酰基苯化合物的绿色合成，此方法最大的优点在于不使用任何金属类催化剂就可以实现这种转化，而制备烯氨酮类化合物的α-酰氧基化或β-酰氧基化产物的方法且R基团是长链烷烃的情况下，也能有80％左右的收率。
在2016年，万结平课题组利用烯氨酮类化合物作为底物，在PIDA的作用下，用铜催化剂史无前例地使烯氨中的C＝C断裂，基于此键的级联转换裂解导致各种α-酮酰胺的合成。同位素标记实验表明，新羰基生成过程中的氧原子来源于水。
在底物的方法学研究上，直接使烯胺实现分子间C(sp2)-O形成，达到烯胺化合物的直接酰氧基化为醋酸乙烯酯的研究也有不同的进展。
早在2012年，天津大学的赵康教授课题组已经通过使用碘酰苯(PhIO)作为氧化剂来使烯胺与各种羧酸(包括N-保护的氨基酸)之间实现分子间C(sp2)-O形成，达到烯胺酮化合物的直接β-酰氧基化(α-酰氧基化)。并且可进一步方便地通过环化脱水转化成取代的恶唑化合物。该研究工作中也发现过量羧酸可有效地降低β-酰氧基化(α-酰氧基化)的产率，但是该方法由于R1基团的限制，在酰氧基化中并没有得到α-酰氧基化(β-酰氧基化)的产物。
在2015年，长春应化所的董德文研究员课题组发展了通过三价碘试剂二乙酰氧基碘苯(PIDA)在非常温和的条件下介导氧化1-烯氨酰基-1-氨基甲酰基环烷烃(1)巧妙而有效地合成螺环稠合的二氢呋喃-3(2H)-酮类化合物(2)，在这个反应中，意外地得到了sp2C-H官能化合成醋酸乙烯酯类化合物1-烯氨酰基-1-氨基甲酰基环烷烃(3)，但是在这项研究工作中，醋酸乙烯酯类化合物1-烯氨酰基-1-氨基甲酰基环烷烃(3)只是作为发现的一种副产物，产率很低(28％)，而且并没有得到烯氨α-酰氧基化的产物，而且由于R2基团的限制，并没有得到β-酰氧基化的产物。
使烯胺酮实现选择性α-酰氧基化(β-酰氧基化)的研究却鲜有报道。不过在1978年，德国伯尔尼大学有机化学研究所的Beat Hurni团队报道了利用炔氨酮和羧酸进行一分子的迈克尔加成生成α-酰氧基化(β-酰氧基化)的烯胺，然后进一步发生重排迁移后得到β-乙酰氧基α,β-不饱和酰胺化合物，该方法虽然首次报道了α-酰氧基化(β-酰氧基化)的烯胺酮的重排反应，但是第一步却是迈克尔加成得到的，没有通过sp2C-H活化得到这种化合物。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术的不足，提供一种选择性制备烯氨酮类化合物的α-酰氧基化或β-酰氧基化产物的方法，本发明通过位点选择性sp2C-H官能化可以合成不同的醋酸乙烯酯，反应条件温和，绿色环保，并且收率高。本发明可以选择性地进行烯氨酮选择性sp2C-H官能化，使C(sp2)-O形成，达到烯胺酮化合物的酰氧基化的目的。
本发明所采用的技术方案是：
一种选择性制备烯氨酮化合物的α-酰氧基化或β-酰氧基化产物的方法：
a.选择性制备烯氨酮化合物的α-酰氧基化产物的方法：将烯氨酮化合物和PIDA(二乙酰氧基碘苯)按当量比1.0：1.3的比例加入到反应溶剂中，室温下搅拌0.5～3小时，即得烯氨酮化合物的α-酰氧基化产物；
b.选择性制备烯氨酮化合物的β-酰氧基化产物的方法：将烯氨酮化合物和PIDA按当量比(1：1)～(1：2)的比例加入到反应容器中，再向反应容器中加入水以促进β-酰氧基化产物的生成，最后加入溶剂，室温下搅拌3～6小时，即得烯氨酮化合物的β-酰氧基化产物。
进一步，所述烯氨酮化合物为(E)-1-苯基-3-二甲氨基-2-丙烯酮、(E)-1-苯基-3-(1-四氢吡咯基)-2-丙烯酮、(E)-1-(4-硝基苯基)-3-二甲氨基-2-丙烯酮或(1E,4E)-1-苯基-5-二甲氨基-1,4戊二烯-3-酮中的任意一种。
进一步，选择性制备烯氨酮化合物的α-酰氧基化产物时，反应溶剂选自乙腈、邻二氯乙烷、二甲基亚砜、甲苯、乙醇、乙酸或三氟乙醇中的任意一种，优选为三氟乙醇。
进一步，选择性制备烯氨酮化合物的β-酰氧基化产物时，烯氨酮化合物和PIDA的当量比为1：2。
进一步，选择性制备烯氨酮化合物的β-酰氧基化产物时，烯氨酮化合物和反应容器中加入的水的当量比为(1：1)～(1：10)。
进一步，选择性制备烯氨酮化合物的β-酰氧基化产物时，溶剂选自乙腈、邻二氯乙烷、四氢呋喃、甲苯、乙醇、乙酸或三氟乙醇中的任意一种，优选为乙腈。
本发明的有益效果是：工艺条件简单，反应条件温和，绿色，能够有效且高收率得到烯氨酮sp2C-H官能化，使C(sp2)-O形成，得到烯胺化合物的α-乙酰氧基化的产物，并且能选择性使烯胺化合物的β-乙酰氧基化并发生重排得到β-乙酰氧基α,β-不饱和酰胺化合物，这是第一次由烯氨酮选择性sp2C-H乙酰氧基化并重排得到β-乙酰氧基α,β-不饱和酰胺化合物的方法。
附图说明
图1是实施例1的烯胺酮化合物的α-乙酰氧基化产物的1H NMR图谱；
图2是实施例1的烯胺酮化合物的α-乙酰氧基化产物的13C NMR图谱；
图3是实施例1的烯胺酮化合物的β-乙酰氧基化产物的1H NMR图谱；
图4是实施例1的烯胺酮化合物的β-乙酰氧基化产物的13C NMR图谱；
图5是实施例4的烯胺酮化合物的β-乙酰氧基化产物的单晶结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
本发明总的化学反应方程式如下：
实施例1
第一部分：选择性制备烯氨酮化合物的α-酰氧基化产物；
将(E)-1-苯基-3-二甲氨基-2-丙烯酮和PIDA按当量比1.0：1.3的比例(分别称取0.20mmol和0.26mmol)加入到圆底烧瓶中，再加入反应溶剂三氟乙醇(TFE)(2.0mL)在室温条件下空气中搅拌0.5～3小时，即可选择性地得到化合物(Z)-1-苯基-2-乙酰氧基-3-二甲胺基-2-丙烯酮,收率为83％；产物的1H NMR图谱见图1，13C NMR图谱见图2。
第二部分：选择性制备烯氨酮化合物的β-酰氧基化产物；
将(E)-1-苯基-3-二甲氨基-2-丙烯酮和PIDA按当量比1.0：2.0的比例(分别称取0.20mmol和0.40mmol)加入到圆底烧瓶中，再加入2.0当量的水(0.40mmol)和反应溶剂乙腈(2.0mL)，在室温条件下空气中搅拌3～6小时，即可选择性地得到化合物(Z)-N,N-二甲基-3-苯基-3-乙酰氧基-2-丙烯酰胺，收率为73％；产物的1H NMR图谱见图3，13C NMR图谱见图4。
实施例2
第一部分：选择性制备烯氨酮化合物的α-酰氧基化产物；
将(E)-1-苯基-3-(1-四氢吡咯基)-2-丙烯酮和PIDA按当量比1.0：1.3的比例(分别称取0.20mmol和0.26mmol)加入到圆底烧瓶中，再加入反应溶剂三氟乙醇(TFE)(2.0mL)在室温条件下空气中搅拌0.5～3小时，即可以71％的较高收率选择性地得到化合物(Z)-1-苯基-2-乙酰氧基-3-(1-四氢吡咯基)-2-丙烯酮，收率为71％；
第二部分：选择性制备烯氨酮化合物的β-酰氧基化产物；
将(E)-1-苯基-3-(1-四氢吡咯基)-2-丙烯酮和PIDA按当量比1.0：2.0的比例(分别称取0.20mmol和0.40mmol)加入到圆底烧瓶中，再加入2.0当量的水(0.40mmol)和反应溶剂乙腈(2.0mL)，在室温条件下空气中搅拌3～6小时，即可选择性地得到化合物(Z)-1-(1-四氢吡咯基)-3-苯基-3-乙酰氧基-2-丙烯酰胺，收率为90％。
实施例3
第一部分：选择性制备烯氨酮化合物的α-酰氧基化产物；
将(E)-1-(4-硝基苯基)-3-二甲氨基-2-丙烯酮和PIDA按当量比1.0：1.3的比例(分别称取0.20mmol和0.26mmol)加入到圆底烧瓶中，再加入反应溶剂三氟乙醇(TFE)(2.0mL)在室温条件下空气中搅拌0.5～3小时，即可选择性地得到化合物(Z)-1-(4-硝基苯基)-2-乙酰氧基-3-二甲胺基-2-丙烯酮，收率为86％；
第二部分：选择性制备烯氨酮化合物的β-酰氧基化产物；
将(E)-1-(4-硝基苯基)-3-二甲氨基-2-丙烯酮和PIDA按当量比1.0：2.0的比例(分别称取0.20mmol和0.40mmol)加入到圆底烧瓶中，再加入2.0当量的水(0.40mmol)和反应溶剂乙腈(2.0mL)，在室温条件下空气中搅拌3～6小时，即可选择性地得到化合物(Z)-N,N-二甲基-3-(4-硝基苯基)-3-乙酰氧基-2-丙烯酰胺，收率为62％。
实施例4
将(1E,4E)-1-苯基-5-二甲氨基-1,4戊二烯-3-酮和PIDA按当量比1.0：2.0的比例(分别称取0.20mmol和0.40mmol)加入到圆底烧瓶中，再加入2.0当量的水(0.40mmol)和反应溶剂乙腈(2.0mL)，在室温条件下空气中搅拌3～6小时，即可选择性地得到化合物(2Z，4E)-N,N-二甲基-5-苯基-3-乙酰氧基-2,4-戊二烯酰胺，收率为59％。产物的单晶结构图见图5，其形象而具体地说明了位点选择性C(sp2)-O的生成并经过重排得到3-乙酰氧基酰胺化合物。
Claims (7)
1.一种选择性制备烯氨酮化合物的α-酰氧基化或β-酰氧基化产物的方法，其特征在于，
a.选择性制备烯氨酮化合物的α-酰氧基化产物时，将烯氨酮化合物和PIDA按当量比1.0：1.3的比例加入到反应溶剂中，室温下搅拌0.5～3小时，即得烯氨酮化合物的α-酰氧基化产物；
b.选择性制备烯氨酮化合物的β-酰氧基化产物时，将烯氨酮化合物和PIDA按当量比(1：1)～(1：2)的比例加入到反应容器中，再向反应容器中加入水以促进β-酰氧基化产物的生成，最后加入溶剂，室温下搅拌3～6小时，即得烯氨酮化合物的β-酰氧基化产物。
2.如权利要求1所述的选择性制备烯氨酮化合物的α-酰氧基化或β-酰氧基化产物的方法，其特征在于，所述烯氨酮化合物为(E)-1-苯基-3-二甲氨基-2-丙烯酮、(E)-1-苯基-3-(1-四氢吡咯基)-2-丙烯酮、(E)-1-(4-硝基苯基)-3-二甲氨基-2-丙烯酮或(1E,4E)-1-苯基-5-二甲氨基-1,4戊二烯-3-酮中的任意一种。
3.如权利要求1所述的选择性制备烯氨酮化合物的α-酰氧基化或β-酰氧基化产物的方法，其特征在于，选择性制备烯氨酮化合物的β-酰氧基化产物时，烯氨酮化合物和PIDA的当量比为1：2。
4.如权利要求1所述的选择性制备烯氨酮化合物的α-酰氧基化或β-酰氧基化产物的方法，其特征在于，选择性制备烯氨酮化合物的α-酰氧基化产物时，反应溶剂选自乙腈、邻二氯乙烷、二甲基亚砜、甲苯、乙醇、乙酸或三氟乙醇中的任意一种。
5.如权利要求1所述的选择性制备烯氨酮化合物的α-酰氧基化或β-酰氧基化产物的方法，其特征在于，选择性制备烯氨酮化合物的β-酰氧基化产物时，溶剂选自乙腈、邻二氯乙烷、四氢呋喃、甲苯、乙醇、乙酸或三氟乙醇中的任意一种。
6.如权利要求1所述的选择性制备烯氨酮化合物的α-酰氧基化或β-酰氧基化产物的方法，其特征在于，选择性制备烯氨酮化合物的β-酰氧基化产物时，烯氨酮化合物和反应容器中加入的水的当量比为(1：1)～(1：10)。
7.如权利要求1至6任一项所述的选择性制备烯氨酮化合物的α-酰氧基化或β-酰氧基化产物的方法，其特征在于，选择性制备烯氨酮化合物的β-酰氧基化产物时，反应溶剂选自乙腈、邻二氯乙烷、四氢呋喃、甲苯、乙醇、乙酸或三氟乙醇中的任意一种。
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