CN108929215B

CN108929215B - 一种顺式α卤代α,β不饱和酮类化合物的合成方法

Info

Publication number: CN108929215B
Application number: CN201810878467.4A
Authority: CN
Inventors: 王宇光; 胡芬; 朱冰春
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2018-08-03
Filing date: 2018-08-03
Publication date: 2021-07-27
Anticipated expiration: 2038-08-03
Also published as: CN108929215A

Abstract

一种式(III)所示的顺式α卤代α,β不饱和酮类化合物的合成方法，所述方法为：将式(I)所示化合物、式(II)所示化合物、IPrAuCl、AgSbF₆、1,2‑二氯乙烷混合，在室温下进行反应，TLC监测至反应完全，之后反应液经后处理，得到式(III)所示产物；本发明合成方法步骤简短且条件温和，反应非常快同时产率高，区域选择性好，是一种绿色经济的反应工艺；

Description

一种顺式α卤代α,β不饱和酮类化合物的合成方法

(一)技术领域

本发明涉及一种顺式(Z式)α卤代α,β不饱和酮类化合物的合成方法。

(二)背景技术

α,β-不饱和酮类化合物是一类重要的化学中间体，广泛的存在于自然界中。例如，查尔酮就是一类重要的α,β-不饱和酮类化合物，是合成黄酮类化合物的前体，它对植物抵抗疾病、寄生虫等起重要作用，其本身也有重要的药理作用。α,β-不饱和酮类化合物还被用作香料，例如紫罗兰酮类、大马酮类化合物均是重要的香料；α-紫罗兰酮可用于果香型香精中，它能起到修饰、增甜和增花香作用；β-大马酮在许多花香型香精中均起到主香剂的作用，用于调配苹果、番茄等食用香精。α,β-不饱和酮还被用作单体合成树脂、橡胶等，例如丁烯酮的聚合产物可作为阴离子树脂；4-甲基-3-戊烯-2-酮等聚合物可用作橡胶、染料、油墨的溶剂等。除此之外，α,β-不饱和酮还有着其它广泛的应用。如甲基乙烯基酮是合成维生素A、甾族、阳离子树脂、胶片乳化剂的重要原料；苯丙烯酮用于制造高分子化合物、农药、杀菌剂等。由于其分子结构具有较大的柔性，能与不同的受体结合，因此具有广泛的生物活性。

α卤代α,β不饱和酮类化合物是一类重要的中间体，它可以对α位卤原子进行方便地衍生化从而制备各种α位取代的α,β不饱和酮类化合物。α卤代α,β-不饱和酮化合物的经典合成方法是首先酮在碱催化下形成酮负离子与醛反应合成α,β-不饱和酮，再用卤化试剂加成α、β不饱和双键合成α、β二卤代酮，最后再在碱性条件下再进行消除反应。这一方法的不足之处在于合成路线长、副反应多(如在酮负离子与醛的反应步骤中，酮的两侧都易产生负离子，引起了副反应的发生)、总收率低、用到易污染环境的卤化试剂(如液溴、氯气等)、碱等。另外，大多数的顺式α卤代α,β-不饱和酮化合物制备方法的区域选择性不强，往往在产物中会有E式(反式)的产物生成。

(三)发明内容

本发明提供了一种顺式α卤代α,β不饱和酮类化合物的合成方法。

本发明的技术方案如下：

一种式(III)所示的顺式α卤代α,β不饱和酮类化合物的合成方法，所述方法为：

将式(I)所示化合物、式(II)所示化合物、IPrAuCl(催化剂)、AgSbF₆(助剂)、1,2-二氯乙烷(溶剂)混合，在室温(20～30℃)下进行反应，反应结束后，反应液经后处理，得到式(III)所示的顺式α卤代α,β不饱和酮类化合物；

所述式(I)所示化合物、式(II)所示化合物的物质的量之比为1：1.5～5，优选1：1.5；

所述IPrAuCl的物质的量为式(I)所示化合物的物质的量的0.1～5％，优选1％；

所述AgSbF₆的物质的量为式(I)所示化合物的物质的量的0.2～10％，优选2％；

所述1,2-二氯乙烷的体积用量以式(I)所示化合物的物质的量计为2～5mL/mmol；

本发明的反应进程可采用常规方法进行监测，例如用TLC监测原料式(I)所示化合物反应完全来判断反应结束时间点；反应时间通常在5～10min；

所述后处理的方法为：反应结束后，将反应液过滤，用二氯甲烷洗涤，合并滤液和洗涤液，蒸除溶剂后进行柱层析分离，以乙酸乙酯/石油醚体积比1：30的混合溶剂为洗脱剂，收集含目标化合物的洗脱液，蒸除溶剂并干燥，得到式(III)所示产物；

式(I)、(II)或(III)中，

X为Cl、Br或I；

R₁为苯基或取代苯基；所述取代苯基的苯环上具有一个或多个(优选一个)取代基，所述取代基各自独立选自：C1～C3烷基、C1～C3烷氧基、卤素或硝基，优选甲基、甲氧基、氯或硝基；优选R₁为苯基、3-甲基苯基或2-氯苯基；

R₂为C1～C10烷基或苄基；优选R₂为乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正庚基、环己基或苄基；

其中，术语“C1～C3烷基”例如甲基、乙基、正丙基、异丙基；

术语“C1～C3烷氧基”例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基；

术语“C1～C10烷基”例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、正己基、环己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基；

术语“卤素”例如氟、氯、溴、碘；

本发明所述合成方法中，所述催化剂IPrAuCl的中文名称为1,3-双(2,6-二异丙基苯基咪唑-2-亚基)金(I)酰氯，英文名称为1,3-Bis(2,6-di-isopropylphenyl)imidazol-2-ylidene gold(I)chloride，CAS号：852445-83-1，可以使用市售商品，也可以根据文献报道方法自行制备。

本发明所述合成方法的反应机理如图1所示(以底物苯基炔氯和脂肪醛为例说明)：

催化剂Au⁺L与苯基炔氯络合形成A和A’，再接受脂肪醛的进攻生成B’，B’随后异构为B，B再进一步重排为金卡宾环氧中间体C，C异构为C’，C’进一步生成D，同时再生放出催化剂Au⁺L，最后中间体D分子内重排生成顺式α卤代α,β不饱和酮类化合物(III)。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、常规的α卤代α,β不饱和酮的合成方法合成步骤多：首先芳乙酮在碱性条件下与醛反应制备查尔酮，再用卤化试剂加成α、β不饱和双键合成α、β二卤代酮，最后在碱性条件下再进行消除卤化氢的反应，其不足之处在于合成路线长、总收率低、用到易污染环境的卤化试剂(如液溴、氯气等)、碱等。

2、目前合成α卤代α,β不饱和酮类化合物都需要加热至高温或添加强酸强碱试剂，且反应时间过长，需要消耗大量能量。本发明提供的合成卤代查尔酮类化合物的方法合成步骤短(仅一步)，不需要添加卤化试剂、酸碱试剂等强污环境的试剂，不需要加热，也不需要冷却降温，室温就可以，条件较温和，同时产率非常高，可高达95％。该反应非常快，可在10分钟之内反应结束，大大缩短了反应时间，在一定程度上大大减少了能量的消耗，也符合绿色化学的要求。

3、大多数的α卤代α,β不饱和酮制备方法的区域选择性不强，往往在产物中会有E式(反式)的产物生成。本发明所述合成方法是一种新型的卤代查尔酮类化合物的高效合成方法，有着独特新颖的反应机理，其区域性非常好，可100％地生成式(III)所示的Z式α卤代α,β不饱和酮类化合物。

(四)附图说明

图1：本发明反应的机理示意图。

(五)具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

实施例中所使用的IPrAuCl购自安耐吉化学(上海)有限公司，CAS号：852445-83-1。

实施例1：III-1的制备

反应式如下：

向反应瓶中加入6.2mg IPrAuCl(1％mmol)、6.86mg AgSbF₆(2％mmol)，用2.0mL1,2-二氯乙烷溶解，再向其中加入192mg(1.5mmol)的辛醛II-1，开搅拌，最后向其中缓慢加入136mg(1.0mmol)的苯乙炔氯I-1，室温搅拌反应10min，TLC检测苯乙炔氯反应完全，停止反应。过滤反应液，并用二氯甲烷(0.5mL×2)进行洗涤，合并滤液和洗涤液，蒸干溶剂，得粗品卤代查尔酮类化合物III-1，粗品经柱层析(乙酸乙酯：石油醚＝1：30，体积比)分离纯化，得精品化合物III-1，气质收率94.0％。化合物式III-1的结构表征如下：

¹H NMR(600MHz,CDCl₃)δ7.71–7.67(m,2H),7.58–7.53(m,1H),7.47–7.43(m,2H),6.74–6.59(m,1H),2.48(dd,J＝14.9,7.3Hz,2H),1.57–1.45(m,2H),1.30(m,8H),0.88(t,J＝7.0Hz,3H)；¹³C NMR(150MHz,CDCl₃)δ190.38,145.69,137.00,133.16,132.38,129.38,128.36,31.69,29.90,29.35,28.97,27.80,22.60,14.07；GC-MS(EI):m/z 264[M⁺].

实施例2：III-2的制备

反应式如下：

向反应瓶中加入6.2mg IPrAuCl(1％mmol)、6.86mg AgSbF₆(2％mmol)，用2.0mL1,2-二氯乙烷溶解，再向其中加入108mg(1.5mmol)的丁醛II-2，开搅拌，最后向其中缓慢加入136mg(1.0mmol)的苯乙炔氯I-1，室温搅拌反应10min，以下后处理操作同实施例1，化合物式III-2的气质收率为93.0％，其结构表征如下：

¹H NMR(600MHz,CDCl₃)δ7.74–7.66(m,2H),7.58–7.53(m,1H),7.48–7.43(m,2H),6.67(t,J＝7.2Hz,1H),2.50–2.44(m,2H),1.60–1.51(m,2H),1.02–0.96(m,3H)；¹³C NMR(150MHz,CDCl₃)δ190.38,145.35,136.98,133.33,132.40,129.38,128.37,31.81,21.20,13.92；GC-MS(EI):m/z 208[M⁺].

实施例3：III-3的制备

反应式如下：

向反应瓶中加入6.2mg IPrAuCl(1％mmol)、6.86mg AgSbF₆(2％mmol)，用2.0mL1,2-二氯乙烷溶解，再向其中加入129mg(1.5mmol)的戊醛II-3，开搅拌，最后向其中缓慢加入136mg(1.0mmol)的苯乙炔氯I-1，室温搅拌反应10min，以下后处理操作同实施例1，化合物式III-3的气质收率为93.0％，其结构表征如下：

¹H NMR(600MHz,CDCl₃)δ7.69(dd,J＝5.1,3.3Hz,2H),7.58–7.54(m,1H),7.46(t,J＝7.7Hz,2H),6.67(t,J＝7.2Hz,1H),2.53–2.43(m,2H),1.55–1.44(m,2H),1.44–1.34(m,2H),0.93(t,J＝7.3Hz,3H)；¹³C NMR(150MHz,CDCl3)δ190.39,145.64,137.00,133.19,132.39,129.38,128.37,29.91,29.61,22.50,13.81；GC-MS(EI):m/z 222[M⁺].

实施例4：III-4的制备

反应式如下：

向反应瓶中加入6.2mg IPrAuCl(1％mmol)、6.86mg AgSbF₆(2％mmol)，用2.0mL1,2-二氯乙烷溶解，再向其中加入87mg(1.5mmol)的正丙醛II-4，开搅拌，最后向其中缓慢加入136mg(1.0mmol)的苯乙炔氯I-1，室温搅拌反应10min，以下后处理操作同实施例1，化合物式III-4的气质收率为85.0％，其结构表征如下：

¹H NMR(600MHz,CDCl₃)δ7.70(d,J＝7.8Hz,2H),7.57(dd,J＝15.7,8.3Hz,1H),7.46(t,J＝7.6Hz,2H),6.67(t,J＝7.1Hz,1H),2.49(p,J＝7.5Hz,2H),1.11(t,J＝7.6Hz,3H)；¹³C NMR(150MHz,CDCl₃)δ190.39,146.78,136.94,132.74,132.40,129.39,128.38,23.32,12.22；GC-MS(EI):m/z 194[M⁺].

实施例5：III-5的制备

反应式如下：

向反应瓶中加入6.2mg IPrAuCl(1％mmol)、6.86mg AgSbF₆(2％mmol)，用2.0mL1,2-二氯乙烷溶解，再向其中加入150mg(1.5mmol)的2-乙基丁醛II-5，开搅拌，最后向其中缓慢加入136mg(1.0mmol)的苯乙炔氯I-1，室温搅拌反应10min，以下后处理操作同实施例1，化合物式III-5的气质收率为92.0％，其结构表征如下：

¹H NMR(600MHz,CDCl₃)δ7.70(dt,J＝8.4,1.5Hz,2H),7.61–7.53(m,1H),7.49–7.42(m,2H),6.43–6.37(m,1H),2.80–2.72(m,1H),1.66–1.52(m,2H),1.41–1.30(m,2H),0.96–0.89(m,6H)；¹³C NMR(150MHz,CDCl₃)δ190.48,149.67,137.05,133.37,132.42,129.38,128.40,43.67,27.07,11.85；GC-MS(EI):m/z 236[M⁺].

实施例6：III-6的制备

反应式如下：

向反应瓶中加入6.2mg IPrAuCl(1％mmol)、6.86mg AgSbF₆(2％mmol)，用2.0mL1,2-二氯乙烷溶解，再向其中加入168mg(1.5mmol)的环己烷基甲醛II-6，开搅拌，最后向其中缓慢加入136mg(1.0mmol)的苯乙炔氯I-1，室温搅拌反应10min，以下后处理操作同实施例1，化合物式III-6的气质收率为95.0％，其结构表征如下：

¹H NMR(600MHz,CDCl₃)δ7.73–7.65(m,2H),7.60–7.52(m,1H),7.49–7.42(m,2H),6.49(d,J＝9.1Hz,1H),2.82–2.72(m,1H),1.88–1.62(m,6H),1.37(qt,J＝11.9,2.8Hz,2H),1.22–1.13(m,2H)；¹³C NMR(150MHz,CDCl3)δ190.58,150.00,137.01,132.39,131.17,129.46,128.36,39.12,31.07,25.74,25.32；GC-MS(EI):m/z 248[M⁺].

实施例7：III-7的制备

反应式如下：

向反应瓶中加入6.2mg IPrAuCl(1％mmol)、6.86mg AgSbF₆(2％mmol)，用2.0mL1,2-二氯乙烷溶解，再向其中加入108mg(1.5mmol)的丁醛II-2，开搅拌，最后向其中缓慢加入195mg(1.0mmol)的间甲基苯乙炔溴I-2，室温搅拌反应20min，以下后处理操作同实施例1，化合物式III-7的气质收率为91.0％，其结构表征如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)7.72-7.69(m,2H),7.42-7.37(m,2H),6.63-6.62(m,1H),2.40(m,2H),2.34(s,3H),1.51-1.35(m,4H),0.94(t,J＝7.2Hz,3H).GC-MS(EI):m/z 280[M]⁺,282[M+2]⁺.

实施例8：III-8的制备

反应式如下：

向反应瓶中加入6.2mg IPrAuCl(1％mmol)、6.86mg AgSbF₆(2％mmol)，用2.0mL1,2-二氯乙烷溶解，再向其中加入180mg(1.5mmol)的苄基醛II-7，开搅拌，最后向其中缓慢加入216mg(1.0mmol)的邻氯苯乙炔溴I-3，室温搅拌反应30min，以下后处理操作同实施例1，化合物式III-8的气质收率为91.0％，其结构表征如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.96(d,1H),7.79(d,2H),7.65-7.19(m,7H),3.52(d,2H),.GC-MS(EI):m/z 334[M⁺],336[M+2]⁺.

实施例9：III-9的制备

反应式如下：

向反应瓶中加入6.2mg IPrAuCl(1％mmol)、6.86mg AgSbF₆(2％mmol)，用2.0mL1,2-二氯乙烷溶解，再向其中加入108mg(1.5mmol)的丁醛II-2，开搅拌，最后向其中缓慢加入228mg(1.0mmol)的苯乙炔碘I-5，室温搅拌反应30min，以下后处理操作同实施例1，化合物式III-9的气质收率为90.0％，其结构表征如下：

¹H NMR(600MHz,CDCl₃)7.67(d,J＝8.8Hz,2H),7.53(t,J＝8.8Hz,1H),7.42(t,J＝8.8Hz,2H),6.61(t,J＝6.8 Hz,1H),2.42(q,J＝7.2 Hz,2H),1.54(m,2H),0.97(t,J＝7.2Hz,3H).GC-MS(EI):m/z 300[M⁺].

Claims

1.一种式(III)所示的顺式α卤代α,β不饱和酮类化合物的合成方法，其特征在于，所述方法为：

将式(I)所示化合物、式(II)所示化合物、IPrAuCl、AgSbF₆、1,2-二氯乙烷混合，在室温下进行反应，反应结束后，反应液经后处理，得到式(III)所示的顺式α卤代α,β不饱和酮类化合物；

所述式(I)所示化合物、式(II)所示化合物的物质的量之比为1：1.5～5；

所述IPrAuCl的物质的量为式(I)所示化合物的物质的量的0.1～5％；

所述AgSbF₆的物质的量为式(I)所示化合物的物质的量的0.2～10％；

式(I)、(II)或(III)中，

X为Cl、Br或I；

R₁为苯基或取代苯基；所述取代苯基的苯环上具有一个或多个取代基，所述取代基各自独立选自：C1～C3烷基、C1～C3烷氧基、卤素或硝基；

R₂为C1～C10烷基或苄基。

2.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述式(I)所示化合物、式(II)所示化合物的物质的量之比为1：1.5。

3.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述IPrAuCl的物质的量为式(I)所示化合物的物质的量的1％。

4.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述AgSbF₆的物质的量为式(I)所示化合物的物质的量的2％。

5.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述1,2-二氯乙烷的体积用量以式(I)所示化合物的物质的量计为2～5mL/mmol。

6.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述后处理的方法为：反应结束后，将反应液过滤，用二氯甲烷洗涤，合并滤液和洗涤液，蒸除溶剂后进行柱层析分离，以乙酸乙酯/石油醚体积比1：30的混合溶剂为洗脱剂，收集含目标化合物的洗脱液，蒸除溶剂并干燥，得到式(III)所示产物。