CN109456155A - 一种快速的基于取代环丁醇氧化开环/环化反应制备萘满酮衍生物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速的基于取代环丁醇氧化开环/环化反应制备萘满酮衍生物的方法，该方法是将芳基取代的环丁醇在硝酸铈胺的氧化作用下一锅反应生成萘满酮衍生物；该方法具有反应快速(30秒内完成反应)，操作简单(敞口反应)，反应条件温和、一步反应、不需使用贵金属催化、产率较高、可扩量反应等优点，克服了现有技术中反应时间长，需要使用贵金属催化剂，反应步骤多，副产物多等缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及一种萘满酮衍生物的合成方法，特别涉及一种基于取代环丁醇氧化开环/环 化反应合成萘满酮衍生物的方法，属于医药中间体合成、精细有机合成领域。
背景技术
萘满酮衍生物是重要的有机化合物之一，它广泛存在于生物活性分子(如下分子结构式)、 有机合成中间体中。然而合成萘满酮衍生物的方法还极为有限，最主要的传统方法是 Haworth反应。该方法需要经过多步反应，需要使用到大量的路易斯酸、质子酸及还原剂， 且对底物的官能团容忍性差，总产率低[(a)C.O.Kangani,B.W.Day,Org.Lett.2008,10, 2645；(b)S.Arai,Y.Sudo,A.Nishida,Tetrahedron 2005,61,4639；(c)D.-M.Cui,M.Kawamura, S.Shimada,T.Hayashi,M.Tanaka,Tetrahedron Lett.2003,44,4007；(d)T.Yamato,C. Hideshima,G.K.S.Prakash,G.A.Olah,J.Org.Chem.1991,56,3955；(e)A.Silveira,E.J. McWhorter,J.Org.Chem.1972,37,3687；(f)R.D.Haworth,J.Chem.Soc.1932,1125.]。最近， 有人报道了以苯乙烯为原料，光催化合成4-芳基萘满酮衍生物的方法，该方法仅限于合成 4-芳基取代的产物，且产率不理想[K.Wang,L.-G.Meng,Q.Zhang,L.Wang,Green.Chem. 2016,18,2864]。另外，还有人报道了银催化的取代环丁醇开环/环化反应制备萘满酮衍生物 的方法，该方法需要使用到贵金属银盐做催化剂，且产率不高[J.Yu,H.Zhao,S.Liang,X.Bao, C.Zhu,Org.Biomol.Chem.2015,13,7924]。以上三种方法均需要较长的反应时间，一般大于 7小时。因此，开发一种操作简单、反应快速的合成萘满酮衍生物的新方法具有重要的理论 意义和应用价值。
发明内容
针对现有的合成萘满酮衍生物的方法存在的不足，如路易斯酸或质子酸的大量消耗，对 环境影响大，反应步骤多，需要使用贵金属催化剂，反应时间长等问题，本发明的目的是在 于提供一种基于取代环丁醇氧化开环/环化反应制备萘满酮衍生物的方法，该方法具有反应 快速(30秒内完成反应)，操作简单(敞口反应)，反应条件温和、一步反应、不需使用贵 金属催化、产率较高、可扩量反应等优点。因此，该方法在萘满酮衍生物的合成应用领域具 有很好的应用前景。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种基于取代环丁醇氧化开环/环化反应制备萘 满酮衍生物的方法，该方法是：在0-100℃，敞口条件下，式1取代环丁醇和硝酸铈铵一 锅反应，得到式2萘满酮衍生物；
其中，
Ar选自苯、稠环芳烃、噻吩、或苯并噻吩；
R1和R2独立选自氢或其他取代基。
优选的方案，式1芳烃取代环丁醇为1-(1-萘基)环丁-1-醇、1-(2-萘基)环丁-1-醇、1-(4- 甲基萘-1-基)环丁-1-醇、1-(4-甲氧基萘-1-基)环丁-1-醇、1-(6-甲氧基萘-2-基)环丁-1-醇、1-(9- 菲基)环丁-1-醇、1-(5-苊基)环丁-1-醇、1-(2-三氟甲基苯基)环丁-1-醇、1-(4-三氟甲基苯基) 环丁-1-醇、1-(2,5-二三氟甲基苯基)环丁-1-醇、1-(噻吩-2-基)环丁-1-醇、1-(5-甲基噻吩-2-基) 环丁-1-醇、1-(4-辛基噻吩-2-基)环丁-1-醇、1-(苯并噻吩-2-基)环丁-1-醇、1-(4-溴苯并噻吩-2- 基)环丁-1-醇、1-(5-氯苯并噻吩-2-基)环丁-1-醇。
优选的方案，所述芳烃取代环丁醇通过氧化开环/环化反应后转化成式2萘满酮衍生物， 这些萘满酮衍生物为2,3-二氢-4(1H)-菲酮、3,4-二氢-1(2H)-菲酮、3,4-二氢-1(2H)-蒽酮、9- 甲基-2,3-二氢-4(1H)-菲酮、9-甲氧基-2,3-二氢-4(1H)-菲酮、7-甲氧基-3,4-二氢-1(2H)-菲酮、 6-甲氧基-3,4-二氢-1(2H)-蒽酮、3,4-二氢-1(2H)-苯并菲酮、4,5,8,9-四氢-10(7H)苯并苊酮、8- 三氟甲基-3,4-二氢-1(2H)-萘酮、6-三氟甲基-3,4-二氢-1(2H)-萘酮、5,8-二三氟甲基-3,4-二氢 -1(2H)-萘酮、5,6-二氢-1-苯并噻吩-7(4H)-酮、2-甲基-5,6-二氢-1-苯并噻吩-7(4H)-酮、3-辛基 -5,6-二氢-1-苯并噻吩-7(4H)-酮、9-溴-2,3-二氢二苯并[b,d]噻吩-4(1H)-酮、8-氯-2,3-二氢二苯 并[b,d]噻吩-4(1H)-酮。
优选的方案，硝酸铈胺为氧化剂，其用量为2～4当量，时间为30秒～10分钟，反应温 度0～100℃。进一步优选的方案，硝酸铈胺用量为2.5～3当量，时间为30秒～60秒，反应温度0～100℃。硝酸铈胺用量过低，反应物转化不完全，硝酸铈胺用量过大，副产物增加。反应时间过短产率降低，而反应时间过长，则副产物增加。在优选的反应时间和温度范围内可以达到最佳的反应效果。
优选的方案，溶剂为水或乙腈或水与乙腈混合物(1:1，体积比)，最优选为水与乙腈混 合物(1:1，体积比)。
优选的方案，所述硝酸铈胺在水与乙腈混合物(1:1，体积比)中的浓度为0.25～0.3mol/L。 进一步优选的方案，硝酸铈胺在水与乙腈混合物(1:1，体积比)中的浓度为0.25mol/L。
优选的方案，所述芳烃取代的环丁醇在水与乙腈混合物(1:1，体积比)中的浓度为0.1～0.2mol/L。进一步优选的方案，芳烃取代的环丁醇在水与乙腈混合物(1:1，体积比)中的浓度为0.1mol/L。
本发明的甲酰胺衍生物合成中反应方程式如下。
基于大量的实验总结以及参考先前文献报道，本发明提出了如下合理的反应机制。首先 芳烃取代环丁醇与4价铈发生单电子转移反应，得到氧自由基中间体A；然后A发生碳碳 键的均裂，得到碳自由基中间体B。随后，碳自由基与芳环发生自由基加成反应，得到中 间体C。中间体C再与4价铈发生单电子转移反应，得到芳构化的目标化合物萘满酮衍生物。
本发明的技术方案中，将所述芳烃取代环丁醇溶于水与乙腈混合溶剂中(1:1，体积比)， 在空气氛围下放入设定温度的热浴锅中，磁力搅拌下一次性加入所需硝酸铈胺，反应设定的 时间后，立即加入饱和硫代硫酸钠溶液终止反应。然后用乙酸乙酯萃取3次，每次10mL； 合并萃取液，并用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压浓缩后，以石油醚：乙酸乙酯＝8:1～ 4:1为洗脱剂对粗产物进行柱层析得到纯品。
本发明的萘满酮衍生物的合成方法，包括以下步骤：
称取芳烃取代环丁醇0.2毫摩尔，将其溶于2毫升水与乙腈混合溶剂中(1:1，体积比)， 在空气氛围下放入设定温度的热浴锅，磁力搅拌下一次性加入硝酸铈胺0.274克(0.5毫摩尔)， 反应30秒后，立即加入2.5毫升饱和硫代硫酸钠溶液终止反应。然后用乙酸乙酯萃取3次， 每次10mL；合并萃取液，并用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压浓缩后，以石油醚： 乙酸乙酯＝8:1～4:1为洗脱剂对粗产物进行柱层析得到纯品。
相对现有技术，本发明的技术方案具有以下优点和效果：
1)本发明的技术方案首次以硝酸铈胺为氧化剂，经由芳烃取代环丁醇的开环/闭环反应 一步实现了萘满酮衍生物的制备。
2)本发明的技术方案反应快速，仅需要30秒即可完成反应。
3)本发明的技术方案避免使用贵金属催化剂，成本低廉。
4)本发明的技术方案在温和条件下实现了萘满酮衍生物的一步合成，大多数产物的合 成在0℃下即可完成，反应对空气及水兼容，具有步骤简单、成本低，操作简单等优点，克 服了现有技术如反应试剂毒性大，催化剂昂贵、合成方法成本高昂、反应步骤多，副产物多 等缺陷。
附图说明
【图1】为实施例1所得产物的1H NMR图；
【图2】为实施例1所得产物的13C NMR图；
【图3】为实施例14所得产物的1H NMR图；
【图4】为实施例14所得产物的13C NMR图。
具体实施方式
结合以下具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、 试剂、试验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍和公知常识，本发明没 有特别限制内容。
实施例1
将1-(1-萘基)环丁-1-醇(39.6mg,0.2mmol)，2毫升水与乙腈混合溶剂(1:1，体积比)， 及一粒搅拌子放入反应管中。将反应管放入0℃的水浴锅中，开动搅拌，恒温10分钟。然 后一次性加入硝酸铈胺(0.274g,0.5mmol)，敞口反应30秒后，立即加入2.5毫升饱和硫代 硫酸钠溶液终止反应。然后用乙酸乙酯萃取3次，每次10mL；合并萃取液，并用无水硫 酸钠干燥，过滤，滤液经减压浓缩后，以石油醚：乙酸乙酯＝8:1为洗脱剂对粗产物进行柱 层析得到纯品。白色固体，熔点70-72℃，产率70％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.41(d,J ＝8.7Hz,1H),7.93(d,J＝8.4Hz,1H),7.81(d,J＝8.0Hz,1H),7.65–7.61(m,1H),7.51–7.47(m, 1H),7.33(d,J＝8.4Hz,1H),3.13(t,J＝6.1Hz,2H),2.79(t,J＝6.8Hz,2H),2.23–2.17(m,2H)； 13C NMR(100MHz,CDCl3)δ200.6,146.9,134.3,132.9,131.5,128.9,128.4,127.4,127.1, 126.8,125.9,41.2,31.7,23.1；IR(KBr):3140,2361,1664,1541,1401,1280,1113,889,740cm-1； HRMS(ESI)m/z[M+NH4]+calcd for C14H16NO 214.1226,found 214.1230.
实施例2
将1-(2-萘基)环丁-1-醇(39.6mg,0.2mmol)，2毫升水与乙腈混合溶剂(1:1，体积比)， 及一粒搅拌子放入反应管中。将反应管放入0℃的水浴锅中，开动搅拌，恒温10分钟。然 后一次性加入硝酸铈胺(0.274g,0.5mmol)，敞口反应30秒后，立即加入2.5毫升饱和硫代 硫酸钠溶液终止反应。然后用乙酸乙酯萃取3次，每次10mL；合并萃取液，并用无水硫 酸钠干燥，过滤，滤液经减压浓缩后，以石油醚：乙酸乙酯＝8:1为洗脱剂对粗产物进行柱 层析得到纯品。白色固体，熔点92-94℃，产率66％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.14–8.10 (m,2H),7.87–7.84(m,1H),7.75(d,J＝8.7Hz,1H),7.63–7.56(m,2H),3.38(t,J＝6.1Hz,2H),2.74(t,J＝6.8Hz,2H),2.33–2.27(m,2H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ198.8,143.1,135.8,131.5,130.1,128.9,128.4,127.1,126.8,125.0,122.9,38.5,25.7,22.9；IR(KBr):3140,2365, 1687,1654,1401,1109,1415,1326,1295,824,748cm-1；HRMS(ESI)m/z[M–H]–calcdfor C14H11O 195.0815,found 195.0816.
实施例3
将1-(4-甲基萘-1-基)环丁-1-醇(42.5mg,0.2mmol)，2毫升水与乙腈混合溶剂(1:1，体 积比)，及一粒搅拌子放入反应管中。将反应管放入0℃的水浴锅中，开动搅拌，恒温10分钟。然后一次性加入硝酸铈胺(0.274g,0.5mmol)，敞口反应30秒后，立即加入2.5毫升 饱和硫代硫酸钠溶液终止反应。然后用乙酸乙酯萃取3次，每次10mL；合并萃取液，并 用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压浓缩后，以石油醚：乙酸乙酯＝8:1为洗脱剂对粗产 物进行柱层析得到纯品。黄色油状物，产率73％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.47(d,J＝8.6 Hz,1H),7.98(d,J＝8.3Hz,1H),7.62(t,J＝7.7Hz,1H),7.52(t,J＝7.6Hz,1H),7.18(s,3H), 3.07(t,J＝6.1Hz,2H),2.76(t,J＝6.6Hz,2H),2.70(s,3H),2.20–2.14(m,2H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ200.3,146.7,141.4,132.1,131.7,128.5,128.1,127.4,126.1,125.8,124.2,41.3, 31.7,23.2,20.3；IR(KBr):3184,2363,1668,1511,1401,1593,1213,1120,840,760cm-1； HRMS(ESI)m/z[M+NH4]+calcd for C15H18NO 228.1383,found 228.1384.
实施例4
将1-(4-甲氧基萘-1-基)环丁-1-醇(45.7mg,0.2mmol)，2毫升水与乙腈混合溶剂(1:1， 体积比)，及一粒搅拌子放入反应管中。将反应管放入0℃的水浴锅中，开动搅拌，恒温10 分钟。然后一次性加入硝酸铈胺(0.274g,0.5mmol)，敞口反应30秒后，立即加入2.5毫升 饱和硫代硫酸钠溶液终止反应。然后用乙酸乙酯萃取3次，每次10mL；合并萃取液，并 用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压浓缩后，以石油醚：乙酸乙酯＝8:1为洗脱剂对粗产 物进行柱层析得到纯品。黄色油状物，产率72％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.49(d,J＝8.7 Hz,1H),8.28–8.24(m,1H),7.66–7.61(m,1H),7.49–7.45(m,1H),6.59(s,1H),4.05(s,3H),3.08(t,J＝6.1Hz,2H),2.74(t,J＝6.6Hz,2H),2.18–1.12(m,2H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ199.2,159.4,149.3,133.2,129.4,126.8,125.4,125.0,121.9,121.2,104.6,55.9,41.1,32.6,23.1； IR(KBr):3138,2348,1640,1588,1401,1247,1113,769cm-1；HRMS(ESI)m/z[M+H]+calcd for C15H15O2 227.1067,found 227.1074.
实施例5
将1-(6-甲氧基萘-2-基)环丁-1-醇(45.7mg,0.2mmol)，2毫升水与乙腈混合溶剂(1:1， 体积比)，及一粒搅拌子放入反应管中。将反应管放入0℃的水浴锅中，开动搅拌，恒温10 分钟。然后一次性加入硝酸铈胺(0.274g,0.5mmol)，敞口反应30秒后，立即加入2.5毫升 饱和硫代硫酸钠溶液终止反应。然后用乙酸乙酯萃取3次，每次10mL；合并萃取液，并 用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压浓缩后，以石油醚：乙酸乙酯＝8:1为洗脱剂对粗产 物进行柱层析得到纯品。黄色固体，熔点94-96℃，产率71％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ 8.06(dd,J＝18.7,9.0Hz,2H),7.64(d,J＝8.7Hz,1H),7.22(dd,J＝9.2,2.6Hz,1H),7.15(d,J＝2.6Hz,1H),3.95(s,3H),3.35(t,J＝6.1Hz,2H),2.72(t,J＝6.6Hz,2H),2.31–2.25(m,2H)； 13C NMR(100MHz,CDCl3)δ198.5,159.7,143.2,137.7,128.5,126.7,126.5,125.9,123.8, 119.2,107.1,55.6,38.4,25.8,22.9；IR(KBr):3184,2344,1671,1619,1401,1282,1032,1282, 852cm-1；HRMS(ESI)m/z[M+K]+calcd for C15H14KO2 265.0625,found265.0632.
实施例6
将1-(9-菲基)环丁-1-醇(49.7mg,0.2mmol)，2毫升水与乙腈混合溶剂(1:1，体积比)， 及一粒搅拌子放入反应管中。将反应管放入0℃的水浴锅中，开动搅拌，恒温10分钟。然 后一次性加入硝酸铈胺(0.274g,0.5mmol)，敞口反应30秒后，立即加入2.5毫升饱和硫代 硫酸钠溶液终止反应。然后用乙酸乙酯萃取3次，每次10mL；合并萃取液，并用无水硫 酸钠干燥，过滤，滤液经减压浓缩后，以石油醚：乙酸乙酯＝8:1为洗脱剂对粗产物进行柱 层析得到纯品。黄色固体，熔点103-105℃，产率61％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.25(d, J＝9.0Hz,1H),8.69(dd,J＝16.8,7.9Hz,2H),8.22(d,J＝8.2Hz,1H),7.77(t,J＝7.5Hz,1H),7.69–7.64(m,3H),3.44(t,J＝5.8Hz,2H),2.85(t,J＝6.4Hz,2H),2.32–2.28(m,2H).13CNMR (100MHz,CDCl3)δ200.9,144.5,132.6,130.1,130.0,129.3,128.9,127.9,127.8,127.7,127.2, 126.7,125.6,123.3,122.5,40.4,27.3,22.2；IR(KBr):3140,2372,1671,1492,1120,1401,883, 810cm-1；HRMS(ESI)m/z[M+Na]+calcd for C18H14NaO 269.0937,found 269.0934.
实施例7
将1-(5-苊基)环丁-1-醇(44.9mg,0.2mmol)，2毫升水与乙腈混合溶剂(1:1，体积比)， 及一粒搅拌子放入反应管中。将反应管放入0℃的水浴锅中，开动搅拌，恒温10分钟。然 后一次性加入硝酸铈胺(0.274g,0.5mmol)，敞口反应30秒后，立即加入2.5毫升饱和硫代 硫酸钠溶液终止反应。然后用乙酸乙酯萃取3次，每次10mL；合并萃取液，并用无水硫 酸钠干燥，过滤，滤液经减压浓缩后，以石油醚：乙酸乙酯＝8:1为洗脱剂对粗产物进行柱 层析得到纯品。黄色固体，熔点144-147℃，产率67％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.05(d, J＝8.5Hz,1H),7.60(dd,J＝8.5,7.0Hz,1H),7.33(d,J＝6.9Hz,1H),7.14(s,1H),3.40–3.34(m,4H),3.11(t,J＝6.1Hz,2H),2.74(t,J＝6.6Hz,2H),2.20–2.14(m,2H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ200.3,153.7,149.8,146.0,138.6,131.1,130.0,124.2,123.1,120.7,120.1,40.9,32.4, 30.5,30.3,23.5；IR(KBr):3138,2352,1602,1401,1174,1079,978,885cm-1；HRMS(ESI)m/z [M+H]+calcd for C16H15O 223.1117,found 223.1114.
实施例8
将1-(2-三氟甲基苯基)环丁-1-醇(43.2mg,0.2mmol)，2毫升水与乙腈混合溶剂(1:1， 体积比)，及一粒搅拌子放入反应管中。将反应管放入60℃的油浴锅中，开动搅拌，恒温 10分钟。然后一次性加入硝酸铈胺(0.274g,0.5mmol)，敞口反应30秒后，立即加入2.5毫升饱和硫代硫酸钠溶液终止反应。然后用乙酸乙酯萃取3次，每次10mL；合并萃取液， 并用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压浓缩后，以石油醚：乙酸乙酯＝8:1为洗脱剂对粗 产物进行柱层析得到纯品。黄色油状物，产率47％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.70(d,J＝ 7.7Hz,1H),7.53(t,J＝7.7Hz,1H),7.47(d,J＝7.7Hz,1H),3.00(t,J＝6.1Hz,2H),2.75(t,J＝6.7Hz,2H),2.18–2.11(m,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ196.9,146.6,132.9,132.1,132.0,129.5(q,J＝33.0Hz,1C),129.3(q,J＝6.7Hz,1C),123.7(d,J＝272.0Hz,1C),40.2,30.7,22.7； 19F NMR(377MHz,CDCl3)δ-59.25；IR(KBr):3138,2344,1687,1541,1401,1314,1097,879, 801cm-1；HRMS(ESI)m/z[M+H]+calcd for C11H10F3O 215.0678,found 215.0679.
实施例9
将1-(4-三氟甲基苯基)环丁-1-醇(43.2mg,0.2mmol)，2毫升水与乙腈混合溶剂(1:1， 体积比)，及一粒搅拌子放入反应管中。将反应管放入60℃的油浴锅中，开动搅拌，恒温 10分钟。然后一次性加入硝酸铈胺(0.274g,0.5mmol)，敞口反应30秒后，立即加入2.5毫升饱和硫代硫酸钠溶液终止反应。然后用乙酸乙酯萃取3次，每次10mL；合并萃取液， 并用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压浓缩后，以石油醚：乙酸乙酯＝8:1为洗脱剂对粗 产物进行柱层析得到纯品。黄色油状物，产率53％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.14(d,J＝ 8.0Hz,1H),7.57–7.54(m,2H),3.04(t,J＝6.1Hz,2H),2.72(t,J＝6.4Hz,2H),2.22–2.16(m, 2H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ197.5,145.0,135.1,134.6(d,J＝32.4Hz),128.0,126.1(q,J ＝3.5Hz,1C),123.5(q,J＝3.6Hz,1C),123.7(d,J＝271.1Hz,1C),39.2,29.8,23.1；19F NMR(377MHz,CDCl3)δ-63.18；IR(KBr):3138,2369,1707,1666,1316,1264,1126,850,805cm-1；HRMS(ESI)m/z[M–H]–calcd for C11H8F3O 213.0533,found 213.0532.
实施例10
将1-(2,5-二三氟甲基苯基)环丁-1-醇(56.8mg,0.2mmol)，2毫升水与乙腈混合溶剂(1:1， 体积比)，及一粒搅拌子放入反应管中。将反应管放入90℃的油浴锅中，开动搅拌，恒温 10分钟。然后一次性加入硝酸铈胺(0.274g,0.5mmol)，敞口反应30秒后，立即加入2.5毫 升饱和硫代硫酸钠溶液终止反应。然后用乙酸乙酯萃取3次，每次10mL；合并萃取液， 并用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压浓缩后，以石油醚：乙酸乙酯＝8:1为洗脱剂对粗 产物进行柱层析得到纯品。黄色油状物，产率45％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.90(d,J＝8.2Hz,1H),7.81(d,J＝8.2Hz,1H),3.11(t,J＝5.9Hz,2H),2.80(t,J＝6.6Hz,2H),2.21–2.15 (m,2H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:196.5,144.8,134.7,132.9(q,J＝32.6Hz,1C),132.0(q, J＝30.1Hz,1C),129.4(q,J＝5.6Hz,1C),126.3(q,J＝6.5Hz 1C),124.6(d,J＝39.2Hz,1C), 121.8(d,J＝39.2Hz,1C),39.4,26.5,22.0；19F NMR(377MHz,CDCl3)δ-57.76,-63.25；IR (KBr)3140,2344,1716,1507,1401,1319,1127,1168,1036,943,850cm-1；HRMS(ESI)m/z [M+HCO2H–H]-calcd for C13H9F6O3327.0450,found 327.0451.
实施例11
将1-(噻吩-2-基)环丁-1-醇(30.8mg,0.2mmol)，10毫升水与乙腈混合溶剂(1:1，体积 比)，及一粒搅拌子放入反应管中。将反应管放入60℃的油浴锅中，开动搅拌，恒温10分 钟。然后一次性加入硝酸铈胺(0.274g,0.5mmol)，敞口反应30秒后，立即加入2.5毫升饱和硫代硫酸钠溶液终止反应。然后用乙酸乙酯萃取3次，每次10mL；合并萃取液，并用 无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压浓缩后，以石油醚：乙酸乙酯＝8:1为洗脱剂对粗产物 进行柱层析得到纯品。黄色油状物，产率58％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.62(d,J＝4.9 Hz,1H),6.98(d,J＝4.9Hz,1H),2.89(t,J＝6.1Hz,2H),2.62(t,J＝6.4Hz,2H),2.22–2.16(m, 2H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ192.6,152.8,136.6,134.0,128.4,38.4,26.2,24.5；IR(KBr):3140,2359,1660,1532,1401,1280,861,740cm-1；HRMS(ESI)m/z[M+H]+calcd for C8H9OS153.0369,found 153.0365.
实施例12
将1-(5-甲基噻吩-2-基)环丁-1-醇(33.7mg,0.2mmol)，10毫升水与乙腈混合溶剂(1:1， 体积比)，及一粒搅拌子放入反应管中。将反应管放入60℃的油浴锅中，开动搅拌，恒温 10分钟。然后一次性加入硝酸铈胺(0.274g,0.5mmol)，敞口反应30秒后，立即加入2.5毫升饱和硫代硫酸钠溶液终止反应。然后用乙酸乙酯萃取3次，每次10mL；合并萃取液， 并用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压浓缩后，以石油醚：乙酸乙酯＝8:1为洗脱剂对粗 产物进行柱层析得到纯品。黄色油状物，产率54％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ6.66(s,1H), 2.79(t,J＝6.1Hz,2H),2.56(t,J＝6.6Hz,2H),2.51(s,3H),2.18–2.11(m,2H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:192.0,153.6,150.1,134.8,127.1,38.2,26.1,24.5,16.4；IR(KBr)3138,2922, 2851,1559,1401,1285,10956,991,884cm-1；HRMS(ESI)m/z[M+H]+calcd for C9H11OS167.0525,found 167.0526.
实施例13
将1-(4-辛基噻吩-2-基)环丁-1-醇(53.3mg,0.2mmol)，10毫升水与乙腈混合溶剂(1:1， 体积比)，及一粒搅拌子放入反应管中。将反应管放入60℃的油浴锅中，开动搅拌，恒温 10分钟。然后一次性加入硝酸铈胺(0.274g,0.5mmol)，敞口反应30秒后，立即加入2.5毫升饱和硫代硫酸钠溶液终止反应。然后用乙酸乙酯萃取3次，每次10mL；合并萃取液， 并用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压浓缩后，以石油醚：乙酸乙酯＝8:1为洗脱剂对粗 产物进行柱层析得到纯品。黄色油状物，产率63％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.28(s,1H), 2.74(t,J＝6.1Hz,2H),2.61(t,J＝6.6Hz,2H),2.52(t,J＝7.6Hz,2H),2.22–2.16(m,2H),1.61–1.55(m,2H),1.40–1.24(m,10H),0.90–0.87(m,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ193.6,144.6,144.0,132.9,128.6,39.3,32.0,30.6,30.5,29.9,29.5,29.4,29.2,24.7,22.8,14.3.IR(KBr) 3138,2930,2855,1667,1543,1401,1297,1137,924,872,723cm-1；HRMS(ESI)m/z[M+K]+ calcd for C16H24KOS 303.1179,found 303.1176.
实施例14
将1-(苯并噻唑-2-基)环丁-1-醇(40.9mg,0.2mmol)，2毫升水与乙腈混合溶剂(1:1，体 积比)，及一粒搅拌子放入反应管中。将反应管放入0℃的水浴锅中，开动搅拌，恒温10分钟。然后一次性加入硝酸铈胺(0.274g,0.5mmol)，敞口反应30秒后，立即加入2.5毫升 饱和硫代硫酸钠溶液终止反应。然后用乙酸乙酯萃取3次，每次10mL；合并萃取液，并 用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压浓缩后，以石油醚：乙酸乙酯＝8:1为洗脱剂对粗产 物进行柱层析得到纯品。白色固体，熔点118-120℃，产率61％。1H NMR(400MHz,CDCl3) δ7.87(d,J＝8.1Hz,1H),7.81(d,J＝7.9Hz,1H),7.48(t,J＝7.4Hz,1H),7.42(t,J＝7.5Hz, 1H),3.06(t,J＝6.1Hz,2H),2.73(t,J＝6.6Hz 2H),2.34–2.28(m,2H)；13C NMR(100MHz, CDCl3)δ193.9,148.1,142.6,138.3,136.3,128.2,124.8,124.0,123.6,38.7,24.2,24.0；IR(KBr):3183,2959,2885,1859,1523,1401,1290,1140,1085,878,760cm-1；HRMS(ESI)m/z[M+H]+calcd for C12H11OS 203.0521,found 203.0520.
实施例15
将1-(4-溴苯并噻唑-2-基)环丁-1-醇(56.6mg,0.2mmol)，2毫升水与乙腈混合溶剂(1:1， 体积比)，及一粒搅拌子放入反应管中。将反应管放入0℃的水浴锅中，开动搅拌，恒温10 分钟。然后一次性加入硝酸铈胺(0.274g,0.5mmol)，敞口反应30秒后，立即加入2.5毫升 饱和硫代硫酸钠溶液终止反应。然后用乙酸乙酯萃取3次，每次10mL；合并萃取液，并用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压浓缩后，以石油醚：乙酸乙酯＝8:1为洗脱剂对粗产物进行柱层析得到纯品。黄色固体，熔点137-139℃，产率70％。1H NMR(400MHz,CDCl3) δ7.81(d,J＝8.0Hz,1H),7.60(d,J＝7.6Hz,1H),7.28–7.24(m,1H),3.55(t,J＝5.3Hz,2H),2.70(t,J＝5.8Hz,2H),2.31–2.27(m,2H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ194.0,148.0,144.8,138.1,136.2,130.4,128.2,123.0,119.4,38.1,28.0,24.1；IR(KBr)3138,1664,1539,1401,1297, 1117,1099,879,771cm-1；HRMS(ESI)m/z calcd for C12H10BrOS 280.9630,found[M+H]+ 280.9623.
实施例16
将1-(5-氯苯并噻唑-2-基)环丁-1-醇(47.7mg,0.2mmol)，2毫升水与乙腈混合溶剂(1:1， 体积比)，及一粒搅拌子放入反应管中。将反应管放入0℃的水浴锅中，开动搅拌，恒温10 分钟。然后一次性加入硝酸铈胺(0.274g,0.5mmol)，敞口反应30秒后，立即加入2.5毫升 饱和硫代硫酸钠溶液终止反应。然后用乙酸乙酯萃取3次，每次10mL；合并萃取液，并用无水硫酸钠干燥，过滤，滤液经减压浓缩后，以石油醚：乙酸乙酯＝8:1为洗脱剂对粗产物进行柱层析得到纯品。黄色固体，熔点175-177℃，产率70％。1H NMR(400MHz,CDCl3) δ7.82–7.79(m,2H),7.45(dd,J＝8.6,2.1Hz,1H),3.03(t,J＝6.1Hz,2H),2.75(t,J＝7.0Hz,2H),2.36–2.31(m,2H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ193.6,146.9,140.6,139.6,138.1,131.3,128.6,124.7,123.5,38.7,24.1,24.0；IR(KBr):3153,2363,1559,1401,1257,1593,1080,937, 803,741cm-1；HRMS(ESI)m/z calcd for C12H10ClOS 237.0135,found[M+H]+237.0134.
对照试验组1～18：
将1-(1-萘基)环丁-1-醇(19.8mg,0.1mmol)，溶剂，及一粒搅拌子放入反应管中。将反 应管放入设定温度的水/油浴锅中，开动搅拌，恒温10分钟。然后一次性加入硝酸铈胺，敞 口反应，产物采用1H NMR定量分析；各对照试验组的具体反应条件如表1所示。
从上表可以看出，反应温度对该反应有较大影响，但对于该底物最好是在0℃反应。
从上表可以看出，溶剂的类型及用量对该反应也有较大影响，反应效果最好的溶剂是 乙腈和水的混合溶剂，其用量分别为0.5毫升和0.5毫升。
从上表还可以看出，氧化剂硝酸铈胺的用量对该反应有较大影响，用量偏低，产率也 较低；用量偏高，产率也会降低；最佳的用量是2.5当量，即0.25毫摩尔。
从上表还可以看出，该反应在0.5～2分钟内可顺利进行。反应0.5分钟即可以达到最高 产率，而进一步延长反应时间，产率会有所降低。
对照试验组19：
将1-(1-萘基)环丁-1-醇(1g,5.0毫摩尔)，水(25毫升)，乙腈(25毫升)，及一粒搅拌 子放入反应管中。将反应管放入0℃的冰水浴中，开动搅拌，恒温10分钟。然后一次性加入硝酸铈胺(6.85克)，敞口反应60秒，然后立即加入20毫升饱和硫代硫酸钠溶液终止反应。再用乙酸乙酯萃取3次，每次30毫升；合并萃取液，并用无水硫酸钠干燥，过滤， 滤液经减压浓缩后，以石油醚：乙酸乙酯＝8:1为洗脱剂对粗产物进行柱层析得到纯品603 毫克，产率61％。
由此可见，该反应扩量至克级后，仍然可以迅速的完成，具有好的工业化应用前景。
Claims (9)
1.一种快速的基于取代环丁醇氧化开环/环化反应制备萘满酮衍生物的方法，其特征在于：式1芳烃取代的环丁醇在硝酸铈胺的氧化作用下开环/环化一锅反应生成式2萘满酮衍生物；
其中，
Ar选自苯、稠环芳烃、噻吩、或苯并噻吩；
R1和R2独立选自氢或其他取代基。
2.根据权利要求1所述的一种快速的基于取代环丁醇氧化开环/环化反应制备萘满酮衍生物的方法，其特征在于：所述芳烃取代的环丁醇为1-(1-萘基)环丁-1-醇、1-(2-萘基)环丁-1-醇、1-(4-甲基萘-1-基)环丁-1-醇、1-(4-甲氧基萘-1-基)环丁-1-醇、1-(6-甲氧基萘-2-基)环丁-1-醇、1-(9-菲基)环丁-1-醇、1-(5-苊基)环丁-1-醇、1-(2-三氟甲基苯基)环丁-1-醇、1-(4-三氟甲基苯基)环丁-1-醇、1-(2,5-二三氟甲基苯基)环丁-1-醇、1-(噻吩-2-基)环丁-1-醇、1-(5-甲基噻吩-2-基)环丁-1-醇、1-(4-辛基噻吩-2-基)环丁-1-醇、1-(苯并噻吩-2-基)环丁-1-醇、1-(4-溴苯并噻吩-2-基)环丁-1-醇、1-(5-氯苯并噻吩-2-基)环丁-1-醇。
3.根据权利要求1所述的一种快速的基于取代环丁醇氧化开环/环化反应制备萘满酮衍生物的方法，其特征在于：所述反应的温度为0～100℃，时间为30～60秒。
4.根据权利要求1所述的一种快速的基于取代环丁醇氧化开环/环化反应制备萘满酮衍生物的方法，其特征在于：所述反应的溶剂为乙腈和水的混合物，其体积比为2:1～1:2。
5.根据权利要求1所述的一种快速的基于取代环丁醇氧化开环/环化反应制备萘满酮衍生物的方法，其特征在于：所述芳烃取代的环丁醇在乙腈和水的混合物中的浓度为0.1～0.2mol/L。
6.根据权利要求1所述的一种快速的基于取代环丁醇氧化开环/环化反应制备萘满酮衍生物的方法，其特征在于：所述硝酸铈胺在乙腈和水的混合物中的浓度为0.2～0.3mol/L。
7.根据权利要求1～6任一项所述的一种快速的基于取代环丁醇氧化开环/环化反应制备萘满酮衍生物的方法，其特征在于：式1芳烃取代的环丁醇与硝酸铈胺在0～100℃反应30～60秒，得到式2萘满酮衍生物。
8.根据权利要求7所述的一种快速的基于取代环丁醇氧化开环/环化反应制备萘满酮衍生物的方法，其特征在于：所述芳烃取代的环丁醇在乙腈和水的混合物中的浓度为0.1～0.15mol/L。
9.根据权利要求1所述的一种快速的基于取代环丁醇氧化开环/环化反应制备萘满酮衍生物的方法，其特征在于：所述硝酸铈胺在乙腈和水的混合物中的浓度为0.25～0.3mol/L。
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