CN109867614B - 一种4,4-二烷硫-1-苯基-3-丁烯-1-酮衍生物及合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种4,4‑二烷硫‑1‑苯基‑3‑丁烯‑1‑酮衍生物及其合成方法。以易制备、具有结构多样性和多反应中心的二硫缩烯酮为原料，在钌配合物和光照作用下，与α‑溴代苯乙酮发生偶联反应，合成了一系列不同结构的4,4‑二烷硫‑1‑苯基‑3‑丁烯‑1‑酮衍生物，产物能够进一步转化成功能化产物。该方法原料易得、操作简便、反应条件温和，其官能团具有多样性。
Description
技术领域
本发明涉及一种可见光催化制备四取代烯烃化合物4,4-二烷硫-1-苯基-3-丁烯-1-酮衍生物的方法。以易制备、具有结构多样性和多反应中心的二硫缩烯酮为原料，在钌配合物作用下及在光照条件下，进行C(sp2)-C(sp3)键偶联反应，制备4,4-二烷硫-1-苯基-3-丁烯-1-酮衍生物。与已有的多取代烯烃衍生物的合成方法相比较，本发明原料易得、操作简便，反应条件温和，环境友好；并且利用光能实现有机物的转化，不需要加入任何氧化剂或还原剂，具有原子经济性高的特点。
背景技术
可见光是一种廉价丰富的自然资源。因此，如何高效利用可见光来实现有机化合物的转换受到化学家们的广泛青睐。2008年之前，可见光催化用于有机合成领域的报道非常有限。2008年，Macmillan和Yoon分别报道了可见光催化的脂肪醛α位对映选择性烷基化(Science 2008,322,77)以及不饱和烯酮的[2+2]环加成反应(J.Am.Soc.Chem.2008,130,12886)。之后，可见光催化在有机合成中的应用受到广泛关注。
多取代烯烃结构单元广泛存在于天然产物及药物分子中，因此对其合成具有重要的研究意义。例如(Z)-Tamoxifen，它是目前临床上用于预防和治疗乳腺癌的最重要的药物。以及Vioxx则可用于治疗增生性骨关节病和类风湿性关节炎。过渡金属催化的烯烃烷基化反应的方法已经很成熟，但是往往反应条件比较苛刻，底物适用范围较窄等缺点限制了其应用。然而，可见光催化可以克服过渡金属催化的这些缺点。
利用溴代物作为烷基化试剂实现烯烃的烷基化反应目前已经有很多报道。但是主要集中在过渡金属催化的末端烯烃的烷基化反应(ACS Catal.2017,7,2353；Chem.Commun.2017,53,5017；Chem.Eur.J.2013,19,5120；J.Am.Chem.Soc.2011,133,19020)。虽然可见光催化的末端烯烃烷基化已有报道，但是内烯烃的烷基化反应报道比较少。目前，主要有一篇报道，是以内烯烃烯烃为底物实现内烯烃烷基化反应，但是该篇报道的是分子内反应(Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,11125)，而分子间的内烯烃的烷基化反应目前还没有报道。
本发明利用易制备、具有结构多样性和多反应中心的二硫缩烯酮为原料，在钌配合物作用下及在光照条件下，进行C(sp2)–C(sp3)键偶联反应，制备4,4-二烷硫-1-苯基-3-丁烯-1-酮衍生物。
发明内容
本发明的目的在于以易制备、具有结构多样性和多反应中心的二硫缩烯酮2为原料，经过一步偶联实现C–C键的构建，合成多取代烯烃衍生物。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
以钌配合物为催化剂，光照存在下进行二硫缩烯酮2与α-溴代苯乙酮3的交叉偶联反应，生成4,4-二烷硫-1-苯基-3-丁烯-1-酮衍生物1(反应式1)。反应结束后按常规分离纯化方法进行产物分离和表征，得到目标产物。
技术方案特征在于：
1.二硫缩烯酮2的取代基：R1为乙酰基、芳甲酰基、2-萘甲酰基、2-呋喃甲酰基、2-噻吩甲酰基、酯基、或氰基；R为甲基、乙基或者R....R代表多亚甲基(CH2)n,其中n＝2或3。
2.α-溴代苯乙酮3的取代基：R2为甲基、甲氧基、氟、氯、溴、氰基、乙氧羰基或乙酰基。
3.催化剂为Ru(bpy)3Cl2、Ru(bpy)3(PF6)2或Ru(phen)3Cl2；其中，反应以Ru(bpy)3Cl2为催化剂效果最好，二硫缩烯酮2和催化剂的最优摩尔比为1:0.02。
4.反应溶剂为乙腈时反应效果最好。
5.反应时间为6-48小时。其中，最佳反应时间为24-48小时。
6.反应温度为0-50℃，最优反应温度在20-40℃。
7.反应灯源颜色为白色、绿色和蓝色CFL灯，最优反应灯源颜色为白色CFL灯，反应灯源功率为3-40W，最优反应灯源功率为26W。
8.二硫缩烯酮2与α-溴代苯乙酮3的优选摩尔比为1:2。
本发明具有以下优点：
1)合成子二硫缩烯酮2具有结构多样性且易大量制备，可以用来合成不同类型和结构的4,4-二烷硫-1-苯基-3-丁烯-1-酮衍生物1。
2)烯烃烷基化反应可以通过可见光催化来实现交叉偶联，反应条件温和，操作简单，底物适用范围广，原子经济性高的特点。
3)烯烃烷基化反应中不需要外加入任何氧化剂或还原剂。
总之，本发明利用二硫缩烯酮2的结构多样性与多反应中心来高效合成不同类型和结构的4,4-二烷硫-1-苯基-3-丁烯-1-酮衍生物1，原料易得，操作简便，目标产物收率高，并且可以进一步衍生化。
具体实施方式
本发明以简单的二硫缩烯酮2和α-溴代苯乙酮3为原料，在钌配合物和光照条件下进行交叉偶联反应(反应式1)。
具体过程为：在手套箱中称取二硫缩烯酮2(0.3mmol)，钌配合物(0.006mmol)，碳酸钠(0.3mmol)，α-溴代苯乙酮3(0.6mmol)加入到25mL带有支口管中，在氮气氛围下加入乙腈(3mL)，在光照下反应24h。反应完全后，减压旋蒸，除去溶剂，之后用硅胶柱层析(洗脱液为石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯:10:1,v/v)，得到目标产物1。目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定得到确认。
通过下述实施例有助于进一步理解本发明，但本发明的内容并不仅限于此。
实施例1
具体过程为：在手套箱中称取二硫缩烯酮2a(67mg，0.3mmol)，Ru(bpy)3Cl2(4mg，0.006mmol)，碳酸钠(25mg,0.3mmol)，α-溴代苯乙酮3a(119mg，0.6mmol)，加入到25mL带有支口管中，在氮气氛围下加入乙腈(3mL)在26W白色CFL灯照射下室温反应24h。反应完全后，减压旋蒸，除去溶剂，之后柱层析(石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯:10:1,v/v)得到淡黄色液体产物1a(72mg,收率70％)。目标产物通过核磁共振谱得到确认。
具体过程为：称取1a(68mg，0.2mmol)，NH2NH2·H2O(120uL,2.0mmol,85％)，加入到25mL封管中，加入甲苯2mL，放入120℃油浴中反应12h。反应完全后，冷却至室温，减压旋蒸，除去溶剂，之后柱层析(石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯:8:1,v/v)得到白色固体产物4a(20mg,收率32％)。目标产物通过核磁共振谱测定得到确认。
典型化合物表征数据
4,4-二烷硫-3-苯甲酰基-1-苯基-3-丁烯-1-酮衍生物(1a)，淡黄色液体.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.17–8.06(m,2H),8.02–7.93(m,2H),7.59–7.42(m,6H),4.55(s,2H),2.33(s,3H),2.07(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δδ197.4(s),196.2(s),143.3(s),139.2(s),138.3(s),136.4(s),133.5(s),132.6(s),129.5(s),128.8(s),128.4(s),128.3(s),45.5(s),17.3(s),16.7(s).
Claims (8)
1.一种4,4-二烷硫-1-苯基-3-丁烯-1-酮衍生物的合成方法，其特征在于：以二硫缩烯酮2为起始原料，钌配合物为催化剂，α-溴代苯乙酮3为烷基化试剂，在光照及碱的作用下，发生C(sp2)-C(sp3)键偶联反应，一步生成4,4-二烷硫-1-苯基-3-丁烯-1-酮衍生物1；
合成路线如下述反应式所示，
其中，R选自以下基团：甲基、或乙基、或者两个R相连代表 (CH2)n，其中n = 2或3；R1为乙酰基、芳甲酰基、2-萘甲酰基、2-呋喃甲酰基、2-噻吩甲酰基；R2为甲基、甲氧基、氟、氯、溴、氰基；
钌配合物为Ru(bpy)3Cl2、Ru(bpy)3(PF6)2中的一种或两种；碱为碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠中的一种或两种以上；反应温度为20-40℃，反应时间为6-48小时；反应中灯源为白色CFL灯，灯源功率为3-40 W。
2.按照权利要求1所述的合成方法，其特征在于：二硫缩烯酮2和催化剂的摩尔比为1:0.005-1:0.05；二硫缩烯酮2与α-溴代苯乙酮3的摩尔比为1:1-1:3；反应溶剂为1,4-二氧六环、二甲基亚砜、乙腈、甲苯、甲醇、N, N-二甲基甲酰胺或四氢呋喃中的一种或两种以上。
3.按照权利要求1所述的合成方法，其特征在于：二硫缩烯酮2生成1的反应中催化剂为Ru(bpy)3Cl2，二硫缩烯酮2与Ru(bpy)3Cl2的摩尔比为1:0.02。
4.按照权利要求1所述的合成方法，其特征在于：二硫缩烯酮2生成1的反应中碱为碳酸氢钠。
5.按照权利要求2所述的合成方法，其特征在于：二硫缩烯酮2生成1的反应中溶剂为乙腈。
6.按照权利要求1所述的合成方法，其特征在于：二硫缩烯酮2生成1的反应中反应时间是24-48 h。
7.按照权利要求1所述的合成方法，其特征在于：二硫缩烯酮2生成1的反应中灯源功率为26 W。
8.按照权利要求1所述的合成方法，其特征在于：二硫缩烯酮2与α-溴代苯乙酮3的摩尔比为1:2。
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