CN110230071B - 一种利用高盐废水制备β-卤代羰基化合物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用高盐废水制备β‑卤代羰基化合物的方法，以高盐废水为卤源，将底物烯丙醇溶于混合溶剂后，直接加入到高盐废水中，在电化学反应系统中实现烯丙醇的卤化/半频那醇重排反应合成β‑卤代羰基化合物。与现有技术相比，本发明实现高盐废水资源的综合利用，制备得到的β‑卤代羰基化合物是重要中间体，经过化学转化可以进一步合成得到药物分子加兰他敏及天然产物文殊兰胺，避免传统有机合成氧化剂对环境的污染，具有较高的应用价值。

Description

一种利用高盐废水制备β-卤代羰基化合物的方法
技术领域
本发明属于有机化学合成技术领域，尤其是涉及一种利用高盐废水制备β-卤代羰基化合物的方法。
背景技术
工业上高盐废水一般为循环排污水、离子交换酸碱再生废水、中水回用RO浓水或脱硫废水等。这类废水含有大量的Cl-，SO4 2-，Na+，Ca2+，Mg2+等。地下卤水晒盐后的上清液称为苦卤，年产量约150万m3，苦卤中含有丰富的K+、Mg2+、Cl－、Br－等成分。其中溴素作为一种比较稀缺的元素可以很好的进行资源化利用。
有机含卤化合物不仅广泛存在于具有生物活性的天然产物中，而且在合成应用中也发挥了重要的作用。传统有机含卤化合物的合成通过亲电含卤试剂N-氯代琥珀酰胺、N-溴代琥珀酰胺、液溴，氯离子与强氧化剂反应制得(Chem.Sci.2011,2,1839；GreenChem.2018,20,2477)。然而，这些策略的合成过程价格昂贵，对环境存在污染。有机电化学反应避免了传统氧化剂的使用，而通过阳极电势的改变实现氧化反应，因此从环保的角度来看优势显著。通过有机电化学反应实现卤素的功能化转化既经济又环保(J.Am.Chem.Soc.2018,140,2438；Org.Lett.2018,20,3443.)。目前对高盐废水的处理主要是稀释处理后排放，高盐废水中复杂的成分使得直接作为制备β-卤代羰基化合物的卤源成为问题，而且需要加入当量的化学氧化剂，难以得到产物。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种通过绿色环保的电化学技术实现烯丙醇的卤化/半频那醇重排反应制备加兰他敏、文殊兰碱的核心中间体β-卤代羰基化合物的方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种利用高盐废水制备β-卤代羰基化合物的方法，利用在阳极氧化条件下卤素离子(氯或溴)被氧化成卤素自由基并原位偶联生成卤素单质(Br2或Cl2)，随后与烯丙醇中的双键形成卤鎓离子并进一步形成碳正离子，叔醇碳上所连接的烷基或芳基向碳正离子迁移，底物上再失去一个质子，最终生成β-卤代羰基化合物。该方法以高盐废水为卤源，将底物烯丙醇溶于混合溶剂后，直接加入到高盐废水中，在电化学反应系统中实现烯丙醇的卤化/半频那醇重排反应合成β-卤代羰基化合物。
所述高盐废水包括海水制盐后的卤水、死海水、Na2CO3生产过程中的工业稀溶液或海水。
进一步的，所述海水制盐后的卤水所含物质含量如下：Br5～7,MgSO413.51,MgCl2452.18,NaCl2.18,KCl2.47，单位，g/L；
进一步的，所述死海水所含物质含量如下：Cl-181.4,Br-4.2,SO4 2-0.4,HCO3 -0.2,Ca2+14.1,Na+32.5,K+6.2,Mg2+35.2，单位，g/L；
进一步的，所述Na2CO3生产过程中的工业稀溶液所含物质含量如下：Cl-99-115,OH-1-2.7,SO4 2-0.1-1.2,Ca2+39-45,Na+18-25,NH30.01-0.03,悬浮固体11-70,CaO 0.7-9.0,CaCO33.8-11,CaSO41.7-7.1,pH 11-12，单位，g/L；
进一步的，所述海水所含物质含量如下：Na+11061.28,Mg2+1330.23,K+410.17,Ca2+423.54,Cl-19891.90,Br-68.88,F-4.73,SO4 2-929.31.单位，mg/L。
烯丙醇的化学结构式为：
Figure BDA0002053914760000021
其中，R1选自H、烷基、支链烷基、环烷基、芳香基、含取代基的芳香基、杂环基、含取代基的杂环基或卤素取代基；
R2选自H、烷基、支链烷基、环烷基、芳香基、含取代基的芳香基、杂环基、含取代基的杂环基或卤素取代基。
所述混合溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈中的一种或几种与水的混合物。
所述有机溶剂优选乙腈与水的混合物，反应物烯丙醇在高盐废水中的溶解度很差，为了使烯丙醇与水相中原位生成溴的反应顺利进行，需要加入一定的有机溶剂，而乙腈以其与水良好的互溶性和良好的导电性能成为优选的有机溶剂。
所述乙腈与水的体积比为1～4:1，当原位生成的溴相对烯丙醇过量时，可以促进反应速率，从而使反应顺利进行，因此加入数倍于水的乙腈来降低烯丙醇在混合溶剂中的浓度。
所述电化学反应系统(Pt/C、25mA)使用石墨毡作为正极、铂片作为负极，在室温、剧烈搅拌、恒定电流条件下(25mA)反应0.5～2h，烯丙醇浓度范围为0.02～0.06mol/L，反应时间按所添加烯丙醇完全转化所需要电子的量的1.3倍进行计算。
制备得到的β-卤代羰基化合物的化学结构式为
Figure BDA0002053914760000031
其中，R1选自H、烷基、支链烷基、环烷基、芳香基、含取代基的芳香基、杂环基、含取代基的杂环基或卤素取代基；
R2选自H、烷基、支链烷基、环烷基、芳香基、含取代基的芳香基、杂环基、含取代基的杂环基或卤素取代基；
X选自Br或Cl。
制备得到的β-卤代羰基化合物经过多步化学转化，可以制得到药物分子加兰他敏及天然产物文殊兰胺，实现了高盐废水的资源化利用，具有较高的应用价值。可以采用以下制备路线：
Figure BDA0002053914760000032
加兰他敏(Galanthamine)是一种具有3个光学活性碳原子的四环叔胺型异喹啉类生物碱，具有选择性和可逆性调节烟碱型乙酰胆碱受体及抑制乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase，AchE)的双重作用。近年来临床实验表明，加兰他敏在治疗老年痴呆症方面疗效显著且毒副作用小，主要用于治疗记忆和认知功能方面疾病，对轻度或中度阿尔茨海默氏症(Alzheimer’s disease，AD)有很好的疗效。文殊兰胺也是一种石蒜科生物碱，具有广泛的生物活性如止痛、抗癌等。
很多无机高盐废水中富含高浓度的氯离子或溴离子，废水中所蕴藏的巨大卤素资源使得利用高盐废水来合成β-卤代羰基化合物成为可能。现有技术中需要向高盐废水中加入当量的化学氧化剂来才能制备β-卤代羰基化合物，但是高盐废水中除了含有溴、氯等，还含有很多其它的杂质离子，化学氧化剂的加入不能选择性地氧化卤素离子，同时进一步增加了反应体系的复杂性，既不经济又不环保。本发明方法利用电化学技术，通过控制阳极氧化电位来实现卤素离子的选择性氧化而干扰离子不受影响，使得能够利用高盐废水为原料最终制备得到制备β-卤代羰基化合物。
本发明技术采用经济环保的电化学反应实现了烯丙醇的卤化/半频那醇重排反应制备得到β-卤代羰基化合物，并进一步直接利用高盐废水资源为卤源合成了加兰他敏、文殊兰碱的核心中间体β-卤代羰基化合物，实现了高盐废水的资源化利用，具有较高的应用价值。与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明方法采用绿色环保的电化学反应系统，无需添加常规氧化剂，避免了对环境的污染；
2)本发明方法以高盐废水为卤源，实现了高盐废水的综合利用而制备得到具有生物活性的药物分子；
3)本发明方法的底物具有多样性，可以构建全碳α-四元中心β-卤代羰基化合物。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
一种利用高盐废水制备β-卤代羰基化合物的方法，利用在阳极氧化条件下卤素离子(氯或溴)被氧化成卤素自由基并原位偶联生成卤素单质(Br2或Cl2)，随后与烯丙醇中的双键形成卤鎓离子并进一步形成碳正离子，叔醇碳上所连接的烷基或芳基向碳正离子迁移，底物上再失去一个质子，最终生成β-卤代羰基化合物。该方法以高盐废水为卤源，将底物烯丙醇溶于混合溶剂后，直接加入到高盐废水中，在电化学反应系统中实现烯丙醇的卤化/半频那醇重排反应合成β-卤代羰基化合物。
上述方法中，采用的高盐废水包括海水制盐后的卤水、死海水、Na2CO3生产过程中的工业稀溶液或海水。
使用的海水制盐后的卤水所含物质含量如下：Br5～7,MgSO4 13.51,MgCl2452.18,NaCl 2.18,KCl 2.47，单位，g/L；使用的死海水所含物质含量如下：Cl-181.4,Br-4.2,SO4 2-0.4,HCO3 -0.2,Ca2+14.1,Na+32.5,K+6.2,Mg2+35.2，单位，g/L；使用的Na2CO3生产过程中的工业稀溶液所含物质含量如下：Cl-99-115,OH-1-2.7,SO4 2-0.1-1.2,Ca2+39-45,Na+18-25,NH3 0.01-0.03,悬浮固体11-70,CaO 0.7-9.0,CaCO3 3.8-11,CaSO4 1.7-7.1,pH11-12，单位，g/L；使用的海水所含物质含量如下：Na+11061.28,Mg2+1330.23,K+410.17,Ca2+423.54,Cl-19891.90,Br-68.88,F-4.73,SO4 2-929.31.单位，mg/L。
采用的烯丙醇的化学结构式为：
Figure BDA0002053914760000051
其中，R1选自H、烷基、支链烷基、环烷基、芳香基、含取代基的芳香基、杂环基、含取代基的杂环基或卤素取代基；
R2选自H、烷基、支链烷基、环烷基、芳香基、含取代基的芳香基、杂环基、含取代基的杂环基或卤素取代基。
采用的混合溶剂选自甲醇、乙醇、乙腈中的一种或几种与水的混合物。
采用的电化学反应系统(Pt/C、25mA)使用石墨毡作为正极、铂片作为负极，在室温、剧烈搅拌、恒定电流条件下(25mA)反应0.5～2h，烯丙醇浓度范围为0.02～0.06mol/L，反应时间按所添加烯丙醇完全转化所需要电子的量的1.3倍进行计算。
本实施方式中，化合物的氢核磁共振谱(1H NMR)由Bruker AVANCE III HD 400或Bruker AVANCE III HD 500测定；质谱(ESI-MS)由Waters ACQUITYTM UPLC&Q-TOF MSPremier测定；所用试剂均为市售试剂。
本发明的合成方法可以制备如下所示的β-卤代羰基化合物：
Figure BDA0002053914760000061
以下是更加具体的实施例案例。
实施例1：
β-溴代羰基化合物(I-1)的制备
将0.055mmol1-(1-苯基乙烯基)环丁醇溶于6mL乙腈，向体系中加入3mL海水制盐后的卤水，使用石墨毡作为阳极、铂片作为阴极，在恒定电流(25mA)、室温、空气、剧烈搅拌条件下反应1h，对反应液使用乙酸乙酯进行萃取，对所得的有机相进行浓缩、柱层析得到浅黄色油状液体(I-1)，收率为42％。
化合物(I-1)为：
Figure BDA0002053914760000062
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.45–7.39(m,2H),7.38–7.35(m,2H),7.33–7.27(m,1H),3.77(d,J＝10.3Hz,1H),3.57(d,J＝10.3Hz,1H),2.71–2.65(m,1H),2.53–2.19(m,3H),2.07–1.93(m,1H),1.86–1.66(m,1H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ216.1,136.9,128.9,127.9,126.8,57.8,39.1,37.6,32.8,18.3.
HRMS(ESI)m/z calculated for C12H14BrO+[M+H+]255.0202,found 255.0218.
实施例2：
β-溴代羰基化合物(I-1)的制备
将0.0788mmol1-(1-苯基乙烯基)环丁醇溶于6mL乙腈，向体系中加入3mL死海水，使用石墨毡作为阳极、铂片作为阴极，在恒定电流(25mA)、室温、空气、剧烈搅拌条件下反应1h，对反应液使用乙酸乙酯进行萃取，对所得的有机相进行浓缩、柱层析得到浅黄色油状液体(I-1)，收率为39％。
化合物(I-1)为：
Figure BDA0002053914760000071
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.45–7.39(m,2H),7.38–7.35(m,2H),7.33–7.27(m,1H),3.77(d,J＝10.3Hz,1H),3.57(d,J＝10.3Hz,1H),2.71–2.65(m,1H),2.53–2.19(m,3H),2.07–1.93(m,1H),1.86–1.66(m,1H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ216.1,136.9,128.9,127.9,126.8,57.8,39.1,37.6,32.8,18.3.
HRMS(ESI)m/z calculated for C12H14BrO+[M+H+]255.0202,found 255.0218.
实施例3：
β-溴代羰基化合物(I-2)的制备
将0.055mmol(Z)-1-(1-苯基-1-烯-1-基)环丁醇溶于6mL乙腈，向体系中加入3mL海水制盐后的卤水，使用石墨毡作为阳极、铂片作为阴极，在恒定电流(25mA)、室温、空气、剧烈搅拌条件下反应1h，对反应液使用乙酸乙酯进行萃取，对所得的有机相进行浓缩、柱层析得到白色固体(I-2)，收率为37％。
化合物(I-2)为：
Figure BDA0002053914760000072
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.58–7.51(m,2H),7.40–7.32(m,2H),7.32–7.27(m,1H),4.78(q,J＝6.9Hz,1H),2.75–2.66(m,1H),2.63–2.57(m,1H),2.31–2.21(m,2H),2.11–2.01(m,1H),1.86–1.68(m,1H),1.35(d,J＝6.9Hz,3H).
13C NMR(126MHz,CDCl3)δ216.1,134.8,129.0,127.9,127.4,61.8,54.9,37.5,27.7,21.5,18.6.
HRMS(ESI)m/z calculated for C13H16BrO[M+H+]267.0379,found 267.0388。
实施例4：
β-溴代羰基化合物(I-3)的制备
将0.055mmol2,3-二苯基-3-烯-2-丁醇溶于6mL乙腈，向体系中加入3mL海水制盐后的卤水，使用石墨毡作为阳极、铂片作为阴极，在恒定电流(25mA)、室温、空气、剧烈搅拌条件下反应1h，对反应液使用乙酸乙酯进行萃取，对所得的有机相进行浓缩、柱层析得到白色固体(I-3)，收率为39％。
化合物(I-3)为：
Figure BDA0002053914760000081
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.44–7.30(m,10H),4.21(s,2H),2.13(s,3H).
13C NMR(126MHz,CDCl3)δ206.0,138.8,129.4,128.4,127.8,66.6,40.2,27.5.
HRMS(ESI)m/z calculated for C16H16BrO[M+H+]303.0379,found 303.0385。
实施例5：
β-溴代羰基化合物(I-4)的制备
将0.055mmol1,2-二苯基-2-烯-1-丙醇溶于6mL乙腈，向体系中加入3mL海水制盐后的卤水，使用石墨毡作为阳极、铂片作为阴极，在恒定电流(25mA)、室温、空气、剧烈搅拌条件下反应1h，对反应液使用乙酸乙酯进行萃取，对所得的有机相进行浓缩、柱层析得到白色固体(I-4)，收率为35％。
化合物(I-4)为：
Figure BDA0002053914760000082
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.83(s,1H),7.44–7.31(m,6H),7.25–7.22(m,4H),4.17(s,2H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ196.2,137.5,129.1,128.8,128.0,63.9,36.2.
HRMS(ESI)m/z calculated for C15H14BrO[M+H+]289.0223,found 289.0226。
实施例6：
β-氯代羰基化合物(I-5)的制备
将0.4mmol1-(1-苯基乙烯基)环丁醇溶于6mL乙腈，向体系中加入3mLNa2CO3生产过程中的工业稀溶液，使用石墨毡作为阳极、铂片作为阴极，在恒定电流(25mA)、室温、空气、剧烈搅拌条件下反应1h，对反应液使用乙酸乙酯进行萃取，对所得的有机相进行浓缩、柱层析得到无色油状液体(I-5)，收率为31％。
化合物(I-5)为：
Figure BDA0002053914760000091
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.46–7.33(m,4H),7.33–7.27(m,1H),3.91(d,J＝11.1Hz,1H),3.67(d,J＝11.1Hz,1H),2.68–2.62(m,1H),2.52–2.44(m,1H),2.42–2.33(m,1H),2.31–2.22(m,1H),2.08–1.96(m,1H),1.86–1.70(m,1H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ216.5,136.8,128.9,127.9,126.8,58.4,49.7,37.7,31.6,18.4.
HRMS(ESI)m/z calculated for C12H13ClNaO[M+Na+]231.0547,found 231.0553。
实施例7：
β-氯代羰基化合物(I-5)的制备
将0.21mmol1-(1-苯基乙烯基)环丁醇溶于6mL乙腈，向体系中加入3mL海水溶液，使用石墨毡作为阳极、铂片作为阴极，在恒定电流(25mA)、室温、空气、剧烈搅拌条件下反应1h，对反应液使用乙酸乙酯进行萃取，对所得的有机相进行浓缩、柱层析得到无色油状液体(I-5)，收率为29％。
化合物(I-5)为：
Figure BDA0002053914760000092
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.46–7.33(m,4H),7.33–7.27(m,1H),3.91(d,J＝11.1Hz,1H),3.67(d,J＝11.1Hz,1H),2.68–2.62(m,1H),2.52–2.44(m,1H),2.42–2.33(m,1H),2.31–2.22(m,1H),2.08–1.96(m,1H),1.86–1.70(m,1H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ216.5,136.8,128.9,127.9,126.8,58.4,49.7,37.7,31.6,18.4.
HRMS(ESI)m/z calculated for C12H13ClNaO[M+Na+]231.0547,found 231.0553。
实施例8：
β-氯代羰基化合物(I-6)的制备
将0.4mmol1-(环己-1-烯-1-基)环丁醇溶于6mL乙腈，向体系中加入3mLNa2CO3生产过程中的工业稀溶液，使用石墨毡作为阳极、铂片作为阴极，在恒定电流(25mA)、室温、空气、剧烈搅拌条件下反应1h，对反应液使用乙酸乙酯进行萃取，对所得的有机相进行浓缩、柱层析得到无色油状液体(I-6)，收率为24％。
化合物(I-6)为：
Figure BDA0002053914760000101
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ3.85(dd,J＝11.6,4.7Hz,1H),2.62–2.42(m,2H),2.42–2.18(m,2H),2.07–1.92(m,3H),1.92–1.75(m,2H),1.75–1.54(m,2H),1.54–1.38(m,1H),1.38–1.19(m,2H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ218.3,64.7,52.2,39.9,36.8,34.2,32.3,25.8,20.4,18.7.
HRMS(ESI)m/z calculated for C10H16ClO[M+H+]187.0884,found 187.0887。
实施例9：
β-氯代羰基化合物(I-7)的制备
将0.4mmol2,3-二苯基-3-烯-2-丁醇溶于6mL乙腈，向体系中加入3mLNa2CO3生产过程中的工业稀溶液，使用石墨毡作为阳极、铂片作为阴极，在恒定电流(25mA)、室温、空气、剧烈搅拌条件下反应1h，对反应液使用乙酸乙酯进行萃取，对所得的有机相进行浓缩、柱层析得到白色固体(I-7)，收率为29％。
化合物(I-7)为：
Figure BDA0002053914760000102
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.50–7.31(m,10H),4.36(s,2H),2.14(s,3H).
13C NMR(126MHz,CDCl3)δ206.3,138.5,129.4,128.4,127.7,67.2,50.2,27.5.
HRMS(ESI)m/z calculated for C16H16ClO[M+H+]259.0884,found 259.0885。
实施例10：
β-氯代羰基化合物(I-8)的制备
将0.4mmol1-(4-甲氧基苯基)-2-苯基丙-2-烯-1-醇溶于6mL乙腈，向体系中加入3mLNa2CO3生产过程中的工业稀溶液，使用石墨毡作为阳极、铂片作为阴极，在恒定电流(25mA)、室温、空气、剧烈搅拌条件下反应1h，对反应液使用乙酸乙酯进行萃取，对所得的有机相进行浓缩、柱层析得到无色油状液体(I-8)，收率为27％。
化合物(I-8)为：
Figure BDA0002053914760000111
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ9.81(s,1H),7.41–7.38(m,2H),7.37–7.31(m,1H),7.26–7.20(m,2H),7.17–7.11(m,2H),6.96–6.89(m,2H),4.29(s,2H),3.81(s,3H).
13C NMR(126MHz,CDCl3)δ196.5,159.2,137.5,130.3,129.1,128.9,128.8,128.0,114.2,63.9,55.2,47.3.
HRMS(ESI)m/z calculated for C16H15ClNaO2[M+Na+]297.0653,found 297.0642。
实施例11：
β-溴代羰基化合物(I-9)的制备
将0.055mmol benzo[d][1,3]dioxol-5-yl(1,4-dioxaspiro[4.5]dec-7-en-8-yl)-methanol溶于6mL乙腈中，向其中加入3mL预先配制的海水制盐后的卤水模拟溶液A，使用石墨毡作为阳极、铂片作为阴极，在恒定电流(3mA)、室温、空气、剧烈搅拌条件下反应2.5h，对反应液使用乙酸乙酯进行萃取，对所得的有机相进行浓缩、柱层析得到无色油状液体(I-9)，收率为35％。利用该产物作为中间体进行进一步的转化可以合成天然产物分子文殊兰胺。
化合物(I-9)为：
Figure BDA0002053914760000112
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.94(s,1H),6.82–6.74(m,2H),6.64(dd,J＝8.2,2.0Hz,1H),6.02–5.93(m,2H),4.72(dd,J＝12.5,4.2Hz,1H),4.03–3.87(m,4H),2.53–2.47(m,1H),2.36–2.30(m,1H),2.23(t,J＝13.0Hz,1H),1.90–1.77(m,2H),1.74–1.63(m,1H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ202.2,148.4,147.1,132.2,120.4,108.5,108.0,107.0,101.3,64.7,64.4,56.6,51.0,43.7,32.2,31.8.
HRMS(ESI)m/z calculated for C16H18BrO5[M+H+]369.0332,found 369.0341。
实施例12：
β-溴代羰基化合物(I-10)的制备
将0.055mmol(2-((tert-butyldimethylsilyl)oxy)-3-methoxyphenyl)-(1,4-dioxaspiro[4.5]dec-7-en-8-yl)methanol溶于6mL乙腈中，向其中加入3mL预先配制的海水制盐后的卤水模拟溶液A，使用石墨毡作为阳极、铂片作为阴极，在恒定电流(3mA)、室温、空气、剧烈搅拌条件下反应2.5h，对反应液使用乙酸乙酯进行萃取，对所得的有机相进行浓缩、柱层析得到无色油状液体(I-10)，收率为42％。利用该产物作为中间体进行进一步的转化可以合成天然产物分子加兰他敏。
化合物(I-10)为：
Figure BDA0002053914760000121
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.73(d,J＝1.9Hz,1H),7.03–6.90(m,2H),6.89–6.75(m,1H),4.79(t,J＝8.6Hz,1H),4.05–3.83(m,4H),3.78(s,3H),2.67–2.48(m,2H),2.48–2.30(m,2H),1.73–1.47(m,3H),0.94(s,9H),0.24(s,3H),0.20(s,3H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ202.8,149.2,142.8,130.9,120.9,118.6,110.4,108.6,64.6,64.3,54.3,53.4,49.9,42.4,31.5,30.9,26.7,19.7,-2.0,-2.3.
HRMS(ESI)m/z calculated for C22H34BrO5Si[M+H+]485.1353,found 485.1362。
实施例13：
一种利用高盐废水制备β-卤代羰基化合物的方法，该方法以死海水为卤源，将烯丙醇溶于甲醇和水的混合溶剂后，直接加入到死海水中，在电化学反应系统中进行电化学反应，使用石墨毡作为正极、铂片作为负极，在室温、剧烈搅拌、恒定25mA电流条件下进行反应，烯丙醇在体系中的浓度范围为0.02mol/L，反应时间按所添加烯丙醇完全转化所需要电子的量的1.3倍进行计算，最终实现烯丙醇的卤化/半频那醇重排反应合成β-卤代羰基化合物。
使用的死海水所含物质含量如下：Cl-181.4,Br-4.2,SO4 2-0.4,HCO3 -0.2,Ca2+14.1,Na+32.5,K+6.2,Mg2+35.2，单位，g/L。
采用的烯丙醇的化学结构式为：
Figure BDA0002053914760000131
其中，R1为烷基，R2为支链烷基。
实施例14：
一种利用高盐废水制备β-卤代羰基化合物的方法，该方法以Na2CO3生产过程中的工业稀溶液为卤源，将烯丙醇溶于甲醇、乙醇和水的混合溶剂后，直接加入到Na2CO3生产过程中的工业稀溶液中，在电化学反应系统中进行电化学反应，使用石墨毡作为正极、铂片作为负极，在室温、剧烈搅拌、恒定25mA电流条件下进行反应，烯丙醇在体系中的浓度范围为0.04mol/L，反应时间按所添加烯丙醇完全转化所需要电子的量的1.3倍进行计算，最终实现烯丙醇的卤化/半频那醇重排反应合成β-卤代羰基化合物。
使用的Na2CO3生产过程中的工业稀溶液所含物质含量如下：Cl-99-115,OH-1-2.7,SO4 2-0.1-1.2,Ca2+39-45,Na+18-25,NH3 0.01-0.03,悬浮固体11-70,CaO 0.7-9.0,CaCO33.8-11,CaSO4 1.7-7.1,pH 11-12，单位，g/L。
采用的烯丙醇的化学结构式为：
Figure BDA0002053914760000132
其中，R1为芳香基，R2为环烷基。
实施例15：
一种利用高盐废水制备β-卤代羰基化合物的方法，该方法以海水为卤源，将烯丙醇溶于乙腈和水按体积比为1:1的混合溶剂后，直接加入到海水中，在电化学反应系统中进行电化学反应，使用石墨毡作为正极、铂片作为负极，在室温、剧烈搅拌、恒定25mA电流条件下进行反应，烯丙醇在体系中的浓度范围为0.06mol/L，反应时间按所添加烯丙醇完全转化所需要电子的量的1.3倍进行计算，最终实现烯丙醇的卤化/半频那醇重排反应合成β-卤代羰基化合物。
使用的海水所含物质含量如下：Na+11061.28,Mg2+1330.23,K+410.17,Ca2+423.54,Cl-19891.90,Br-68.88,F-4.73,SO4 2-929.31.单位，mg/L。
采用的烯丙醇的化学结构式为：
Figure BDA0002053914760000133
其中，R1为含取代基的杂环基，R2为卤素取代基。
实施例16：
一种利用高盐废水制备β-卤代羰基化合物的方法，该方法以海水为卤源，将烯丙醇溶于乙腈和水按体积比为4:1的混合溶剂后，直接加入到海水中，在电化学反应系统中进行电化学反应，使用石墨毡作为正极、铂片作为负极，在室温、剧烈搅拌、恒定25mA电流条件下进行反应，烯丙醇在体系中的浓度范围为0.06mol/L，反应时间按所添加烯丙醇完全转化所需要电子的量的1.3倍进行计算，最终实现烯丙醇的卤化/半频那醇重排反应合成β-卤代羰基化合物。
使用的海水所含物质含量如下：Na+11061.28,Mg2+1330.23,K+410.17,Ca2+423.54,Cl-19891.90,Br-68.88,F-4.73,SO4 2-929.31.单位，mg/L。
采用的烯丙醇的化学结构式为：
Figure BDA0002053914760000141
其中，R1为含取代基的芳香基，R2为含取代基的杂环基。
上述实施例制备得到的β-溴代羰基化合物作为重要的医药中间体，可以用来制备得到药物分子加兰他敏(Tetrahedron,2006,62,9446)或文殊兰胺(Org.Lett.2006,8,1823)。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种利用高盐废水制备β-卤代羰基化合物的方法，其特征在于，以高盐废水为卤源，将烯丙醇溶于混合溶剂后，直接加入到高盐废水中，在电化学反应系统中实现烯丙醇的卤化/半频那醇重排反应合成β-卤代羰基化合物；
所述高盐废水包括海水制盐后的卤水、死海水、Na2CO3生产过程中的工业稀溶液或海水；
所述电化学反应系统使用石墨毡作为正极、铂片作为负极，在恒定25mA电流的条件下，于室温下剧烈搅拌，反应时间按所添加烯丙醇完全转化所需要电子的量的1.3倍进行计算，烯丙醇在反应体系中的浓度范围为0.02～0.06mol/L。
2.根据权利要求1所述的一种利用高盐废水制备β-卤代羰基化合物的方法，其特征在于，
所述海水制盐后的卤水所含物质含量如下：Br 5～7,MgSO4 13.51,MgCl2 452.18,NaCl2.18,KCl 2.47，单位，g/L；
所述死海水所含物质含量如下：Cl-181.4,Br-4.2,SO4 2-0.4,HCO3 -0.2,Ca2+14.1,Na+32.5,K+6.2,Mg2+35.2，单位，g/L；
所述Na2CO3生产过程中的工业稀溶液所含物质含量如下：Cl-99-115,OH-1-2.7,SO4 2-0.1-1.2,Ca2+39-45,Na+18-25,NH3 0.01-0.03,悬浮固体11-70,CaO 0.7-9.0,CaCO3 3.8-11,CaSO4 1.7-7.1,pH 11-12，单位，g/L；
所述海水所含物质含量如下：Na+11061.28,Mg2+1330.23,K+410.17,Ca2+423.54,Cl-19891.90,Br-68.88,F-4.73,SO4 2-929.31.单位，mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种利用高盐废水制备β-卤代羰基化合物的方法，其特征在于，
烯丙醇的化学结构式为：
Figure FDA0002939320900000011
其中，R1选自H、烷基、支链烷基、环烷基、芳香基、含取代基的芳香基、杂环基、含取代基的杂环基或卤素取代基；
R2选自H、烷基、支链烷基、环烷基、芳香基、含取代基的芳香基、杂环基、含取代基的杂环基或卤素取代基。
4.根据权利要求1所述的一种利用高盐废水制备β-卤代羰基化合物的方法，其特征在于，所述混合溶剂选自甲醇、乙醇或乙腈中的一种或几种与水的混合物。
5.根据权利要求1或4所述的一种利用高盐废水制备β-卤代羰基化合物的方法，其特征在于，所述混合溶剂为 乙腈与水的混合物。
6.根据权利要求5所述的一种利用高盐废水制备β-卤代羰基化合物的方法，其特征在于，所述乙腈与水的体积比为1～4:1。
7.根据权利要求1所述的一种利用高盐废水制备β-卤代羰基化合物的方法，其特征在于，
制备得到的β-卤代羰基化合物的化学结构式为
Figure FDA0002939320900000021
其中，R1选自H、烷基、支链烷基、环烷基、芳香基、含取代基的芳香基、杂环基、含取代基的杂环基或卤素取代基；
R2选自H、烷基、支链烷基、环烷基、芳香基、含取代基的芳香基、杂环基、含取代基的杂环基或卤素取代基；
X选自Br或Cl。
8.根据权利要求1或7所述的一种利用高盐废水制备β-卤代羰基化合物的方法，其特征在于，制备得到的β-卤代羰基化合物经化学转化能够制备得到药物分子加兰他敏及天然产物文殊兰胺。
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