CN110759847B - 一种2-吡咯烷酮衍生物的制备方法 - Google Patents

一种2-吡咯烷酮衍生物的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种2‑吡咯烷酮衍生物的制备方法。该方法通过向Schlenk反应瓶中加入1，6‑烯炔类化合物、羰基化合物、氧化剂和有机溶剂，在一定温度、空气气氛条件下搅拌反应发生自由基环化反应。

Description

一种2-吡咯烷酮衍生物的制备方法
技术领域
本申请属于有机合成领域，具体涉及一种2-吡咯烷酮衍生物的制备方法。
背景技术
烯炔类化合物的自由基环化反应已经逐渐成为构建复杂环状化合物的一种直接和高步骤经济性的策略。近年来，过渡金属催化反应体系在该类反应中得到了飞速发展和广泛应用。但是，过渡金属催化剂的使用不仅增加了反应成本，而且会在产物中有金属残留，限制其在生物化学中的进一步应用。故而，发展无金属体系下烯炔类化合物的自由基环化反应具有重要的科学和现实意义。
羰基化合物C(sp2)-H键的氧化官能团化已成为现代合成化学中快速引入羰基的重要方法。因此，化学工作者发展了诸多类型化合物与羰基化合物C(sp2)-H键的氧化官能团化反应。但是，烯炔类化合物却较少涉及。2014年，Liang等人报道了酸添加剂促进的烯炔类化合物与醛的自由基串联反应。随后，Li等人发展了铁催化下1，7-烯炔类化合物与醛的[2+2+2]环化反应。但是这些方法需要使用酸添加剂或过渡金属催化剂，因此实现无任何过渡金属催化剂和添加剂体系下的环化反应由于具有经济和环境友好的特点，被认为是极具前途的合成策略之一。发明人对于无过渡金属催化剂体系下的酰基自由基反应进行了深入的研究，在本发明中，我们提出了一种以1，6-烯炔类化合物与羰基化合物为反应原料，在氧化剂的促进下，经自由基过程高区域选择性环化反应的新方法。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种绿色高效、低成本、高选择性的2-吡咯烷酮衍生物的制备方法，该方法无需使用过渡金属催化剂和添加剂，高区域选择性的以较高产率制备获得2-吡咯烷酮衍生物。
本发明提供的一种2-吡咯烷酮衍生物的制备方法，该方法以1，6-烯炔和羰基化合物为原料，通过下列步骤进行制备获得：
向Schlenk反应瓶中加入式1所示的1，6-烯炔化合物、式2所示的化合物、氧化剂和有机溶剂，将反应瓶置于一定温度、空气气氛条件下搅拌反应，经TLC或GC监测反应进程，至原料反应完全，经后处理得到环化产物2-吡咯烷酮衍生物(I)。
本发明提供的一种2-吡咯烷酮衍生物的制备方法，其化学反应式可表述为(见式一)：
Figure BSA0000183537700000021
上述式一的反应中，所述的反应气氛为1atm的空气气氛，也可以替换为1atm的氮气气氛或其它惰性气体气氛，从经济成本等方面考虑，优选为空气气氛。
所述的后处理操作如下：将反应完成后的反应液用乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤并减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物2-吡咯烷酮衍生物(I)。
式1及式I表示的化合物中，
R1选自氢、C5-C14芳基、C1-C10烷基、C1-C6酰基；
R2选自氢、C1-C6烷基、C5-C14芳基；
R3选自C1-C6烷基、C5-C14芳基；
式2及式I表示的化合物中，R选自C5-C14芳基、C1-C10烷基、C3-C8环烷基、C3-C14杂芳基、C1-C6酰基、NMe2、NHMe、NEt2；
其中，上述各R1-R3和R取代基中的具有所述碳原子数目的芳基、烷基、环烷基、杂芳基和/或酰基任选地被取代基取代，所述的取代基选自卤素、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、C5-C14芳基、卤素取代的C1-C6烷基、-NO2、-CN、C1-C6烷基-C(＝O)-、C1-C6烷基-OC(O＝)-。
或者，当R选自NMe2、NHMe、NEt2时，所述方法不使用有机溶剂。
优选地，R1选自C1-C10烷基、C5-C14芳基；其中所述C1-C10烷基、C5-C14芳基任选地被取代基取代，所述取代基选自卤素、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、C5-C14芳基、卤素取代的C1-C6烷基、-NO2、-CN、C1-C6烷基-C(＝O)-、C1-C6烷基-OC(O＝)-；
R2选自氢、C1-C6烷基；
R3选自C1-C6烷基、C5-C14芳基，其中所述C1-C6烷基、C5-C14芳基任选地被取代基取代，所述取代基选自卤素、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、C5-C14芳基、卤素取代的C1-C6烷基、-NO2、-CN、C1-C6烷基-C(＝O)-、C1-C6烷基-OC(O＝)-；
R选自C5-C14芳基、C1-C10烷基、C3-C14杂芳基、NMe2、NHMe、NEt2；其中，所述C5-C14芳基、C1-C10烷基、C3-C14杂芳基任选地被取代基取代，所述取代基选自卤素、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、C5-C14芳基、卤素取代的C1-C6。
在本发明的反应中，所述的氧化剂选自过氧化叔丁醇、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酸特丁酯、过氧化苯甲酰、醋酸碘苯中的任意一种或几种的混合物。优选为过氧化叔丁醇。
在本发明的反应中，所述的有机溶剂选自乙酸乙酯、乙腈、甲苯、苯中的任意一种或几种的混合物。优选为乙酸乙酯。
在本发明的反应中，所述的一定温度为90-110℃，温度最优选为110℃。
在本发明的反应中，所述反应原料完全转化需要的时间为6-18小时，优选为12小时。
在本发明的反应中，所述式1的1，6-烯炔化合物、式2的化合物与氧化剂的摩尔比为1∶1.2～3∶1.2～3，优选地，式1的1，6-烯炔化合物、式2的化合物与氧化剂的摩尔比为1∶2∶2。
或者，当R选自NMe2、NHMe、NEt2时，所述方法不使用有机溶剂，式1的1，6-烯炔化合物与氧化剂的摩尔比为1∶3～8，优选地，式1的1，6-烯炔化合物与氧化剂的摩尔比为1∶6；此时，式2化合物的投料量可以由本领域的技术人员根据常规方法和/或实际需要予以确定，例如以使反应体系充分分散/搅拌即可。
本发明的有益效果是：提出了无过渡金属催化剂和添加剂体系下1，6-烯炔与羰基化合物高区域选择性自由基环化反应制备2-吡咯烷酮衍生物的方法，该方法以高收率得到一系列的2-吡咯烷酮衍生物目标产物。该方法具有反应底物适应范围广泛、简单高效、经济绿色的优点，特别适合于工业化生产。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细的描述，但本发明并不局限于此。
下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和原料，如无特殊说明，均可以从商业途径获得和/或根据已知的方法制备获得。
实施例1-13为反应条件优化实验。
实施例1
Figure BSA0000183537700000051
向Schlenk瓶中加入式1a所示的1，6-烯炔化合物(39.8mg，0.2mmol)，式2a所示的对甲氧基苯甲醛(27.2mg，0.2mmol)，过氧化叔丁醇(TBHP，36.0mg，0.4mmol)和乙酸乙酯(2.0mL)，然后将反应器在空气气氛、90℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-1(14％yield)；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：7.90-7.88(m，2H)，7.76-7.74(m，2H)，7.39(t，J＝7.5Hz，2H)，7.15(t，J＝7.5Hz，1H)，6.90-6.88(m，2H)，5.09(t，J＝2.0Hz，1H)，4.98(d，J＝2.5Hz，1H)，4.74-4.70(m，1H)，4.96-4.52(m，1H)，3.84(s，3H)，3.66(d，J＝18.0Hz，1H)，3.45(d，J＝18.0Hz，1H)，1.418(s，3H)；13CNMR(125MHz，CDCl3)δ：195.4，177.1，163.6，146.9，139.4，130.3，129.7，128.9，124.5，120.2，113.7，105.9，55.5，52.3，47.6，46.9，26.8；HRMS m/z(ESI)calcd for C21H22NO3([M+H]+)336.1594，found 336.1598。
实施例2
不添加氧化剂，其余条件同实施例1，得到目标产物I-1的收率为0％。
实施例3
反应温度升高至100℃，其余条件同实施例1，得到目标产物I-1的收率为32％。
实施例4
反应温度升高至110℃，其余条件同实施例1，得到目标产物I-1的收率为81％。
实施例5
用氧化剂过氧化二叔丁基(DTBP，58.4mg，0.4mmol)代替过氧化叔丁醇，其余条件同实施例4，得到目标产物I-1的收率为12％。
实施例6
用氧化剂过氧化苯甲酸特丁酯(TBPB，77.6mg，0.4mmol)代替过氧化叔丁醇，其余条件同实施例4，得到目标产物I-1的收率为62％。
实施例7
用氧化剂过氧化苯甲酰(BPO，96.9mg，0.4mmol)代替过氧化叔丁醇，其余条件同实施例4，得到目标产物I-1的收率为67％。
实施例8
用氧化剂醋酸碘苯(PhI(OAc)2，128.8mg，0.4mmol)代替过氧化叔丁醇，其余条件同实施例4，得到目标产物I-1的收率为28％。
实施例9
氧化剂过氧化叔丁醇用量为1.2当量(TBHP，21.6mg，0.24mmol)，其余条件同实施例4，得到目标产物I-1的收率为46％。
实施例10
氧化剂过氧化叔丁醇用量为3当量(TBHP，54.0mg，0.6mmol)，其余条件同实施例4，得到目标产物I-1的收率为81％。
实施例11
用乙腈代替乙酸乙酯，其余条件同实施例4，得到目标产物I-1的收率为72％。
实施例12
用甲苯代替乙酸乙酯，其余条件同实施例4，得到目标产物I-1的收率为29％。
实施例13
用苯代替乙酸乙酯，其余条件同实施例4，得到目标产物I-1的收率为34％。
由上述实施例1-13可以看出，最佳的反应条件为实施例4的反应条件，即氧化剂选择过氧化叔丁醇(2当量)、溶剂为乙酸乙酯(2mL)，反应温度为110℃。在获得最佳反应条件的基础上，发明人进一步在该最佳反应条件下，选择不同取代基的1，6-烯炔和羰基化合物为原料以发展高区域选择性自由基环化反应方法。
实施例14 与对甲基苯甲醛反应
Figure BSA0000183537700000071
向Schlenk瓶中加入式1a所示的1，6-烯炔化合物(39.8mg，0.2mmol)，式2b所示的对甲基苯甲醛(24.0mg，0.2mmol)，过氧化叔丁醇(TBHP，36.0mg，0.4mmol)和乙酸乙酯(2.0mL)，然后将反应器在空气气氛、110℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-2(79％yield)；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：7.81(d，J＝8.5Hz，2H)，7.75(d，J＝7.5Hz，2H)，7.39(t，J＝8.0Hz，2H)，7.20(d，J＝8.0Hz，2H)，7.16(t，J＝7.5Hz，1H)，5.09(t，J＝2.5Hz，1H)，4.98(t，J＝2.5Hz，1H)，4.74-4.71(m，1H)，4.56-4.53(m，1H)，3.69(d，J＝18.0Hz，1H)，3.48(d，J＝18.0Hz，1H)，2.39(s，3H)，1.42(s，3H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ：196.5，177.0，146.8，144.0，139.4，134.1，129.2，128.9，128.1，124.5，120.2，106.0，52.3，47.8，46.8，26.8，21.7；HRMS m/z(ESI)calcd forC21H22NO2([M+H]+)320.1645，found 320.1649。
实施例15 与对叔丁基苯甲醛反应
Figure BSA0000183537700000081
向Schlenk瓶中加入式1d所示的1，6-烯炔化合物(46.6mg，0.2mmol)，式2c所示的对叔丁基苯甲醛(32.4mg，0.2mmol)，过氧化叔丁醇(TBHP，36.0mg，0.4mmol)和乙酸乙酯(2.0mL)，然后将反应器在空气气氛、110℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-3(77％yield)；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：7.84(d，J＝8.5Hz，2H)，7.72-7.70(m，2H)，7.44(d，J＝8.5Hz，2H)，7.34(s，2H)，5.09(t，J＝3.0Hz，1H)，4.98(t，J＝4.5Hz，1H)，4.69-4.66(m，1H)，4.53-4.49(m，1H)，3.68(d，J＝18.0Hz，1H)，3.48(d，J＝18.0Hz，1H)，1.42(s，3H)，1.32(s，9H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ：196.6，177.2，157.1，146.4，138.0，133.9，129.5，128.9，128.0，125.5，121.3，106.3，52.3，47.9，46.8，35.1，31.1，26.7；HRMS m/z(ESI)calcd for C24H27ClNO2([M+H]+)396.1725，found 396.1729。
实施例16 与苯甲醛反应
Figure BSA0000183537700000091
向Schlenk瓶中加入式1a所示的1，6-烯炔化合物(39.8mg，0.2mmol)，式2d所示的苯甲醛(21.2mg，0.2mmol)，过氧化叔丁醇(TBHP，36.0mg，0.4mmol)和乙酸乙酯(2.0mL)，然后将反应器在空气气氛、110℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-4(76％yield)；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：7.91(d，J＝7.5Hz，2H)，7.75(d，J＝8.5Hz，2H)，7.54(t，J＝7.5Hz，1H)，7.44-7.38(m，4H)，7.16(t，J＝7.5Hz，1H)，5.10(t，J＝2.5Hz，1H)，4.99(t，J＝4.5Hz，1H)，4.75-4.72(m，1H)，4.57-4.53(m，1H)，3.72(d，J＝18.0Hz，1H)，3.49(d，J＝18.0Hz，1H)，1.43(s，3H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ：196.9，177.0，146.7，139.4，136.5，133.2，128.9，128.6，128.0，124.6，120.3，106.1，52.4，47.9，46.8，26.8；HRMS m/z(ESI)calcd for C20H20NO2([M+H]+)306.1489，found 306.1496。
实施例17 与对氯苯甲醛反应
Figure BSA0000183537700000092
向Schlenk瓶中加入式1a所示的1，6-烯炔化合物(39.8mg，0.2mmol)，式2e所示的对氯苯甲醛(28.0mg，0.2mmol)，过氧化叔丁醇(TBHP，36.0mg，0.4mmol)和乙酸乙酯(2.0mL)，然后将反应器在空气气氛、110℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-5(75％yield)；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：7.86-7.84(m，2H)，7.75-7.73(m，2H)，7.41-7.38(m，4H)，7.17(t，J＝7.5Hz，1H)，5.11(t，J＝2.0Hz，1H)，4.99(t，J＝2.5Hz，1H)，4.74-4.70(m，1H)，4.58-4.54(m，1H)，3.68(d，J＝18.0Hz，1H)，3.44(d，J＝18.0Hz，1H)，1.43(s，3H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ：195.7，176.8，146.6，139.7，139.3，134.8，129.4，129.0，128.9，124.7，120.3，106.2，52.3，47.8，46.8，26.8；HRMS m/z(ESI)calcd for C20H19ClNO2([M+H]+)340.1099，found 340.1103。
实施例18 与对溴苯甲醛反应
Figure BSA0000183537700000101
向Schlenk瓶中加入式1a所示的1，6-烯炔化合物(39.8mg，0.2mmol)，式2f所示的对溴苯甲醛(36.8mg，0.2mmol)，过氧化叔丁醇(TBHP，36.0mg，0.4mmol)和乙酸乙酯(2.0mL)，然后将反应器在空气气氛、110℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-6(71％yield)；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：7.79-7.73(m，4H)，7.58-7.56(m，2H)，7.42-7.38(m，2H)，7.17(t，J＝7.5Hz，1H)，5.11(t，J＝2.0Hz，1H)，4.99(t，J＝2.5Hz，1H)，4.74-4.70(m，1H)，4.58-4.54(m，1H)，3.68(d，J＝18.0Hz，1H)，3.44(d，J＝18.5Hz，1H)，1.43(s，3H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ：195.9，176.8，146.6，139.3，135.2，131.9，129.5，129.0，128.5，124.7，120.2，106.2，52.3，47.8，46.8，26.8；HRMS m/z(ESI)calcd for C20H19BrNO2([M+H]+)384.0594，found 384.0599。
实施例19 与对氰基苯甲醛反应
Figure BSA0000183537700000111
向Schlenk瓶中加入式1a所示的1，6-烯炔化合物(39.8mg，0.2mmol)，式2g所示的对氰基苯甲醛(26.2mg，0.2mmol)，过氧化叔丁醇(TBHP，36.0mg，0.4mmol)和乙酸乙酯(2.0mL)，然后将反应器在空气气氛、110℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-7(70％yield)；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：7.99(d，J＝8.0Hz，2H)，7.75-7.72(m，4H)，7.40(t，J＝8.0Hz，2H)，7.18(t，J＝7.5Hz，1H)，5.13(t，J＝2.0Hz，1H)，5.00(t，J＝2.0Hz，1H)，4.74-4.69(m，1H)，4.59-4.55(m，1H)，3.72(d，J＝18.0Hz，1H)，3.45(d，J＝18.0Hz，1H)，1.44(m，3H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ：195.6，176.5，146.3，139.3，139.2，132.5，129.0，128.4，124.8，120.3，117.9，116.5，106.4，52.3，48.0，46.8，26.7；HRMS m/z(ESI)calcd for C21H19N2O2([M+H]+)331.1441，found331.1448。
实施例20 与邻甲氧基苯甲醛反应
Figure BSA0000183537700000112
向Schlenk瓶中加入式1a所示的1，6-烯炔化合物(39.8mg，0.2mmol)，式2h所示的邻甲氧基苯甲醛(27.2mg，0.2mmol)，过氧化叔丁醇(TBHP，36.0mg，0.4mmol)和乙酸乙酯(2.0mL)，然后将反应器在空气气氛、110℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-8(67％yield)；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：7.76-7.74(m，2H)，7.67-7.65(m，1H)，7.42-7.37(m，3H)，7.15(t，J＝7.5Hz，1H)，6.94(m，2H)，5.08(t，J＝2.0Hz，1H)，4.98(t，J＝2.5Hz，1H)，4.72-4.68(m，1H)，4.56-4.52(m，1H)，3.92(s，3H)，3.72(d，J＝19.0Hz，1H)，3.57(d，J＝19.0Hz，1H)，1.39(m，3H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ：198.5，177.4，158.9，147.2，139.6，133.8，130.6，128.9，127.4，124.4，120.6，130.3，111.5，105.7，55.5，53.2，52.3，47.2，26.8；HRMS m/z(ESI)calcd forC21H22NO3([M+H]+)336.1594，found 336.1600。
实施例21 与1-萘醛反应
Figure BSA0000183537700000121
向Schlenk瓶中加入式1a所示的1，6-烯炔化合物(39.8mg，0.2mmol)，式2i所示的1-萘甲醛(31.2mg，0.2mmol)，过氧化叔丁醇(TBHP，36.0mg，0.4mmol)和乙酸乙酯(2.0mL)，然后将反应器在空气气氛、110℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-9(43％yield)；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：8.44(d，J＝8.0Hz，1H)，7.95(d，J＝8.0Hz，1H)，7.87-7.82(m，2H)，7.75(d，J＝7.5Hz，2H)，7.52-7.46(m，3H)，7.40(t，J＝8.0Hz，2H)，7.17(t，J＝7.5Hz，1H)，5.18(t，J＝2.0Hz，1H)，5.09(t，J＝2.5Hz，1H)，4.75-4.70(m，1H)，4.60-4.55(m，1H)，3.84(d，J＝18.0Hz，1H)，3.51(d，J＝18.0Hz，1H)，1.44(s，3H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ：201.4，176.9，146.9，139.4，135.5，133.9，132.6，129.9，128.9，128.3，127.9，127.3，126.5，125.7，124.6，124.3，120.4，106.3，52.4，51.2，47.3，26.8；HRMS m/z(ESI)calcd for C24H22NO2([M+H]+)356.1645，found 356.1651。
实施例22 与2-噻吩甲醛反应
Figure BSA0000183537700000131
向Schlenk瓶中加入式1a所示的1，6-烯炔化合物(39.8mg，0.2mmol)，式2j所示的2-噻吩甲醛(22.4mg，0.2mmol)，过氧化叔丁醇(TBHP，36.0mg，0.4mmol)和乙酸乙酯(2.0mL)，然后将反应器在空气气氛、110℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-10(78％yield)；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：7.73-7.71(m，3H)，7.61-7.59(m，1H)，7.38(t，J＝8.0Hz，2H)，7.15(t，J＝7.5Hz，1H)，7.10(t，J＝4.5Hz，1H)，5.13(t，J＝1.5Hz，1H)，5.03(t，J＝2.5Hz，1H)，4.70-4.66(m，1H)，4.54-4.50(m，1H)，3.66(d，J＝9.0Hz，1H)，3.40(d，J＝8.0Hz，1H)，1.42(s，3H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ：189.8，176.6，146.4，143.7，139.3，133.7，132.0，128.9，128.1，124.6，120.3，106.5，52.3，48.2，46.9，26.6；HRMS m/z(ESI)calcd for C18H18NO2S([M+H]+)312.1053，found 312.1057。
实施例23 与N，N-二甲基甲酰胺反应
Figure BSA0000183537700000132
向Schlenk瓶中加入式1a所示的1，6-烯炔化合物(39.8mg，0.2mmol)，式2k所示的N，N‘-二甲基甲酰胺(0.5mL)和过氧化叔丁醇(TBHP，108.0mg，1.2mmol)，然后将反应器在空气气氛、110℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-11(72％yield)；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ：7.73(d，J＝8.0Hz，2H)，7.37(d，J＝8.0Hz，2H)，7.13(d，J＝7.6Hz，1H)，5.08-5.03(m，2H)，4.91-4.42(m，2H)，2.97(s，3H)，2.88-2.80(m，2H)，2.71(s，3H)，1.23(s，3H)；13C NMR(100MHz，DMSO-d6)δ：177.5，169.8，147.8，140.1，129.1，124.1，119.7，105.7，52.1，47.3，42.6，37.1，35.1，26.9；HRMSm/z(ESI)calcd for C16H21N2O2([M+H]+)273.1598，found 273.1605。
实施例24 与N，N-二乙基甲酰胺反应
Figure BSA0000183537700000141
向Schlenk瓶中加入式1a所示的1，6-烯炔化合物(39.8mg，0.2mmol)，式2l所示的N，N‘-二乙基甲酰胺(0.5mL)和过氧化叔丁醇(TBHP，108.0mg，1.2mmol)，然后将反应器在空气气氛、110℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-12(61％yield)；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：7.73(d，J＝8.0Hz，2H)，7.35(t，J＝8.0Hz，2H)，7.12(t，J＝7.5Hz，1H)，5.11(t，J＝2.0Hz，1H)，4.96(t，J＝2.5Hz，1H)，4.67-4.63(m，1H)，4.50-4.46(m，1H)，3.36-3.24(m，4H)，3.07(d，J＝16.0Hz，1H)，2.71(d，J＝16.5Hz，1H)，1.34(s，3H)，1.19(t，J＝7.5Hz，3H)，1.01(t，J＝7.0Hz，3H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ：177.3，168.7，147.4，139.5，128.8，124.2，120.0，105.3，52.3，47.4，42.5，41.8，39.8，26.9，14.3，13.1；HRMS m/z(ESI)calcd for C18H25N2O2([M+H]+)301.1911，found 301.1918。
实施例25 与N-甲基甲酰胺反应
Figure BSA0000183537700000151
向Schlenk瓶中加入式1a所示的1，6-烯炔化合物(39.8mg，0.2mmol)，式2m所示的N-甲基甲酰胺(0.5mL)和过氧化叔丁醇(TBHP，108.0mg，1.2mmol)，然后将反应器在空气气氛、110℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-13(68％yield)；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：8.18(s，1H)，7.66(d，J＝10.0Hz，2H)，7.38(t，J＝10.0Hz，2H)，7.17(t，J＝9.5Hz，1H)，5.23-5.17(m，2H)，4.57-4.45(m，2H)，2.85(s，3H)，2.72(d，J＝5.5Hz，2H)，1.37(s，3H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ：177.0，170.2，145.4，138.9，129.0，125.0，120.5，107.9，52.2，47.9，45.0，29.7，25.6；HRMS m/z(ESI)calcd for C15H19N2O2([M+H]+)259.1441，found 259.1446。
实施例26
Figure BSA0000183537700000152
向Schlenk瓶中加入式1b所示的1，6-烯炔化合物(45.8mg，0.2mmol)，式2a所示的对甲氧基苯甲醛(27.2mg，0.2mmol)，过氧化叔丁醇(TBHP，36.0mg，0.4mmol)和乙酸乙酯(2.0mL)，然后将反应器在空气气氛、110℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-14(84％yield)；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：7.89(d，J＝8.5Hz，2H)，7.63(d，J＝9.0Hz，2H)，6.93-6.88(m，4H)，5.07(t，J＝2.0Hz，1H)，4.97(t，J＝2.0Hz，1H)，4.68-4.64(m，1H)，4.52-4.48(m，1H)，3.85(s，3H)，3.81(s，3H)，3.65(d，J＝18.0Hz，1H)，3.43(d，J＝18.0Hz，1H)，1.41(s，3H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ：195.5，176.7，163.5，156.7，147.2，132.7，130.3，129.7，122.2，114.1，113.7，105.9，55.5，55.4，52.9，47.6，46.6，26.8；HRMS m/z(ESI)calcd for C22H24NO4([M+H]+)366.1700，found366.1703。
实施例27
Figure BSA0000183537700000161
向Schlenk瓶中加入式1c所示的1，6-烯炔化合物(42.6mg，0.2mmol)，式2a所示的对甲氧基苯甲醛(27.2mg，0.2mmol)，过氧化叔丁醇(TBHP，36.0mg，0.4mmol)和乙酸乙酯(2.0mL)，然后将反应器在空气气氛、110℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-15(82％yield)；1HNMR(500MHz，CDCl3)δ：7.89(d，J＝9.0Hz，2H)，7.61(d，J＝8.5Hz，2H)，7.19(d，J＝8.5Hz，2H)，6.89(d，J＝9.0Hz，2H)，5.08(t，J＝2.5Hz，1H)，4.97(t，J＝2.5Hz，1H)，4.71-3.67(m，1H)，4.53-4.49(m，1H)，3.85(s，3H)，3.65(d，J＝17.5Hz，1H)，3.43(d，J＝18.0Hz，1H)，2.34(s，3H)，1.41(s，3H)；13CNMR(125MHz，CDCl3)δ：195.4，176.9，163.5，147.1，136.9，134.2，130.3，129.7，129.4，120.3，113.7，105.8，55.5，52.5，47.6，46.8，26.8，20.9；HRMS m/z(ESI)calcd forC22H24NO3([M+H]+)350.1751，found 350.1755。
实施例28
Figure BSA0000183537700000171
向Schlenk瓶中加入式1d所示的1，6-烯炔化合物(46.6mg，0.2mmol)，式2a所示的对甲氧基苯甲醛(27.2mg，0.2mmol)，过氧化叔丁醇(TBHP，36.0mg，0.4mmol)和乙酸乙酯(2.0mL)，然后将反应器在空气气氛、110℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-16(78％yield)；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：7.88(d，J＝9.0Hz，2H)，7.71(d，J＝9.0Hz，2H)，7.35(d，J＝9.0Hz，2H)，6.89(d，J＝9.0Hz，2H)，5.10(t，J＝2.5Hz，1H)，4.99(t，J＝2.0Hz，1H)，4.70-3.66(m，1H)，4.53-4.49(m，1H)，3.85(s，3H)，3.65(d，J＝18.0Hz，1H)，3.46(d，J＝18.0Hz，1H)，1.41(s，3H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ：195.4，177.3，163.6，146.4，138.0，130.3，129.5，129.5，128.9，121.3，113.7，106.2，55.5，52.3，47.7，46.8，26.8；HRMS m/z(ESI)calcd for C21H21ClNO3([M+H]+)370.1204，found 370.1208。
实施例29
Figure BSA0000183537700000172
向Schlenk瓶中加入式1e所示的1，6-烯炔化合物(53.4mg，0.2mmol)，式2a所示的对甲氧基苯甲醛(27.2mg，0.2mmol)，过氧化叔丁醇(TBHP，36.0mg，0.4mmol)和乙酸乙酯(2.0mL)，然后将反应器在空气气氛、110℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-17(72％yield)；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：7.92-7.87(m，4H)，7.64(d，J＝9.0Hz，2H)，6.90(d，J＝8.5Hz，2H)，5.13(t，J＝1.5Hz，1H)，5.01(t，J＝2.0Hz，1H)，4.76-4.72(m，1H)，4.58-4.54(m，1H)，3.84(s，3H)，3.67(d，J＝18.0Hz，1H)，3.49(d，J＝18.0Hz，1H)，1.43(s，3H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ：195.4，177.8，163.7，146.1，142.4，130.3，129.4，126.1(q，JC-F＝1.4Hz)，125.5(q，JC-F＝15.1Hz)，123.1，119.4，113.7，106.4，55.5，52.0，47.8，47.0，26.7；19F NMR(471MHz，CDCl3)δ：-62.1；HRMSm/z(ESI)calcd for C22H21F3NO3([M+H]+)404.1468，found 404.1471。
实施例30
Figure BSA0000183537700000181
向Schlenk瓶中加入式1f所示的1，6-烯炔化合物(42.6mg，0.2mmol)，式2a所示的对甲氧基苯甲醛(27.2mg，0.2mmol)，过氧化叔丁醇(TBHP，36.0mg，0.4mmol)和乙酸乙酯(2.0mL)，然后将反应器在空气气氛、110℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-18(63％yield)；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：7.92-7.89(m，2H)，7.38-7.33(m，4H)，7.31-7.27(m，1H)，6.93-6.90(m，2H)，4.92-4.88(m，2H)，4.78(d，J＝14.5Hz，1H)，4.44(d，J＝14.5Hz，1H)，4.11-4.07(m，1H)，3.93-3.89(m，1H)，3.86(s，3H)，3.62(d，J＝18.0Hz，1H)，3.38(d，J＝18.0Hz，1H)，1.35(s，3H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ：195.5，177.6，163.5，147.8，136.5，130.3，129.8，128.7，128.2，127.5，113.7，105.7，55.5，50.6，50.0，46.5，45.6，26.9；HRMS m/z(ESI)calcd for C22H24NO3([M+H]+)350.1751，found 350.1756。
实施例31
Figure BSA0000183537700000191
向Schlenk瓶中加入式1g所示的1，6-烯炔化合物(42.6mg，0.2mmol)，式2a所示的对甲氧基苯甲醛(27.2mg，0.2mmol)，过氧化叔丁醇(TBHP，36.0mg，0.4mmol)和乙酸乙酯(2.0mL)，然后将反应器在空气气氛、110℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-19(64％yield，Z∶E＞20∶1)；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：7.91-7.86(m，2H)，7.79-7.76(m，2H)，7.41-7.37(m，2H)，7.17-7.13(m，1H)，6.89-6.88(m，2H)，5.37-5.3(m，1H)，4.67-4.63(m，1H)，4.50-4.46(m，1H)，3.84(s，3H)，3.61(d，J＝18.0Hz，1H)，3.40(d，J＝18.0Hz，1H)，1.63(d，J＝7.0Hz，3H)，1.38(m，3H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ：195.6，177.8，163.5，139.7，137.9，130.3，129.8，218.9，124.5，120.4，115.8，113.6，55.5，50.6，48.0，46.5，27.2，13.5；HRMS m/z(ESI)calcd forC22H24NO3([M+H]+)350.1751，found 350.1756。
实施例32
Figure BSA0000183537700000192
向Schlenk瓶中加入式1h所示的1，6-烯炔化合物(37.0mg，0.2mmol)，式2a所示的对甲氧基苯甲醛(27.2mg，0.2mmol)，过氧化叔丁醇(TBHP，36.0mg，0.4mmol)和乙酸乙酯(2.0mL)，然后将反应器在空气气氛、110℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-20(57％yield)；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：8.10-7.97(m，2H)，7.71(d，J＝8.5Hz，2H)，7.41-7.35(m，2H)，7.17(t，J＝7.5Hz，1H)，6.96-6.93(m，2H)，5.16-5.14(m，1H)，5.04-5.02(m，1H)，4.55(t，J＝2.0Hz，1H)，4.29(t，J＝1.0Hz，1H)，3.87(s，3H)，3.84-3.82(m，1H)，3.72-3.67(m，1H)，3.52-3.47(m，1H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ：195.6，174.0，163.7，141.2，139.1，131.0，130.4，130.0，124.7，120.0，113.8，108.3，55.5，53.2，43.7，39.4；HRMS m/z(ESI)calcd for C20H20NO3([M+H]+)322.1438，found 322.1442。
实施例33
Figure BSA0000183537700000201
向Schlenk瓶中加入式1i所示的1，6-烯炔化合物(55.0mg，0.2mmol)，式2a所示的对甲氧基苯甲醛(27.2mg，0.2mmol)，过氧化叔丁醇(TBHP，36.0mg，0.4mmol)和乙酸乙酯(2.0mL)，然后将反应器在空气气氛、110℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-21(77％yield)；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：7.92-7.90(m，2H)，7.44-7.42(m，2H)，7.33-7.29(m，2H)，7.20-7.18(m，5H)，7.13-7.09(m，1H)，6.92-6.90(m，2H)，5.14(t，J＝2.0Hz，1H)，5.00(t，J＝2.5Hz，1H)，4.36-4.32(m，1H)，3.85(s，3H)，3.81-3.77(m，1H)，3.61-3.57(m，1H)，3.56-3.53(m，1H)，3.26(d，J＝12.5Hz，1H)，2.80(t，J＝12.5Hz，1H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ：195.0，175.4，163.6，144.8，138.9，135.6，130.4，130.3，129.8，128.8，127.9，126.9，124.8，121.0，113.7，106.9，55.5，53.0，52.9，46.7，45.9；HRMS m/z(ESI)calcd for C27H26NO3([M+H]+)412.1907，found 412.1909。
实施例34
Figure BSA0000183537700000211
向Schlenk瓶中加入式1j所示的1，6-烯炔化合物(32.2mg，0.2mmol)，式2a所示的对甲氧基苯甲醛(27.2mg，0.2mmol)，过氧化叔丁醇(TBHP，36.0mg，0.4mmol)和乙酸乙酯(2.0mL)，然后将反应器在空气气氛、110℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为12小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-22(72％yield)；1H NMR(500MHz，CDCl3)δ：7.93-7.91(m，2H)，7.74-7.73(m，2H)，7.66-7.65(m，2H)，7.38-7.34(m，4H)，7.29(d，J＝7.0Hz，1H)，7.13(t，J＝7.5Hz，1H)，6.91-6.89(m，2H)，5.37(t，J＝1.5Hz，1H)，5.10(t，J＝3.5Hz，1H)，4.69-4.65(m，1H)，4.57-4.53(m，1H)，4.05(d，J＝18.0Hz，1H)，3.90(d，J＝11.5Hz，1H)，3.85(s，3H)；13C NMR(125MHz，CDCl3)δ：194.8，174.5，163.6，144.3，140.0，139.4，130.3，129.7，128.9，128.8，127.5，126.7，124.5，120.1，113.7，109.0，55.5，55.3，52.5，47.1；HRMS m/z(ESI)calcd for C26H24NO3([M+H]+)398.1751，found 398.1756。
实施例35 反应机理控制实验
Figure BSA0000183537700000221
向实施例23的反应中加入2.4当量的四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)作为自由基清除剂，该反应的目标产物收率为0％，并以83％的收率得到中间体II-1，表明该反应确实经过自由基反应过程。II-1(83％yield)；1H NMR(400MHz，CDCl3)δ：2.97(d，J＝8.0Hz，6H)，1.76-1.63(m，2H)，1.53-1.42(m，4H)，1.16(s，6H)，1.10(s，6H)；13C NMR(100MHz，CDCl3)δ：163.5，59.9，59.8，39.5，38.9，33.3，31.7，20.9，20.0，16.9。
由此可知，本发明的可能的反应机理可以推导如下式所示：
Figure BSA0000183537700000222
以上所述实施例仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下，对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (13)

1.一种2-吡咯烷酮衍生物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
向Schlenk反应瓶中加入式1所示的1，6-烯炔化合物、式2所示的化合物、氧化剂和有机溶剂，将反应瓶置于一定温度、空气气氛条件下搅拌反应，经TLC或GC监测反应进程，至原料反应完全，经后处理得到环化产物2-吡咯烷酮衍生物(I)；
Figure FSB0000200530470000011
式1及式I表示的化合物中，R1选自氢、C5-C14芳基、C1-C10烷基、C1-C6酰基；
R2选自氢、C1-C6烷基、C5-C14芳基；
R3选自C1-C6烷基、C5-C14芳基；
式2及式I表示的化合物中，R选自C5-C14芳基、C1-C10烷基、C3-C8环烷基、C3-C14杂芳基、C1-C6酰基、NMe2、NHMe、NEt2；
其中，上述各R1-R3和R取代基中的具有所述碳原子数目的芳基、烷基、环烷基、杂芳基和/或酰基任选地被取代基取代，所述的取代基选自卤素、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、C5-C14芳基、卤素取代的C1-C6烷基、-NO2、-CN、C1-C6烷基-C(＝O)-、C1-C6烷基-OC(O＝)-；
或者，当R选自NMe2、NHMe、NEt2时，所述方法不使用有机溶剂；
所述的一定温度为90-110℃；
所述的氧化剂选自过氧化叔丁醇、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酸特丁酯、过氧化苯甲酰、醋酸碘苯中的任意一种或几种的混合物。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，R1选自C1-C10烷基、C5-C14芳基；其中所述C1-C10烷基、C5-C14芳基任选地被取代基取代，所述取代基选自卤素、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、C5-C14芳基、卤素取代的C1-C6烷基、-NO2、-CN、C1-C6烷基-C(＝O)-、C1-C6烷基-OC(O＝)-；
R2选自氢、C1-C6烷基；
R3选自C1-C6烷基、C5-C14芳基，其中所述C1-C6烷基、C5-C14芳基任选地被取代基取代，所述取代基选自卤素、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、C5-C14芳基、卤素取代的C1-C6烷基、-NO2、-CN、C1-C6烷基-C(＝O)-、C1-C6烷基-OC(O＝)-；
R选自C5-C14芳基、C1-C10烷基、C3-C14杂芳基、NMe2、NHMe、NEt2；其中，所述C5-C14芳基、C1-C10烷基、C3-C14杂芳基任选地被取代基取代，所述取代基选自卤素、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、C5-C14芳基、卤素取代的C1-C6烷基、-NO2、-CN、C1-C6烷基-C(＝O)-、C1-C6烷基-OC(O＝)-。
3.根据权利要求1所述的方法，所述的氧化剂为过氧化叔丁醇。
4.根据权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，所述的有机溶剂选自乙酸乙酯、乙腈、甲苯、苯中的任意一种或几种的混合物。
5.根据权利要求4所述的方法，所述的有机溶剂为乙酸乙酯。
6.根据权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，所述的一定温度为110℃。
7.根据权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，所述原料完全反应需要的时间为6-18小时。
8.根据权利要求7所述的方法，所述原料完全反应需要的时间为12小时。
9.根据权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，式1的1，6-烯炔化合物、式2的化合物与氧化剂的摩尔比为1∶1.2～3∶1.2～3。
10.根据权利要求9所述的方法，式1的1，6-烯炔化合物、式2的化合物与氧化剂的摩尔比为1∶2∶2。
11.根据权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，当R选自NMe2、NHMe、NEt2时，所述方法不使用有机溶剂，式1的1，6-烯炔化合物与氧化剂的摩尔比为1∶3～8，式2化合物的投料量以使反应体系充分分散/搅拌即可。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，式1的1，6-烯炔化合物与氧化剂的摩尔比为1∶6。
13.根据权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，所述的后处理操作如下：将反应完成后的反应液用乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤并减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离，洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷，得到目标产物2-吡咯烷酮衍生物(I)。
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