CN111056915A

CN111056915A - 一种1,2-二烷基-1,2-二芳基乙炔基环丁烷的合成方法

Info

Publication number: CN111056915A
Application number: CN201911380050.6A
Authority: CN
Inventors: 朱绍群; 杨海波; 侯虹
Original assignee: Yangzhou University
Current assignee: Yangzhou University
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2020-04-24

Abstract

本发明记载了一种1,2‑二烷基‑1,2‑二芳基乙炔基环丁烷的合成方法，以1‑丁烯‑3‑炔为原料，在光敏剂催化剂存在下，发生分子间[2+2]环加成反应，得到了顺式和反式的两种不同构型且可分离的产物，并通过¹H NMR、¹³C NMR、IR、X‑Ray单晶衍射对目标产品的结构进行了表征和分析。该方法不需要任何添加剂，具有原料易得、反应条件温和、操作简单、后续处理方便等优点。

Description

一种1,2-二烷基-1,2-二芳基乙炔基环丁烷的合成方法

技术领域

本发明属于有机合成领域，特别涉及一种简便合成环丁烷化合物的方法。

背景技术

环丁烷是许多天然产物药物分子的核心结构单元，比如木脂素和新木脂素等化合物。这些含环丁烷的木脂素和新木脂素化合物具有显著的生物活性，通常被认为是开发抗真菌，抗病毒和抗癌药物的先导化合物。因此，高效地合成环丁烷类化合物在医药合成方面具有一定的应用价值。

在已有的报道中，烯烃分子可以在高能量的紫外光照射下通过[2+2]环加成反应合成环丁烷。近年来，可见光在催化剂作用下也可实现这种有机转化。但是反应的官能团兼容性较差，且难以进一步进行官能团转化。例如，文献((Santosh K.Pagire,Asik Hossain,Lukas Traub,Sabine Kerres and Oliver Reiser Photosensitised regioselective[2+2]-cycloaddition of cinnamates and related alkenes.Chem Commun.2017,53,12072)以肉桂酸酯为底物，铱联吡啶类配合物为光敏剂，在可见光照射下实现[2+2]环加成，但是该方法仅限于活化的烯烃，但对于未活化烯烃均不适用。

发明内容

本发明的目的是提供一种合成1,2-二烷基-1,2-二芳基乙炔基环丁烷的简便方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种合成1,2-二烷基-1,2-二芳基乙炔基环丁烷的方法，将含不同取代基的1-丁烯-3-炔、光敏剂加入到溶剂中，光照条件下反应，TLC监测反应进程，待反应完全后经柱层析分离提纯得到目标产物，

Ar为对氯苯基；R为甲基等。

进一步的，光敏剂选自2,4,5,6-四(9-咔唑基)-间苯二腈(4-CzIPN)，茜素红、酸性红、荧光素、曙红中任意一种，优选4-CzIPN。

进一步的，反应体系溶剂为乙酸乙酯(EtOAc)、二氯甲烷(DCM)、乙腈(MeCN)、四氢呋喃(THF)、甲苯(Toluene)和二甲亚砜(DMSO)中任意一种，优选四氢呋喃。

进一步的，1-丁烯-3-炔与光敏剂的摩尔比例为1:0.005～0.20，优选1:0.025。

进一步的，1-丁烯-3-炔摩尔数与溶剂体积的比例为0.1mol/L。

进一步的，可见光的光源为11W日光灯、23W日光灯、40W日光灯，蓝色LED灯中任意一种，优选蓝色LED灯。

进一步的，反应温度为20～60℃，优选20℃。

与现有技术相比，本发明的优点和效果在于：(1)本发明原料廉价易得；(2)反应不需要添加剂；(3)反应只需蓝色LED光照射，符合绿色环保理念；(4)本发明操作简单方便，产物易于分离纯化，具有潜在应用价值。

附图说明

图1为实施例中反式产物1的单晶图。

具体实施方式

本发明采用含有炔基的烯烃(1,3-烯炔)为反应原料，进行分子间[2+2]环加成反应，合成含有两个炔基的环丁烷化合物，可以容易地进一步官能团化，合成结构多样的多取代环丁烷衍生物。本发明采用¹H NMR、¹³C NMR、IR、X-Ray单晶衍射对所制备产品的结构进行了表征和分析。

实施例

称取2-甲基-4-对氯苯基-1-丁烯-3-炔36.0mg(0.20mmol)、4-CzIPN 3.9mg(0.005mmol)于10mL的无色透明反应瓶中，加入2mL四氢呋喃溶剂，然后在蓝色LED灯光照射下搅拌，TLC检测反应进度，约72h后待反应完全，经柱层析分离提纯(纯石油醚)，得到目标产物即反式产物1(黄色固体)及顺式产物2(无色透明液体)，总产率为72％，两种产物的产率比例为1:1。

反式产物1的结构表征如下：

黄色固体,¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.45–7.34(m,4H),7.03–6.93(m,4H),2.45–2.28(m,2H),2.07–1.89(m,2H),1.63(s,6H)；¹³C NMR(100MHz,CDCl₃)δ133.6,132.8,128.5,122.2,94.8,82.8,77.2,77.0,76.8,39.7,31.7,25.3；IR(KBr)v:3497,2927,2863,2396,2314,1487,1448,1382,1087,824cm^-1.。

顺式产物2的结构表征如下：

无色液体，¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.42(td,J＝7.6,1.8Hz,2H),7.29–7.24(m,2H),7.11–7.01(m,4H),2.41(td,J＝7.4,2.7Hz,2H),2.09–1.98(m,2H),1.69(s,6H)；¹³CNMR(100MHz,CDCl₃)δ133.5,132.8,128.4,122.6,96.7,82.1,77.2,77.0,76.8,40.8,32.2,22.4；IR(KBr)v:3678,3657,2968,2864,2375,2218,1397,1375,1090,735cm^-1.。

由以上数据可知，本发明成功地合成了顺-1,2-二甲基-1,2-二((4-氯苯基)乙炔基)-环丁烷和反-1,2-二甲基-1,2-二((4-氯苯基)乙炔基)-环丁烷。

反应条件同实施例1，使用不同的光敏剂，目标产物总产率如下表1所示。

表1不同种类的光敏剂时目标产物总产率

光敏剂	4-CzIPN	茜素红	酸性红	荧光素	曙红
						产率(％)	72	<5	<5	<5	<5

由上表可知，当其他反应条件不变，光敏剂为4-CzIPN时，产物的产率最高。

反应条件同实施例1，使用不同的溶剂，目标产物产率如下表2所示：

表2不同种类的溶剂时目标产物总产率

溶剂	DCE	DMSO	MeCN	EtOAc	THF	Toluene
							产率(％)	50	20	26	31	72	17

由上表可知，当其他反应条件不变，溶剂为四氢呋喃时，产物的产率最高。

反应条件同实施例1，当其他反应条件不变，改变光敏剂4-CzIPN的用量，产物产率如下表3所示：

表3不同光敏剂4-CzIPN用量(底物的摩尔比)时目标产物总产率

由上表可知，当其他反应条件不变，光敏剂4-CzIPN的用量为反应底物2-甲基-4-对氯苯基-1-丁烯-3-炔的0.025倍当量的时候产率最高。

反应条件同实施例1，当其他反应条件不变，使用不同光源时，产物产率如下表4所示。

表4不同光源时目标产物总产率

光源	11W白光灯	23W白光灯	40W白光灯	蓝色LED灯
					产率(％)	23	36	30	72

由上表可知，当其他反应条件不变，使用蓝色LED灯作为光源，所得产物的产率最高。

反应条件同实施例1，调节不同反应温度时，产物产率如下表5所示。

表5不同反应温度时目标产物总产率

反应温度(℃)	20	40	60
				产率(％)	72	69	73

由上表可知，当其他反应条件不变，不同反应温度对产率影响不大。考虑到经济问题，优选室温条件。

反式产物1(CCDC:1955588)为单晶，其晶体结构如图1，其晶体数据见表6。

表6反式产物1的晶体数据

Claims

1.一种1,2-二烷基-1,2-二芳基乙炔基环丁烷的合成方法，其特征是，包括：以光敏剂为催化剂，将1-丁烯-3-炔发生[2+2]环加成反应制备目标产物的步骤，

其中，Ar为取代芳基；R为烷基。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是，Ar为对氯苯基；R为甲基。

3.如权利要求1所述的方法，其特征是，光敏剂为2,4,5,6-四(9-咔唑基)-间苯二腈、茜素红、酸性红94、荧光素、曙红中任意的一种。

4.如权利要求1所述的方法，其特征是，反应溶剂为乙酸乙酯、二氯甲烷、乙腈、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺和二甲亚砜中任意一种。

5.如权利要求3所述的方法，其特征是，1-丁烯-3-炔与反应溶剂的比例为0.1mol/L。

6.如权利要求1所述的方法，其特征是，1-丁烯-3-炔与光敏剂的摩尔比例为1:0.005～0.20。

7.如权利要求1所述的方法，其特征是，反应在可见光照射下进行。

8.如权利要求6所述的方法，其特征是，可见光的光源为11W日光灯、23W日光灯、40W日光灯或蓝色LED灯。

9.如权利要求1所述的方法，其特征是，反应温度为20～60℃。