CN112028774A - 一种苯甲酸酯酮类化合物的合成方法 - Google Patents

一种苯甲酸酯酮类化合物的合成方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种苯甲酸酯酮类化合物的合成方法，属于精细化学品合成技术领域。β‑烯基酮类化合物和醇为原料，经氧化剂氧化，在80℃~130℃搅拌反应1~48 h，合成得到目标化合物。该方法无需金属催化剂或配体、无需添加酸或碱、反应操作简单、体系绿色环保，具有较为广阔的潜在应用前景。

Description

一种苯甲酸酯酮类化合物的合成方法
技术领域
本申请涉及一种苯甲酸酯酮类化合物的合成方法，属于精细化学品合成技术领域。
背景技术
苯甲酸酯酮类化合物广泛存在于天然产物以及许多具有生物和药物活性的分子中。此外，它也常作为合成砌块用于构建复杂结构的化合物。目前，根据文献和专利报道，合成苯甲酸酯酮类化合物的已知几种方法如下(见式1)：
(a)苯甲酸酯类化合物分子内烷基的选择性氧化(Org.Lett.2011，13，4308-4311)。
(b)苯甲酸酯烯类化合物分子内烯基的选择性氧化(J.Org.Chem.2018，83，11327-11332；Angewandte Chemie，International Edition 2013，52，9751-9754；U.S.Pat.Appl.Publ.，20140194604)。
(c)苯甲酸酯炔类化合物分子炔基的选择性氧化(Synlett 2016，27，1969-1972；Inorganica Chimica Acta 1994，222，155-63)。
(d)苯甲酸酯醇类化合物分子内羟基的选择性氧化(Organic Reactions(Hoboken，NJ，United States)，1998，53)。
(e)脯氨酸促进下羧酸对丁烯酮的迈克尔加成反应(Synlett 2017，28，1473-1477)。
(f)苯甲酰氯与含羟基的酮类化合物发生亲核取代反应(J.Med.Chem.2018，61，10602-10618；U.S.Pat.Appl.Publ.，20070032433；PCT Int.Appl.，2003062265)。
Figure BDA0002607173120000021
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种苯甲酸酯酮类化合物的合成方法，该方法不仅实现了苯甲酸酮酯类化合物的分子库的丰富，且反应过程中无需金属催化剂或配体，也不用添加酸或碱，反应操作简单、体系绿色环保，具有较为广阔的潜在应用前景。
具体地，本申请是通过以下方案实现的：
一种苯甲酸酯酮类化合物的合成方法，以式(I)所示的β-烯基酮类化合物和以式(II)所示的醇为原料，经氧化剂氧化，在80℃～130℃搅拌反应1～48h，合成得到式(III)所示的目标化合物，上述反应过程可描述如下：
Figure BDA0002607173120000022
其中：
式(I)中，R1为氢原子、卤素、C1-C40烷基、C3-C12环烷基、C1-C40烷氧基、硝基、酯基、腈基中的一种或两种以上，取代基个数为1-5个；R2为C1-C40烷基、C3-C12环烷基或带有取代基的苯基、苄基以及含一个或两个以上氮、氧、硫的五元或六元芳环。苯基、苄基上的取代基分别为卤素、C1-C40烷基、C3-C12环烷基、C1-C40烷氧基、硝基、酯基、腈基中的一种或两种以上，取代基个数1-5个。
式(II)中，醇为二级脂肪链醇(R3，R4为C1-C40烷基、C3-C12环烷基、苄基)或者是C3-C12环烷醇中的任意一种。
式(III)中，R1为氢原子、卤素、C1-C40烷基、C3-C12环烷基、C1-C40烷氧基、硝基、酯基、腈基中的一种或两种以上，取代基个数为1-5个；R2为C1-C40烷基、C3-C12环烷基或带有取代基的苯基、苄基以及含一个或两个以上氮、氧、硫的五元或六元芳环，苯基、苄基上的取代基分别为卤素、C1-C40烷基、C3-C12环烷基、C1-C40烷氧基、硝基、酯基、腈基中的一种或两种以上，取代基个数1-5个。
进一步，作为优选：
式(I)所示芳基丙烯基-1-酮和氧化剂的投料物质的量之比为：1:0.5～1:5，优选1:2。
式(II)所示醇作为溶剂和反应底物，式(I)所示芳基丙烯基-1-酮在醇中物质的量浓度在0.01～100mol/L，优选0.3mol/L。
所述氧化剂选自过氧叔丁醇(TBHP)、过氧叔丁基(DTBP)、过氧异丙苯(DCP)、过氧苯甲酰(BPO)、过氧化氢中的任意一种，优选过氧叔丁醇(TBHP)。
所述反应温度控制在80℃～130℃，优选100℃。
所述反应时间控制在1～48h，优选24h。
与现有的方法相比，本发明具有以下几个优点：
(1)反应体系中无需添加贵金属催化和配体，也无需添加酸碱，既降低合成成本，又使反应体系变得更加简单、绿色。
(2)反应无需加入大量额外溶剂，醇既作为反应物，又作为反应溶剂，进一步提高了反应的绿色性、经济性。
(3)反应底物普适性较广，进一步丰富了苯甲酸酮酯类化合物的分子库。
具体实施方式
实施例1
取25mL Schlenk管，加入1-苯基-2-甲基丙烯-2-烯-1-酮(0.3mmol)，过氧叔丁醇(0.6mmol)，异丙醇1.0mL，封管，在100℃下，搅拌反应24h。反应结束后，冷却至室温，加入15mL乙酸乙酯稀释，水洗两次。有机相用无水硫酸钠干燥，旋蒸浓缩，经柱层析分离得到目标产物III-a，收率68％。
上述过程的化学反应式如下：
Figure BDA0002607173120000041
目标产物III-a核磁表征数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.99(d,J＝7.2Hz,2H),7.56(t,J＝7.4Hz,1H),7.44(t,J＝7.8Hz,2H),3.20(s,2H),2.19(s,3H),1.68(s,6H)；13C NMR(125MHz,CDCl3):δ205.9,165.9,132.7,131.5,129.5,128.3,80.9,52.4,31.8,26.6.
平行例
本实施例的合成操作方法和实施例1一样，区别在于：调整氧化剂及其用量、异丙醇用量、反应温度、反应时间，并统计其对产物收率的影响，结果见表1。
表1不同反应试剂和条件下的产物收率对照表
平行例 氧化剂 氧化剂用量 温度/℃ 异丙醇用量/mL 反应时间/h 收率/％
1-1 DTBP 0.6mmol 100 1.0 24 ＜5
1-2 DCP 0.6mmol 100 1.0 24 trace
1-3 BPO 0.6mmol 100 1.0 24 trace
1-4 TBHP 0.9mmol 100 1.0 24 65
1-5 TBHP 0.45mmol 100 1.0 24 51
1-6 TBHP 0.6mmol 120 1.0 24 65
1-7 TBHP 0.6mmol 90 1.0 48 56
1-8 TBHP 0.6mmol 80 1.0 48 32
1-9 TBHP 0.6mmol 100 0.5 20 61
1-10 TBHP 0.6mmol 100 2.0 24 65
从表1可以看出：
(1)温度对收率的影响较为显著。如以氧化剂为TBHP时为例，相同条件下，反应温度为80℃时的收率为32％(参见平行例1-8)，温度为90℃时的收率可达到56％(参见平行例1-7)，温度为100℃时则可达到68％；反应温度由80℃上升到90℃，收率可提高约24％，反应温度由90℃上升至100℃，收率提高约12％，反应温度低于90℃时，收率随温度升高的提高率相对较快，而当反应温度超过90℃后收率升高相对减缓。
(2)氧化剂对收率的影响非常显著。如相同条件下，当催化剂采用TBHP时，收率可达到68％(参见实施例1)，而采用过氧叔丁基(DTBP)时收率低于5％(参见平行例1-1)，采用过氧异丙苯(DCP)、过氧苯甲酰(BPO)，则只能实现微量收益(参见平行例1-2、1-3)。
(3)氧化剂的用量在反应中的影响会产生峰值，相同条件下，氧化剂用量控制在0.6mmol附近时(参见实施例1)，收率相对较高；由0.45mmol(参见平行例1-5)提高到0.6mmol氧化剂用量时，则可以将收率提高约12％，而继续增加其用量(如平行例1-4提高至0.9mmol)，收率并不能进一步提高。
(4)其他条件相同情况下，β-烯基酮类化合物在醇中物质的量浓度在0.01～100mol/L之间时，醇用量的变化相对影响较小，如采用异丙醇的用量控制在0.5mL到2mL时，对收率的影响并不显著。
实施例2
取25mL Schlenk管，加入1-(4-氯苯基)-2-甲基丙烯-2-烯-1-酮(0.3mmol)，过氧叔丁醇(0.6mmol)，异丙醇1.0mL，封管，在100℃下，搅拌反应24h。反应结束后，冷却至室温，加入15mL乙酸乙酯稀释，水洗两次。有机相用无水硫酸钠干燥，旋蒸浓缩，经柱层析分离得到目标产物III-b，收率56％。
上述过程的化学反应式如下：
Figure BDA0002607173120000061
目标产物III-b核磁表征数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.92(td,J＝4.2,2.3Hz,2H),7.42-7.28(m,2H),3.18(s,2H),2.17(s,3H),1.67(s,6H)；13C NMR(125MHz,CDCl3):δ205.6,165.0,139.2,130.9,129.9,128.6,81.3,52.2,31.8,26.6.
实施例3
取25mL Schlenk管，加入1-(4-甲氧基苯基)-2-甲基丙烯-2-烯-1-酮(0.3mmol)，过氧叔丁醇(0.6mmol)，异丙醇1.0mL，封管，在100℃下，搅拌反应24h。反应结束后，冷却至室温，加入15mL乙酸乙酯稀释，水洗两次。有机相用无水硫酸钠干燥，旋蒸浓缩，经柱层析分离得到目标产物III-c，收率61％。
上述过程的化学反应式如下：
Figure BDA0002607173120000062
目标产物III-c核磁表征数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.94(td,J＝4.9,2.8Hz,2H),6.91(td,J＝4.9,2.8Hz,2H),3.86(s,3H),3.17(s,2H),2.17(s,3H),1.66(s,6H)；13C NMR(125MHz,CDCl3):δ206.1,165.7,163.2,131.5,123.9,113.5,80.5,55.4,52.5,31.8,26.7.
实施例4
取25mL Schlenk管，加入1-苯基-2-甲基丙烯-2-烯-1-酮(0.3mmol)，过氧叔丁醇(0.6mmol)，异丁醇1.0mL，封管，在100℃下，搅拌反应24h。反应结束后，冷却至室温，加入15mL乙酸乙酯稀释，水洗两次。有机相用无水硫酸钠干燥，旋蒸浓缩，经柱层析分离得到目标产物III-d，收率65％。
上述过程的化学反应式如下：
Figure BDA0002607173120000071
目标产物III-d核磁表征数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.00(td,J＝3.5,1.8Hz,2H),7.56-7.53(m,1H),7.45-7.41(m,2H),3.34(d,J＝15.9Hz,1H),3.10(d,J＝15.9Hz,1H),2.18(s,3H),2.17-2.11(m,1H),2.00-1.94(m,1H),1.64(s,3H),0.97(t,J＝7.5Hz,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3):δ206.0,165.9,132.7,131.5,129.5,128.3,83.5,50.5,31.8,23.6,8.0.
实施例5
取25mL Schlenk管，加入1-苯基-2-甲基丙烯-2-烯-1-酮(0.3mmol)，过氧叔丁醇(0.6mmol)，环己醇1.0mL，封管，在100℃下，搅拌反应24h。反应结束后，冷却至室温，加入15mL乙酸乙酯稀释，水洗两次。有机相用无水硫酸钠干燥，旋蒸浓缩，经柱层析分离得到目标产物III-e，收率62％。
上述过程的化学反应式如下：
Figure BDA0002607173120000072
目标产物III-e核磁表征数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.06-8.04(m,2H),7.59-7.55(m,1H),7.47-7.44(m,2H),3.24(s,2H),2.43(t,J＝4.7Hz,2H),2.13(s,3H),1.68-1.60(m,8H)；13C NMR(125MHz,CDCl3):δ206.2,165.9,132.8,131.4,129.5,128.4,82.3,50.8,34.8,31.9,25.2,21.7.
实施例6
取25mL Schlenk管，加入2-亚甲基-1-苯基丁烷-1-酮(0.3mmol)，过氧叔丁醇(0.6mmol)，异丙醇1.0mL，封管，在100℃下，搅拌反应24h。反应结束后，冷却至室温，加入15mL乙酸乙酯稀释，水洗两次。有机相用无水硫酸钠干燥，旋蒸浓缩，经柱层析分离得到目标产物III-f，收率39％。
上述过程的化学反应式如下：
Figure BDA0002607173120000081
目标产物III-f核磁表征数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.98(td,J＝2.9,2.4Hz,2H),7.56-7.53(m,1H),7.44-7.41(m,2H),3.17(s,2H),2.50-2.45(m,2H),1.68(s,6H),1.03(t,J＝7.3Hz,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3):δ208.4,165.9,132.7,131.5,129.4,128.3,81.1,51.2,37.6,26.7,7.6.
实施例7
取25mL Schlenk管，加入1,2-二苯基丙-2-烯-1-酮(0.3mmol)，过氧叔丁醇(0.6mmol)，异丙醇1.0mL，封管，在100℃下，搅拌反应24h。反应结束后，冷却至室温，加入15mL乙酸乙酯稀释，水洗两次。有机相用无水硫酸钠干燥，旋蒸浓缩，经柱层析分离得到目标产物III-g，收率65％。
上述过程的化学反应式如下：
Figure BDA0002607173120000082
目标产物III-g核磁表征数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ7.99(dd,J＝7.2,5.4Hz,2H),7.90-7.88(m,2H),7.57-7.50(m,2H),7.45(t,J＝8.0Hz,2H),7.38(t,J＝7.9Hz,2H),3.73(s,2H),1.78(s,6H)；13CNMR(125MHz,CDCl3):δ197.7,160.0,137.9,133.1,132.6,131.6,129.5,128.6,128.3,128.2,81.7,47.2,26.8.

Claims (7)

1.一种苯甲酸酯酮类化合物的合成方法，其特征在于：β-烯基酮类化合物和醇为原料，经氧化剂氧化，在80℃～130℃搅拌反应1～48h，合成得到目标化合物，上述β-烯基酮类化合物的结构表述为
Figure FDA0002607173110000011
其中，
R1为氢原子、卤素、C1-C40烷基、C3-C12环烷基、C1-C40烷氧基、硝基、酯基、腈基中的任一种或多种，取代基个数为1-5个；
R2为C1-C40烷基、C3-C12环烷基或带有取代基的苯基、苄基以及含一个或两个以上氮、氧、硫的五元或六元芳环，苯基、苄基上的取代基分别为卤素、C1-C40烷基、C3-C12环烷基、C1-C40烷氧基、硝基、酯基、腈基中的一种或两种以上，取代基个数1-5个。
2.根据权利要求1所述的一种苯甲酸酯酮类化合物的合成方法，其特征在于：醇的结构表述为
Figure FDA0002607173110000012
R3、R4为C1-C40烷基、C3-C12环烷基、苄基或者是C3-C12环烷基，醇为上述二级脂肪醇中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种苯甲酸酯酮类化合物的合成方法，其特征在于：β-烯基酮类化合物与氧化剂的物质的量之比为1:0.5～1:5。
4.根据权利要求1所述的一种苯甲酸酯酮类化合物的合成方法，其特征在于：β-烯基酮类化合物在醇中物质的量浓度在0.01～100mol/L。
5.根据权利要求1所述的一种苯甲酸酯酮类化合物的合成方法，其特征在于：氧化剂选自过氧叔丁醇、过氧叔丁基、过氧异丙苯、过氧苯甲酰中的任一种。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种苯甲酸酯酮类化合物的合成方法，其特征在于：氧化剂为过氧叔丁醇，β-烯基酮类化合物与氧化剂的物质的量比为1:2，β-烯基酮类化合物在醇中物质的量浓度在0.3mol/L，反应温度为100℃，反应时间为24h。
7.根据权利要求1-6所述的一种苯甲酸酯酮类化合物的合成方法，其特征在于，还包括有后处理，后处理方法为：反应结束后，冷却至室温，加入乙酸乙酯稀释，水洗；有机相用无水硫酸钠干燥，旋蒸浓缩，经柱层析分离得到目标产物。
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