CN112047797A - 一种制备α-烷基取代酮类化合物的方法 - Google Patents

一种制备α-烷基取代酮类化合物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种制备α‑烷基取代酮类化合物的方法，该方法如下：以伯醇类化合物与仲醇类化合物为原料，加入碱，以环铱配合物为催化剂，以水为反应介质，在惰性气体保护下，加热搅拌反应10‑24小时，待反应结束后冷却至室温，减压蒸馏浓缩得到粗产物，再经柱层析提纯得到一系列α‑烷基取代酮类化合物。该方法操作简单、原料易得、价格低廉、反应效率和选择性高，对各种功能团适应性好，对底物普适性广，以水为反应介质符合绿色环保要求，对环境友好，在克级进行，显示了工业化合成α‑烷基取代酮类化合物的潜力，在药物、有机合成等领域应用广泛。

Description

一种制备α-烷基取代酮类化合物的方法
技术领域
本发明涉及医药化工合成技术领域，尤其涉及一种制备α-烷基取代酮类化合物的方法。
背景技术
酮类及其衍生物广泛存在于各种天然产物中，是很多天然产物、生物活性分子及药物分子的基本结构单元。酮衍生物主要通过酮的α-烷基反应来实现，酮的α-烷基反应是有机合成中最基本的反应之一，是构建C-C键的重要反应(Díez-González,S.；Marion,N.；Nolan,S.P.Chem.Rev.2009,109,3612；Guillena,G.；Ramón,D.J.；Yus,M.Chem.Rev.2010,110,1611；Suzuki,T.Chem.Rev.2011,111,1825；Stratakis,M.；Garcia,H.Chem.Rev.2012,112,4469；Allen,S.E.；Walvoord,R.R.；Padilla-Salinas,R.；Kozlowski,M.C.Chem.Rev.2013,113,6234.)。最常见的合成方法是，酮在碱的作用下转化为金属烯醇或烯胺中间体，再与亲电试剂如卤代烃反应，生成α-烷基取代酮(S.Danishefsky,K.Vaughan,R.Gadwood,K.Tsuzuki,J.Am.Chem.Soc.1981,103,4136；T.Ling,C.Chowdhury,B.A.Kramer,B.G.Vong,M.A.Palladino,E.A.Theodorakis,J.Org.Chem.2001,66,8843；c)A.Zakarian,A.Batch,R.A.Holton,J.Am.Chem.Soc.2003,125,7822)。然而，上诉这些方法存在一些关键的限制:1)使用有毒的烷基化剂且反应过程中形成无机盐作为废物；2)竞争副反应，如在强碱作用下酮发生烯醇化和酮的羟醛缩合反应，限制了底物范围；3)酮的烯醇化形成的前提条件通常需要苛刻的反应条件如强碱等(F.A.Carey,R.K.Sundberg inAdvanced Organic Chemistry,5th ed.,Part B,Springer,Heidelberg,2007,pp.1–31；J.Hoyle in The Chemistry of Acid Derivatives,Vol.2(Ed.:S.Patai),Wiley,Chichester,UK,1992,pp.615–702.)。
近年来，醇类化合物作为廉价的“绿色”烷基化试剂被广泛应用到有机反应中。在这个过程中，在催化剂作用下醇首先脱氢释放一分子氢气与金属催化剂形成金属氢化物，生成一个醛或酮中间体，这个醛或酮中间体与酮发生缩合反应形成α,β-不饱和酮，最后α,β-不饱和酮中的碳碳双键与前面生成的金属氢化物发生还原反应形成一个新的C-C单键，得到α-烷基取代的酮类化合物。使用醇为烷基化试剂符合原子经济、绿色环保的要求，是一个有吸引力的反应，该反应常被称为氢转移或“借氢”反应(Yang,Q.；Wang,Q.；Yu,Z.Chem.Soc.Rev.2015,44,2305-2329；
Figure BDA0002686335290000011
M.；Neumann,H.；Beller,M.Angew.Chem.,Int.Ed.2016,55,7826-7830；
Figure BDA0002686335290000012
M.；Neumann,H.；Beller,M.Chem.Commun.2015,51,13082-13085；Deibl,N.；Ament,K.；Kempe,R.J.Am.Chem.Soc.2015,137,12804-12807.)。另外一种制备α-烷基取代酮的方法是两分子醇之间通过借氢反应来制备。与醇和酮的借氢反应相比，醇和醇的借氢反应由于存在低效率和高温等问题，其发展缓慢而困难(K.-I.Fujita,C.Asai,T.Yamaguchi,F.Hanasaka andR.Yamaguchi,Org.Lett.,2005,7,4017；A.P.da Costa,M.Viciano,M.Sanau,S.Merino,J.Tejeda,E.Peris and B.Royo,Organometallics,2008,27,1305；P.Satyanarayana,G.M.Reddy,H.Maheswaran and M.L.Kantama,Adv.Synth.Catal.,2013,355,1859；D.Gelman and R.Romm,Top.Organomet.Chem.,2013,40,289；S.Musa,L.Ackermann andD.Gelman,Adv.Synth.Catal.,2013,355,3077.)。但是，与醇和酮的借氢反应相比，醇和醇的借氢反应由于使用的两个原料多是便宜易得的醇，且只产生水和氢副产品生成，这种体系的原子效率更高，更符合绿色要求(J.F.Soule,H.Miyamura and S.Kobayashi,Chem.Commun.,2013,49,355；W.Baumann,A.Spannenberg,J.Pfeffer,T.Haas,A.Kockritz,A.Martin and J.Deutsch,Chem.Eur.J.,2013,19,17702；J.A.Mata,F.E.Hahn andE.Peris,Chem.Sci.,2014,5,1723；(g)A.I.Carrillo,L.C.Schmidt,M.L.
Figure BDA0002686335290000021
andJ.C.Scaiano,Catal.Sci.Technol.,2014,4,435；D.W.Wang,K.Y.Zhao,X.Yu,H.Y.Miao andY.Q.Ding.RSC Adv.,2014,4,42924–42929.)。
尽管如此，现有α-烷基取代酮类化合物的合成方法仍然存在一些问题和挑战。如：一些借氢反应的催化效率不理想；醇与醇的借氢反应中，由于有两分子氢气生成，容易导致中间体α,β-不饱和酮发生两次还原而得到饱和醇；使用过渡金属为催化剂，而过渡金属价格昂贵，对环境不友好，新的金属催化体系需要构建；所用配体结构复杂、合成繁琐。因此，简单、易于合成、高效的新型配体的设计与合成，及将其用于催化合成α-烷基取代酮类化合物仍是今后的研究重点。
发明内容
解决的技术问题：针对现有的α-烷基取代酮类化合物的合成方法存在的缺陷，本发明提供一种制备α-烷基取代酮类化合物的方法，该方法操作简单、原料易得、价格低廉、反应效率和选择性高，对各种功能团适应性好，对底物普适性广，适用于甲醇、乙醇等脂肪醇。
技术方案：一种制备α-烷基取代酮类化合物的方法，该方法如下：以伯醇类化合物与仲醇类化合物为原料，加入碱，以环铱配合物为催化剂，以水为反应介质，在惰性气体保护下，加热搅拌反应10-24小时，待反应结束后冷却至室温，减压蒸馏浓缩得到粗产物，再经柱层析提纯得到一系列α-烷基取代酮类化合物，所述环铱配合物用TC表示，反应式为：
Figure BDA0002686335290000031
其中R1为苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-氟苯基、4-氯苯基、1-萘基、噻吩基、1,2-亚甲二氧基苯基、甲基、乙基或丙基；
R2为苯基、4-氟苯基、4-氯苯基、4-乙基苯基或4-甲氧基苯基；
R3为氢基或甲基。
上述所述的伯醇类化合物与仲醇类化合物的的摩尔比为(1～1.1):1。
上述所述的碱为叔丁醇钾、叔丁醇钠、乙酸钠、乙酸钾、甲酸钠、碳酸钾或碳酸钠。
上述所述的碱与仲醇类化合物的摩尔比为(0.8～1.2):1。
上述所述的环铱配合物为氯化一氯·[2-(4,5-二氢-1H-咪唑-2-基)吡啶]·(五甲基环戊二烯基)合铱(III)、氯化一氯·[2-(4,5-二氢-1H-咪唑-2-基)-4-甲基吡啶]·(五甲基环戊二烯基)合铱(III)、氯化一氯·[2-(4,5-二氢-1H-咪唑-2-基)-4-氯吡啶]·(五甲基环戊二烯基)合铱(III)、氯化一氯·[2-(4,5-二氢-1H-咪唑-2-基)-4-甲氧基吡啶]·(五甲基环戊二烯基)合铱(III)、氯化一氯·[2-(4,5-二氢-1H-咪唑-2-基)-6-氟吡啶]·(五甲基环戊二烯基)合铱(III)或氯化一氯·[2-(4,5-二氢-1H-咪唑-2-基)-6-甲氧基吡啶]·(五甲基环戊二烯基)合铱(III)，依次表示为TC-1、TC-2、TC-3、TC-4、TC-5、TC-6。
上述所述的环铱配合物与仲醇类化合物的摩尔比为(0.0001～0.01):1。
上述所述的惰性气体为氮气、氩气或氦气。
上述所述的反应的反应温度为60℃～100℃。
上述所述的柱层析提纯中柱层析洗脱液为纯石油醚或混合溶剂，所述混合溶剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂，其中石油醚和乙酸乙酯之间的体积比为(10～50):1。
有益效果：本发明提供的一种制备α-烷基取代酮类化合物的方法，具有以下有益效果：
1.该方法操作简单、原料易得、价格低廉、反应效率高、选择性好、对底物普适性广，适用于甲醇、乙醇等脂肪醇；
2.该方法以水为反应介质，符合绿色环保要求，对环境友好，具有潜在的实用价值；
3.该方法加入的反应催化剂为环铱配合物，使得反应效率S/C高达10000以上，收率高达95％以上，选择性高达99:1，对各种功能团适应性好；
4.该方法在克级进行，显示了工业化合成α-烷基取代酮类化合物的潜力。
附图说明
图1是实施例1所得产品的氢谱图；
图2是实施例1所得产品的碳谱图；
图3是实施例2所得产品的氢谱图；
图4是实施例2所得产品的碳谱图；
图5是实施例3所得产品的氢谱图；
图6是实施例3所得产品的碳谱图；
图7是实施例4所得产品的氢谱图；
图8是实施例4所得产品的碳谱图；
图9是实施例5所得产品的氢谱图；
图10是实施例5所得产品的碳谱图；
图11是实施例6所得产品的氢谱图；
图12是实施例6所得产品的碳谱图；
图13是实施例7所得产品的氢谱图；
图14是实施例7所得产品的碳谱图；
图15是实施例8所得产品的氢谱图；
图16是实施例8所得产品的碳谱图；
图17是实施例9所得产品的氢谱图；
图18是实施例9所得产品的碳谱图。
图19是实施例10所得产品的氢谱图。
图20是实施例10所得产品的碳谱图。
图21是实施例11所得产品的氢谱图。
图22是实施例11所得产品的碳谱图。
图23是实施例12所得产品的碳谱图。
图24是实施例12所得产品的碳谱图。
图25是实施例13所得产品的氢谱图；
图26是实施例13所得产品的碳谱图；
图27是实施例14所得产品的氢谱图；
图28是实施例14所得产品的碳谱图；
图29是实施例15所得产品的氢谱图；
图30是实施例15所得产品的碳谱图；
图31是实施例16所得产品的氢谱图；
图32是实施例16所得产品的碳谱图；
图33是实施例17所得产品的氢谱图；
图34是实施例17所得产品的碳谱图；
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等效形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
以下实施例中使用的环铱化合物TC参照文献“Z.Yang,Z.Zhu,R.Luo,X.Qiu,J.-T.Liu,J.–K.Yang,W.Tang,Iridium-catalyzed highly efficient chemoselect ivereduction of aldehydes in water using formic acid as the hydrogensource.Green Chem.,2017,19(14),3296-3301”合成。
环铱配合物为氯化一氯·[2-(4,5-二氢-1H-咪唑-2-基)吡啶]·(五甲基环戊二烯基)合铱(III)、氯化一氯·[2-(4,5-二氢-1H-咪唑-2-基)-4-甲基吡啶]·(五甲基环戊二烯基)合铱(III)、氯化一氯·[2-(4,5-二氢-1H-咪唑-2-基)-4-氯吡啶]·(五甲基环戊二烯基)合铱(III)、氯化一氯·[2-(4,5-二氢-1H-咪唑-2-基)-4-甲氧基吡啶]·(五甲基环戊二烯基)合铱(III)、氯化一氯·[2-(4,5-二氢-1H-咪唑-2-基)-6-氟吡啶]·(五甲基环戊二烯基)合铱(III)或氯化一氯·[2-(4,5-二氢-1H-咪唑-2-基)-6-甲氧基吡啶]·(五甲基环戊二烯基)合铱(III)，依次表示为TC-1、TC-2、TC-3、TC-4、TC-5、TC-6。
实施例1
由苯甲醇和苯乙醇制备1,3-二苯基-1-丙酮。
在10mL Schlenk管中，加入苯甲醇(1.1mmol)、苯乙醇(1.0mmol)、KOH(1.1mmol)、H2O(2.0mL)和TC-6(0.1mol％)。氮气保护下，加热到80℃反应。完成结束后，用乙酸乙酯(3×5.0mL)萃取，合并有机层，用无水硫酸镁干燥，减压浓缩溶剂，得到粗产物。粗产物用乙酸乙酯/石油醚(1/50)的混合物作为洗脱剂，用硅胶色谱法对所得粗品进行纯化，得到纯产物，产率95％。
实施例1所得产物的结构表征数据如下所示：
colorless oil,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.00–7.98(m,2H),7.62–7.55(m,1H),7.50–7.46(m,2H),7.35–7.24(m,5H),3.34(t,J＝8.4,2H),3.10(t,2H)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ199.3,141.3,136.9,133.1,128.6,128.6,128.5,128.1,126.2,40.5,30.1.
根据以上数据推断所得产物的结构如下所示：
Figure BDA0002686335290000061
实施例2
由2-甲基苯甲醇和苯乙醇制备1-苯基-3-(2-甲基苯基)-1-丙酮。
在10mL Schlenk管中，加入2-甲基苯甲醇(1.1mmol)、苯乙醇(1.0mmol)、KOH(1.1mmol)、H2O(2.0mL)和TC-6(0.1mol％)。氮气保护下，加热到80℃反应。完成结束后，用乙酸乙酯(3×5.0mL)萃取，合并有机层，用无水硫酸镁干燥，减压浓缩溶剂，得到粗产物。粗产物用乙酸乙酯/石油醚(1/20)的混合物作为洗脱剂，用硅胶色谱法对所得粗品进行纯化，得到纯产物，产率92％。
实施例2所得产物的结构表征数据如下所示：
colorless oil,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.01(d,J＝7.9Hz,2H),7.60(t,J＝7.4Hz,1H),7.50(t,J＝7.6Hz,2H),7.26–7.14(m,4H),3.29(t,J＝8.0Hz,2H),3.10(t,J＝8.0Hz,2H),2.40(s,3H)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ199.4,139.4,136.9,136.0,133.1,130.4,128.8,128.7,128.1,126.4,126.2,39.1,27.5,19.4.
根据以上数据推断所得产物的结构如下所示：
Figure BDA0002686335290000062
实施例3
由3-甲基苯甲醇和苯乙醇制备1-苯基-3-(3-甲基苯基)-1-丙酮。
在10mL Schlenk管中，加入3-甲基苯甲醇(1.1mmol)、苯乙醇(1.0mmol)、KOH(1.1mmol)、H2O(2.0mL)和TC-6(0.1mol％)。氮气保护下，加热到80℃反应。完成结束后，用乙酸乙酯(3×5.0mL)萃取，合并有机层，用无水硫酸镁干燥，减压浓缩溶剂，得到粗产物。粗产物用乙酸乙酯/石油醚(1/50)的混合物作为洗脱剂，用硅胶色谱法对所得粗品进行纯化，得到纯产物，产率93％。
实施例3所得产物的结构表征数据如下所示：
colorless oil,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.00(d,J＝8.0Hz,2H),7.59(br,1H),7.49(t,J＝7.6Hz,2H),7.23(t,J＝7.5Hz,1H),7.11–7.05(m,3H),3.33(t,J＝8.0Hz,2H),3.07(t,J＝8.0Hz,2H),2.37(s,3H)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ199.3,141.3,138.1,136.9,133.1,129.3,128.6,128.5,128.1,126.9,125.4,,40.6,30.1,21.4.
根据以上数据推断所得产物的结构如下所示：
Figure BDA0002686335290000071
实施例4
由4-甲基苯甲醇和苯乙醇制备1-苯基-3-(4-甲基苯基)-1-丙酮。
在10mL Schlenk管中，加入4-甲基苯甲醇(1.1mmol)、苯乙醇(1.0mmol)、KOH(1.1mmol)、H2O(2.0mL)和TC-6(0.1mol％)。氮气保护下，加热到80℃反应。完成结束后，用乙酸乙酯(3×5.0mL)萃取，合并有机层，用无水硫酸镁干燥，减压浓缩溶剂，得到粗产物。粗产物用乙酸乙酯/石油醚(1/50)的混合物作为洗脱剂，用硅胶色谱法对所得粗品进行纯化，得到纯产物，产率91％。
实施例4所得产物的结构表征数据如下所示：
colorless oil,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.00(d,J＝7.9Hz,2H),7.58(d,J＝7.4Hz,1H),7.49(t,J＝7.6Hz,2H),7.18(q,J＝8.0Hz,4H),3.33(t,J＝7.7Hz,2H),3.08(t,J＝7.7Hz,2H),2.37(s,3H)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ199.4,138.2,136.9,135.7,133.1,129.2,128.6,128.3,128.1,40.6,29.8,21.1.
根据以上数据推断所得产物的结构如下所示：
Figure BDA0002686335290000072
实施例5
由4-甲氧基苯甲醇和苯乙醇制备1-苯基-3-(4-甲氧基苯基)-1-丙酮。
在10mL Schlenk管中，加入4-甲氧基苯甲醇(1.1mmol)、苯乙醇(1.0mmol)、KOH(1.1mmol)、H2O(2.0mL)和TC-6(0.1mol％)。氮气保护下，加热到80℃反应。完成结束后，用乙酸乙酯(3×5.0mL)萃取，合并有机层，用无水硫酸镁干燥，减压浓缩溶剂，得到粗产物。粗产物用乙酸乙酯/石油醚(1/50)的混合物作为洗脱剂，用硅胶色谱法对所得粗品进行纯化，得到纯产物，产率90％。
实施例5所得产物的结构表征数据如下所示：
colorless oil,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.98(d,J＝7.9Hz,2H),7.58(t,J＝7.4Hz,1H),7.48(t,J＝7.6Hz,2H),7.20(d,J＝8.4Hz,2H),6.87(d,J＝8.5Hz,2H),3.81(s,3H),3.30(t,J＝7.7Hz,2H),3.04(t,J＝7.6Hz,2H)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ199.4,158.0,136.9,133.3,133.1,129.4,128.6,128.1,114.0,55.3,40.7,29.3.
根据以上数据推断所得产物的结构如下所示：
Figure BDA0002686335290000081
实施例6
由4-氟苯甲醇和苯乙醇制备1-苯基-3-(4-氟苯基)-1-丙酮。
在10mL Schlenk管中，加入4-氟苯甲醇(1.1mmol)、苯乙醇(1.0mmol)、KOH(1.1mmol)、H2O(2.0mL)和TC-6(0.1mol％)。氮气保护下，加热到80℃反应。完成结束后，用乙酸乙酯(3×5.0mL)萃取，合并有机层，用无水硫酸镁干燥，减压浓缩溶剂，得到粗产物。粗产物用乙酸乙酯/石油醚(1/50)的混合物作为洗脱剂，用硅胶色谱法对所得粗品进行纯化，得到纯产物，产率95％。
实施例6所得产物的结构表征数据如下所示：
colorless oil,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.98(d,J＝7.9Hz,2H),7.58(t,J＝7.4Hz,1H),7.48(t,J＝7.6Hz,2H),7.23(dd,J＝8.2,5.6Hz,2H),7.00(t,J＝8.6Hz,2H),3.31(t,J＝7.6Hz,2H),3.07(t,J＝7.5Hz,2H)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ199.0,162.6,160.2,136.8,133.2,129.9(d,J＝7.9Hz),128.7,128.0,115.3(d,J＝80.0Hz),40.4,29.3.
根据以上数据推断所得产物的结构如下所示：
Figure BDA0002686335290000082
实施例7
由4-氯苯甲醇和苯乙醇制备1-苯基-3-(4-氯苯基)-1-丙酮。
在10mL Schlenk管中，加入4-氯苯甲醇(1.1mmol)、苯乙醇(1.0mmol)、KOH(1.1mmol)、H2O(2.0mL)和TC-6(0.1mol％)。氮气保护下，加热到80℃反应。完成结束后，用乙酸乙酯(3×5.0mL)萃取，合并有机层，用无水硫酸镁干燥，减压浓缩溶剂，得到粗产物。粗产物用乙酸乙酯/石油醚(1/50)的混合物作为洗脱剂，用硅胶色谱法对所得粗品进行纯化，得到纯产物，产率94％。
实施例7所得产物的结构表征数据如下所示：
colorless oil,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.97(d,J＝7.9Hz,2H),7.58(t,J＝7.3Hz,1H),7.48(t,J＝7.6Hz,2H),7.28(d,J＝8.3Hz,2H),7.21(d,J＝8.3Hz,2H),3.30(t,J＝7.5Hz,2H),3.07(t,J＝7.5Hz,2H)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ198.9,139.8,136.8,133.2,131.9,129.9,128.7,128.6,128.0,40.2,29.4.
根据以上数据推断所得产物的结构如下所示：
Figure BDA0002686335290000091
实施例8
由1-萘甲醇和苯乙醇制备1-苯基-3-(1-萘基)-1-丙酮。
在10mL Schlenk管中，加入1-萘甲醇(1.1mmol)、苯乙醇(1.0mmol)、KOH(1.1mmol)、H2O(2.0mL)和TC-6(0.1mol％)。氮气保护下，加热到80℃反应。完成结束后，用乙酸乙酯(3×5.0mL)萃取，合并有机层，用无水硫酸镁干燥，减压浓缩溶剂，得到粗产物。粗产物用乙酸乙酯/石油醚(1/50)的混合物作为洗脱剂，用硅胶色谱法对所得粗品进行纯化，得到纯产物，产率91％。
实施例8所得产物的结构表征数据如下所示：
colorless oil,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.11(d,J＝8.2Hz,1H),8.00(d,J＝7.9Hz,2H),7.93(d,J＝7.8Hz,1H),7.82–7.76(m,1H),7.62–7.51(m,3H),7.51–7.41(m,4H),3.60(t,J＝7.8Hz,2H),3.47(t,J＝7.8Hz,2H)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ199.3,137.4,136.9,134.0,133.2,131.8,129.0,128.7,128.1,127.1,126.2,126.1,125.7,125.7,123.8,,39.8,27.3.
根据以上数据推断所得产物的结构如下所示：
Figure BDA0002686335290000092
实施例9
由2-噻吩甲醇和苯乙醇制备1-苯基-3-(2-噻吩基)-1-丙酮。
在10mL Schlenk管中，加入2-噻吩甲醇(1.1mmol)、苯乙醇(1.0mmol)、KOH(1.1mmol)、H2O(2.0mL)和TC-6(0.1mol％)。氮气保护下，加热到80℃反应。完成结束后，用乙酸乙酯(3×5.0mL)萃取，合并有机层，用无水硫酸镁干燥，减压浓缩溶剂，得到粗产物。粗产物用乙酸乙酯/石油醚(1/50)的混合物作为洗脱剂，用硅胶色谱法对所得粗品进行纯化，得到纯产物，产率92％。
实施例9所得产物的结构表征数据如下所示：
colorless oil,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.00(d,J＝7.9Hz,2H),7.58(br,1H),7.49(t,J＝7.6Hz,2H),7.15(d,J＝5.1Hz,1H),6.95(t,J＝4.2Hz,1H),6.89(d,J＝2.9Hz,1H),3.44–3.27(m,4H)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ198.6,143.9,136.7,133.2,128.6,128.0,126.9,124.7,123.4,40.6,24.2.
根据以上数据推断所得产物的结构如下所示：
Figure BDA0002686335290000101
实施例10
由1,2-亚甲二氧基苯甲醇和苯乙醇制备1-苯基-3-(1,2-亚甲二氧基苯基)-1-丙酮。
在10mL Schlenk管中，加入1,2-亚甲二氧基苯甲醇(1.1mmol)、苯乙醇(1.0mmol)、KOH(1.1mmol)、H2O(2.0mL)和TC-6(0.1mol％)。氮气保护下，加热到80℃反应。完成结束后，用乙酸乙酯(3×5.0mL)萃取，合并有机层，用无水硫酸镁干燥，减压浓缩溶剂，得到粗产物。粗产物用乙酸乙酯/石油醚(1/50)的混合物作为洗脱剂，用硅胶色谱法对所得粗品进行纯化，得到纯产物，产率90％。
实施例10所得产物的结构表征数据如下所示：
colorless oil,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.98(d,J＝7.9Hz,2H),7.58(t,J＝7.4Hz,1H),7.48(t,J＝7.6Hz,2H),6.77–6.71(m,3H),5.94(s,2H),3.28(t,J＝7.6Hz,2H),3.01(t,J＝7.6Hz,2H)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ199.2,147.7,145.8,136.9,135.1,133.1,128.6,128.0,121.,108.9,108.3,100.8,40.7,29.9.
根据以上数据推断所得产物的结构如下所示：
Figure BDA0002686335290000102
实施例11
由甲醇和4-氟苯乙醇制备1-(4-氟苯基)-1-丙酮。
在10mL Schlenk管中，加入甲醇(1.1mmol)、4-氟苯乙醇(1.0mmol)、KOH(1.1mmol)、H2O(2.0mL)和TC-6(0.1mol％)。氮气保护下，加热到80℃反应。完成结束后，用乙酸乙酯(3×5.0mL)萃取，合并有机层，用无水硫酸镁干燥，减压浓缩溶剂，得到粗产物。粗产物用乙酸乙酯/石油醚(1/50)的混合物作为洗脱剂，用硅胶色谱法对所得粗品进行纯化，得到纯产物，产率91％。
实施例11所得产物的结构表征数据如下所示：
colorless oil,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.94(dd,J＝7.4,6.6Hz,2H),7.07(t,J＝8.5Hz,2H),2.93(q,J＝7.2Hz,2H),1.17(t,J＝7.3Hz,3H)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ199.0,166.8,164.3,133.3(d,J＝3.0Hz),130.5(d,J＝9.2Hz),115.5(d,J＝80.0Hz),31.6,8.1.
根据以上数据推断所得产物的结构如下所示：
Figure BDA0002686335290000111
实施例12
由甲醇和4-氯苯乙醇制备1-(4-氯苯基)-1-丙酮。
在10mL Schlenk管中，加入甲醇(1.1mmol)、4-氯苯乙醇(1.0mmol)、KOH(1.1mmol)、H2O(2.0mL)和TC-6(0.1mol％)。氮气保护下，加热到80℃反应。完成结束后，用乙酸乙酯(3×5.0mL)萃取，合并有机层，用无水硫酸镁干燥，减压浓缩溶剂，得到粗产物。粗产物用乙酸乙酯/石油醚(1/50)的混合物作为洗脱剂，用硅胶色谱法对所得粗品进行纯化，得到纯产物，产率90％。
实施例12所得产物的结构表征数据如下所示：
colorless oil,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.89(d,J＝8.0Hz,2H),7.48–7.36(m,2H),2.97(q,J＝7.2Hz,2H),1.22(t,J＝7.2Hz,3H)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ199.5,139.2,135.2,129.4,128.8,31.8,8.1.
根据以上数据推断所得产物的结构如下所示：
Figure BDA0002686335290000112
实施例13
由甲醇和4-甲氧基苯乙醇制备1-(4-甲氧基苯基)-1-丙酮。
在10mL Schlenk管中，加入甲醇(1.1mmol)、4-甲氧基苯乙醇(1.0mmol)、KOH(1.1mmol)、H2O(2.0mL)和TC-6(0.1mol％)。氮气保护下，加热到80℃反应。完成结束后，用乙酸乙酯(3×5.0mL)萃取，合并有机层，用无水硫酸镁干燥，减压浓缩溶剂，得到粗产物。粗产物用乙酸乙酯/石油醚(1/50)的混合物作为洗脱剂，用硅胶色谱法对所得粗品进行纯化，得到纯产物，产率89％。
实施例13所得产物的结构表征数据如下所示：
colorless oil,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.91–7.79(m,2H),6.85(dd,J＝8.7,1.9Hz,2H),3.81–3.74(m,3H),2.90–2.81(m,2H),1.18–1.09(m,3H)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ199.3,163.2,130.1,129.9,113.6,55.31(s),31.3,8.3.
根据以上数据推断所得产物的结构如下所示：
Figure BDA0002686335290000121
实施例14
由甲醇和4-乙基苯乙醇制备1-(4-乙基苯基)-1-丙酮。
在10mL Schlenk管中，加入甲醇(1.1mmol)、4-乙基苯乙醇(1.0mmol)、KOH(1.1mmol)、H2O(2.0mL)和TC-6(0.1mol％)。氮气保护下，加热到80℃反应。完成结束后，用乙酸乙酯(3×5.0mL)萃取，合并有机层，用无水硫酸镁干燥，减压浓缩溶剂，得到粗产物。粗产物用乙酸乙酯/石油醚(1/50)的混合物作为洗脱剂，用硅胶色谱法对所得粗品进行纯化，得到纯产物，产率88％。
实施例14所得产物的结构表征数据如下所示：
colorless oil,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.90(d,J＝8.0Hz,1H),7.27(d,J＝7.9Hz,1H),2.97(q,J＝7.2Hz,1H),2.70(q,J＝7.6Hz,1H),1.30–1.18(m,3H)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ200.5,149.7,134.7,128.2,128.0,31.6,28.9,15.2,8.3.
根据以上数据推断所得产物的结构如下所示：
Figure BDA0002686335290000122
实施例15
由乙醇和苯乙醇制备1-苯基-1-丁酮。
在10mL Schlenk管中，加入乙醇(1.1mmol)、苯乙醇(1.0mmol)、KOH(1.1mmol)、H2O(2.0mL)和TC-6(0.1mol％)。氮气保护下，加热到80℃反应。完成结束后，用乙酸乙酯(3×5.0mL)萃取，合并有机层，用无水硫酸镁干燥，减压浓缩溶剂，得到粗产物。粗产物用乙酸乙酯/石油醚(1/50)的混合物作为洗脱剂，用硅胶色谱法对所得粗品进行纯化，得到纯产物，产率90％。
实施例15所得产物的结构表征数据如下所示：
colorless oil,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.93(d,J＝7.7Hz,2H),7.51(t,J＝7.3Hz,1H),7.41(t,J＝7.5Hz,2H),2.91(t,J＝7.3Hz,2H),1.81–1.69(m,2H),0.98(t,J＝7.5Hz,3H)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ200.2,137.1,132.8,128.5,128.0,40.4,17.7,13.9.
根据以上数据推断所得产物的结构如下所示：
Figure BDA0002686335290000131
实施例16
由丙醇和苯乙醇制备1-(4-乙基苯基)-1-戊酮。
在10mL Schlenk管中，加入丙醇(1.1mmol)、苯乙醇(1.0mmol)、KOH(1.1mmol)、H2O(2.0mL)和TC-6(0.1mol％)。氮气保护下，加热到80℃反应。完成结束后，用乙酸乙酯(3×5.0mL)萃取，合并有机层，用无水硫酸镁干燥，减压浓缩溶剂，得到粗产物。粗产物用乙酸乙酯/石油醚(1/50)的混合物作为洗脱剂，用硅胶色谱法对所得粗品进行纯化，得到纯产物，产率88％。
实施例16所得产物的结构表征数据如下所示：
colorless oil,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.96(d,J＝7.8Hz,2H),7.53(t,J＝7.3Hz,1H),7.44(t,J＝7.6Hz,2H),2.95(t,J＝7.4Hz,2H),1.78–1.67(m,2H),1.46–1.35(m,2H),0.95(t,J＝7.4Hz,3H)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ200.5,137.1,132.8,128.5,128.0,38.3,26.5,22.5,13.9.
根据以上数据推断所得产物的结构如下所示：
Figure BDA0002686335290000132
实施例17
由甲醇和1-苯丙醇制备2-甲基-1-苯基-1-丙酮。
在10mL Schlenk管中，加入甲醇(1.1mmol)、1-苯丙醇(1.0mmol)、KOH(1.1mmol)、H2O(2.0mL)和TC-6(0.1mol％)。氮气保护下，加热到80℃反应。完成结束后，用乙酸乙酯(3×5.0mL)萃取，合并有机层，用无水硫酸镁干燥，减压浓缩溶剂，得到粗产物。粗产物用乙酸乙酯/石油醚(1/50)的混合物作为洗脱剂，用硅胶色谱法对所得粗品进行纯化，得到纯产物，产率90％。
实施例17所得产物的结构表征数据如下所示：
colorless oil,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.95(d,J＝7.8Hz,2H),7.52(t,J＝7.3Hz,1H),7.43(t,J＝7.5Hz,2H),3.54(dt,J＝13.6,6.8Hz,1H),1.20(d,J＝7.0Hz,6H)；
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ204.4,136.2,132.8,128.6,128.3,35.3,19.1.
根据以上数据推断所得产物的结构如下所示：
Figure BDA0002686335290000141
综上所述，采用本发明的方法制备α-烷基取代酮类化合物，反应效率高、选择性好、对底物普适性广，适用于甲醇、乙醇等脂肪醇；并且，该反应的反应效率S/C高达10000以上，反应速度快。

Claims (9)

1.一种制备α-烷基取代酮类化合物的方法，其特征在于该方法如下：以伯醇类化合物与仲醇类化合物为原料，加入碱，以环铱配合物为催化剂，以水为反应介质，在惰性气体保护下，加热搅拌反应10-24小时，待反应结束后冷却至室温，减压蒸馏浓缩得到粗产物，再经柱层析提纯得到一系列α-烷基取代酮类化合物，所述环铱配合物用TC表示，反应式为：
Figure FDA0002686335280000011
其中R1为苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-氟苯基、4-氯苯基、1-萘基、噻吩基、1,2-亚甲二氧基苯基、甲基、乙基或丙基；
R2为苯基、4-氟苯基、4-氯苯基、4-乙基苯基或4-甲氧基苯基；
R3为氢基或甲基。
2.根据权利要求1所述的一种制备α-烷基取代酮类化合物的方法，其特征在于：所述伯醇类化合物与仲醇类化合物的的摩尔比为(1～1.1):1。
3.根据权利要求1所述的一种制备α-烷基取代酮类化合物的方法，其特征在于：所述碱为叔丁醇钾、叔丁醇钠、乙酸钠、乙酸钾、甲酸钠、碳酸钾或碳酸钠。
4.根据权利要求1所述的一种制备α-烷基取代酮类化合物的方法，其特征在于：所述碱与仲醇类化合物的摩尔比为(0.8～1.2):1。
5.根据权利要求1所述的一种制备α-烷基取代酮类化合物的方法，其特征在于：所述环铱配合物为氯化一氯·[2-(4,5-二氢-1H-咪唑-2-基)吡啶]·(五甲基环戊二烯基)合铱(III)、氯化一氯·[2-(4,5-二氢-1H-咪唑-2-基)-4-甲基吡啶]·(五甲基环戊二烯基)合铱(III)、氯化一氯·[2-(4,5-二氢-1H-咪唑-2-基)-4-氯吡啶]·(五甲基环戊二烯基)合铱(III)、氯化一氯·[2-(4,5-二氢-1H-咪唑-2-基)-4-甲氧基吡啶]·(五甲基环戊二烯基)合铱(III)、氯化一氯·[2-(4,5-二氢-1H-咪唑-2-基)-6-氟吡啶]·(五甲基环戊二烯基)合铱(III)或氯化一氯·[2-(4,5-二氢-1H-咪唑-2-基)-6-甲氧基吡啶]·(五甲基环戊二烯基)合铱(III)。
6.根据权利要求1所述的一种制备α-烷基取代酮类化合物的方法，其特征在于：所述环铱配合物与仲醇类化合物的摩尔比为(0.0001～0.01):1。
7.根据权利要求1所述的一种制备α-烷基取代酮类化合物的方法，其特征在于：所述惰性气体为氮气、氩气或氦气。
8.根据权利要求1所述的一种制备α-烷基取代酮类化合物的方法，其特征在于：所述反应的反应温度为60℃～100℃。
9.根据权利要求1所述的一种制备α-烷基取代酮类化合物的方法，其特征在于：所述柱层析提纯中柱层析洗脱液为纯石油醚或混合溶剂，所述混合溶剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂，其中石油醚和乙酸乙酯之间的体积比为(10～50):1。
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