CN1122656C

CN1122656C - 带有碳1到碳12的烷基或芳香基取代基的环戊二烯酮衍生物的合成方法

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Publication number: CN1122656C
Application number: CN00109460A
Authority: CN
Inventors: 席振峰; 宋秋玲
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Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2003-10-01
Anticipated expiration: 2020-06-26
Also published as: CN1283605A

Abstract

本发明为一种从二氧化碳合成带有碳1到碳12的烷基或芳香基取代基的环戊二烯酮衍生物的合成方法。它包括先将溶在溶剂中的1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物降温至-78℃--30℃温度下与丁基锂反应，再通人二氧化碳，在-78℃至-30℃温度下反应5-10分钟后，淬灭反应，经提纯即得纯品。本发明的合成方法科学合理，不仅利用了在自然界中大量存在的、但又严重威胁着人类、地球和整个自然界的温室气体，使之变害为宝，而且还具有合成产率高、选择性好、产品易于纯化等特点。

Description

带有碳1到碳12的烷基或芳香基取代基的环戊二烯酮衍生物的合成方法

本发明涉及有机中间体的合成，特别是一种带有碳1到碳12的烷基或芳香基取代基的环戊二烯酮衍生物的合成方法。

环戊二烯酮衍生物是一种重要的有机合成中间体。利用环戊二烯酮衍生物作为原料，可以合成多种有用的环状化合物。环戊二烯酮衍生物本身作为配体，在过渡金属有机化学以及功能配位化学等方面发挥着重要的作用。另外，二氧化碳的应用研究多年来一直受到人们的关注，是一项具有重要理论意义和应用价值的重大应用基础研究课题。生物化学家、电化学家、光化学家、高分子化学家以及无机化学家等都在各自的研究领域研究二氧化碳的反应和人为利用的可能性。当然，有机化学家也在考虑利用二氧化碳进行有机合成。二氧化碳之所以受到如此大的关注，主要有如下的两个原因，1、二氧化碳作为自然界中碳链的最后一环，在自然界中大量存在，是能为人类所用的重要碳源之一；2，近年来，“温室效应”的逐渐严重化威胁着人类、地球和整个自然界，二氧化碳被称为“温室气体”，成为罪魁；利用二氧化碳作原料，是“绿色科学”或“绿色合成化学”的核心之一，是未来合成工业的趋势。但是，由于二氧化碳的相对惰性，真正使其选择性地转变成其它有用物质还很困难。目前利用二氧化碳为原料的工业合成过程仅有合成尿素、水杨酸和碳酸酯三种。

虽然通过传统的方法可以合成环戊二烯酮衍生物；但产率低，选择性差，并且通过传统的合成方法，很难合成多取代环戊二烯酮衍生物。

本发明的目的是提供一种利用取之不尽、用之不竭的二氧化碳作为原料，与合成易得的1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物发生环化，高产率、高选择性地合成带有碳1到碳12的烷基或芳香基取代基的环戊二烯酮衍生物的合成方法。

本发明的从二氧化碳合成。带有碳1到碳12的烷基或芳香基取代基的环戊二烯酮衍生物的合成方法包括先将溶在溶剂中的1，4-碘-1，3-丁二烯衍生物降温至-78℃--30℃温度下，与丁基锂反应1小时，再通人二氧化碳，在-78℃至-30℃温度下反应5-10分钟后，淬灭反应，经提纯即得纯品。

其中，所述溶剂可为乙醚或四氢呋喃；所述乙醚和四氢呋喃溶剂是经过无水无氧处理的，所述无水无氧处理过程是采用处理无水无氧溶剂的一般方法，即在高纯氮气保护下，向配有回流冷凝管和通气活塞的三口圆底烧瓶中加入溶剂(乙醚或四氢呋喃)、几小块金属钠和适量二苯甲酮。加热回流4至5小时后蒸馏，并保存于氮气下。所述1，4-二碘-1，3-二烯衍生物与溶剂的比例为：1mmol的1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物使用的溶剂的体积为3-6ml。

所述1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物是根据文献方法合成的。所述文献是：

a：S.L.Buchwald，R.B.Nielsen，J.Am，Chem.Soc.1989，111，2870-2874；

b：S.Yamaguchi，R，Jin，K.Tamao，F.Sato，J，Org，Chem，1998，63，10060-10062；

c：C.Xi，S.Huo，T.H.Afifi，R，Hara，T.Takahashi，TetrahedronLett，1997，38，4099-4102。

所述1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物可为四取代、三取代或二取代的同种或异种取代基的1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物；所述取代基可为烷基(C₁-C₁₂)、芳香基等。

所述丁基锂可为正丁基锂或叔丁基锂。所述正丁基锂采用浓度为1.24M或1.50M的正丁基锂-正已烷溶液；所述叔丁基锂采用浓度为1.60M的叔丁基锂-正戊烷溶液。

所述降温过程可采用冷浴法，如干冰-丙酮浴。

所述二氧化碳可用＞99.9％的高纯二氧化碳气，也可以用于冰。

所述反应原料的摩尔比为：1.4-二碘-1.3-丁二烯衍生物∶正丁基锂∶二氧化碳＝1.0∶2.0∶1.5-10或1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物：叔丁基锂∶二氧化碳＝1.0∶4.0∶1.5-10。

所述淬灭反应可采用1-3N的稀盐酸、水或氯化铵水溶液。

所述提纯过程包括萃取、洗涤、干燥、浓缩和纯化。

所述萃取液的洗涤过程包括用水洗两次，用饱和食盐水洗一次。

所述有机相干燥过程是用无水MgSO₄干燥30分钟。

所述浓缩过程是采用常压蒸馏、减压蒸馏等方法，如用旋转蒸发仪真空浓缩。所述常压蒸馏是将溶剂蒸干。如采用旋转蒸发仪真空浓缩；真空度为30-40mmHg，温度为室温。

所述纯化过程是用石油醚作洗脱剂、200-300目硅胶柱分离。

所述合成得到的多取代环戊二烯酮衍生物的结构式通式如I或II。基本反应式如下。

本发明的从二氧化碳合成带有碳1到碳12的烷基或芳香基取代基的环戊二烯酮衍生物的合成方法科学合理，不仅利用了在自然界中大量存在的、但又严重威胁着人类、地球和整个自然界的温室气体，使之变害为宝，而且还具有传统方法不可比拟的优点。该方法根据未来合成工业的趋势，可以合成得到其它方法不能合成的具有各种各样取代基的多取代环戊二烯酮衍生物，合成产率高，选择性好，产品易于纯化。

下面结合实施例进一步描述本发明。

实施例1

结构式中1类化合物之一(R¹＝R²＝R³＝R⁴＝正丙基)：2，3，4，5-四(正丙基)-环戊二烯酮的合成。

在惰性气体高纯氮气的保护下，向20ml的Schlenk反应管(无水无氧操作时常用的一种玻璃仪器)加入1mmol4，7-二碘-5，6-二(正丙基)-4，6-奎二烯和5ml无水无氧处理过的乙醚溶剂。首先将以上乙醚溶液用干冰-丙酮冷浴降至-78℃，然后在磁力搅拌下滴加4mmol 1.6M的叔丁基锂正戊烷溶液，在-78℃温度下继续搅拌反应1小时后，通人二氧化碳1分钟；在-30℃温度下继续搅拌反应10分钟后，加入约1ml稀盐酸(3N)淬灭反应。用石油醚萃取三次(每次10ml)。萃取液用水洗二次(每次10ml)、饱和食盐水10ml洗一次。有机相用无水MgSO₄干燥30分钟。用旋转蒸发仪真空浓缩后用石油醚作洗脱剂柱分离(300目硅胶)，得到纯度＞98％的桔红色油状液体产品2，3，4，5-四(正丙基)-环戊二烯酮0.186g。分离产率75％。该化合物的核磁及高分辨质谱数据如下。¹HNMR(C₆D₆，TMS)：δ＝0.81-0.91(m，12H)，1.30-1.38(m，4H)，1.45-1.55(m，4H)，2.05-2.16(m，8H)；¹³CNMR(C₆D₆，TMS)；δ＝14.38，14.42，22.76，23.23，25.41，28.41，126.22，154.56，203.86；IR(neat)：V＝1716cm^-1(C＝O)；HRMS calcdfor C₁₇H₂₈O 248.2140，found 248.2145。

实施例2

结构式中工类化合物之二(R¹＝R²＝正丙基，R³＝丁基，R⁴＝三甲基硅基)：2，3-二丙基-4-丁基-5-三甲基硅基-环戊二烯酮的合成。

合成路线基本同实施例1，本合成的出发原料二碘化合物为4，7-二碘-5-正丙基-6-正丁基-7-三甲基硅基-4，6-庚二烯。得到纯度＞98％的桔红色油状液体产品2，3-二丙基-4-丁基-5-三甲基硅基-环戊二烯酮0.228g。分离产率78％。该化合物的核磁及高分辨质谱数据如下。¹HNMR(CDCI₃，TMS)：δ＝0.16(s，9H)，0.83-0.98(m，9H)，1.23-1.48(m，8H)，2.03(t，J＝6.82Hz，2H)，2.20(t，J＝8.10Hz，2H)，2.33(t，J＝7.48Hz，2H)；¹³CNMR(CDCI₃，TMS)；δ＝0.13，13.89，14.31，14.47，22.70，22.75，23.16，25.25，27.84，28.85，32.55，122.94，130.25，154.88，173.60，207.91；IR(neat)：V＝1678cm^-1(C＝O)；HRMS calcd forC₁₈H₃₂OSi 292.2222，found 292.2231。

实施例3

结构式中II类化合物之一(R⁵＝R⁶＝正丁基)：2，3-二正丁基-1H-茚酮的合成。

合成路线基本同实施例1。本合成的出发原料二碘化合物为5-碘-6-(2-碘苯基)-5-奎烯。得到纯度＞98％的淡绿色液体2，3-二正丁基-1H-茚酮产品0.16g，分离产率65％。该化合物的核磁及高分辨质谱数据如下：¹HNMR(CDCI₃，TMS)：δ＝0.81-0.91(m，6H)，1.23-1.55(m，8H)，2.17(t，J＝7，47Hz，2H)，2.45(t，J＝7.47Hz，2H)，6.93-7.29(m，4H)；¹³CNMR(CDCI₃，TMS)；δ＝13.88(2CH₃)，22.58，22.75，22.99，25.97，29.94，31.42，118.90，121.59，127.79，131.11，133.08，134.75，145.64，157.71，198.50；IR(neat)：V＝1716cm^-1(C＝O)；HRMS calcd for C₁₇H₂₂O 242.1671，fOund242.，1679。

Claims

1、一种从二氧化碳合成带有碳1到碳12的烷基或芳香基取代基的环戊二烯酮衍生物的合成方法，其特征是包括先将溶在溶剂中的1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物降温至-78℃--30℃温度下，与丁基锂反应1小时，再通入二氧化碳，在-78℃至-30℃温度下反应5-10分钟后，淬灭反应，经提纯即得纯品。

2、如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述溶剂为经过无水无氧处理的乙醚或四氢呋喃。

3、如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物与溶剂的比例为：1mmol的1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物使用的溶剂的体积为3-6ml。

4、如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物为四取代、三取代或二取代的同种或异种取代基的1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物，所述取代基为碳1到碳12烷基或芳香基。

5、如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述丁基锂为正丁基锂或叔丁基锂；所述正丁基锂采用浓度为1.24M或1.50M的正丁基锂-正己烷溶液；所述叔丁基锂采用浓度为1.60M的叔丁基锂-正戊烷溶液。

6、如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述降温过程采用干冰-丙酮冷浴法。

7、如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述二氧化碳用＞99.9％的高纯二氧化碳气或干冰。

8、如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述反应原料1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物、正丁基锂和二氧化碳的摩尔比为：1.0∶2.0∶1.5-10。

9、如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述反应原料1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物、叔丁基锂和二氧化碳的摩尔比为：1.0∶4.0∶1.5-10。

10、如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述淬灭反应采用1-3N的稀盐酸、水或氯化铵水溶液。

11、如权利要求1所述的合成方法，其特征是所述提纯过程包括萃取、洗涤、干燥、浓缩和纯化。

12、如权利要求114所述的合成方法，其特征是所述萃取液的洗涤过程包括用水洗两次，用饱和食盐水洗一次；所述有机相干燥过程是用无水MgSO₄干燥30分钟；

所述浓缩过程是采用常压蒸馏、减压蒸馏方法；所述纯化过程是用石油醚作洗脱剂、200-300目硅胶柱分离。

13、如权利要求11所述的合成方法，其特征是所述常压蒸馏是将溶剂蒸干。

14、如权利要求11所述的合成方法，其特征是所述浓缩过程采用旋转蒸发仪真空浓缩；真空度为30-40mmHg，温度为室温。