CN113372219A - 以水为溶剂的[4+2]环化反应制备乙炔基萘衍生物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种以水为溶剂的[4+2]环化反应制备萘衍生物及其应用。本发明的合成方法为：以炔醇化合物和丁炔二酸二酯为反应原料，Al‑SBA‑15为催化剂，催化剂以水溶液形式加入反应体系中，一锅法完成炔醇脱水、[4+2]环加成反应过程，反应结束后过滤催化剂，萃取分离水油相，油相中得到萘衍生物。本发明提供的催化体系廉价易得，催化效率高，容易分离能够重复使用，该方法可有效获得一系列萘衍生物，在染料运用方面具有较大的商业前景。另外，含乙炔基的萘衍生物具有多个反应位点，活性高，是合成茚满化合物、糠醛衍生物、苯并[e][1,2]恶嗪酮类等化合物的重要骨架，在有机合成中具有很大的应用潜力。
Description
技术领域
本发明涉及一种以水为溶剂的[4+2]环化反应制备萘衍生物及其应用，属于有机合成技术 领域。
背景技术
Diels-Alder反应是典型的环加成反应，是有机化学合成反应中非常重要的碳碳键形成的 手段之一，多为共轭双烯与烯烃或炔烃反应生成六元环，而以炔醇化合物为前体，经过金属 催化剂的催化脱水后可与吸电子性强的亲双烯体一锅法发生Diels-Alder反应，该反应过程无 有机溶剂、有机均相催化剂等的参与，反应原料廉价易得，是应用于制备萘环化合物的重要 方法。萘是重要的碳环化合物，可在多种具有生物活性的天然分离物，药物和候选药物中找 到。此外，它们还在纳米技术，荧光染料，电子材料，超分子化学中发挥重要作用。在过去 的几十年中，开发合成萘衍生物的有效合成方法引起了相当大的关注。代表性的合成策略包 括过渡金属催化的环化反应、芳烃插入反应、γ-芳基-α，β-不饱和羰基化合物的环烷基化等。 尽管在合成萘衍生物方面取得了很大的成就，但仍需开发出可靠而新颖的方法，以便进一步 扩大这些重要碳环的取代方式。很少报道以金属材料为催化体系，以水为溶剂，从炔醇化合 物的前体开始，一锅法实现[4+2]的环加成反应机制。将该反应机制应用于萘衍生物的合成， 丰富了稠环化合物的合成途径，制备的萘衍生物易分离提纯，荧光性强，在染料等方面有着 广泛的用途。再者，含乙炔基的萘衍生物具有多个反应位点，活性高，是合成茚满化合物、 糠醛衍生物、苯并[e][1,2]恶嗪酮类化合物以及稠环化合物的重要骨架，是拓展多环大分子的 有效中间体，在有机合成中具有非常大的应用潜力。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种以水为溶剂的[4+2]环化反应制备萘衍生物及其应用，从 绿色环保、资源可循环利用的角度出发，寻找Diels-Alder反应新变体，使用具有苯乙烯部分 形式的二烯和炔部分形式的亲二烯体，完成Diels-Alder反应脱氢芳构化。该方法提供一种简 便温和、高效的催化体系和绿色、环境友好的合成方法，该方法应用于合成乙炔基萘类化合 物，并实现其在染料等方面的工业应用以及作为大分子合成的中间体实现官能团的转化。
本发明的技术方案如下：
一种以水为溶剂的[4+2]环化反应制备萘衍生物及其应用，所述方法包括以下合成路径：
其中，R1为氢、甲基、甲氧基、氯、溴中的任意一种，取代基的位置、个数以及共轭位置不固定。
R2为氢、甲基、乙基中的任意一种；
R3为氢、乙基、甲氧基中的任意一种，取代基的位置、个数以及共轭位置不固定。
化合物2中的EWG为-COOCH3或-COOCH2CH3中的任意一种。
所述方法包括以下步骤：
(1)原料炔醇化合物1的制备：将含10％水的Bu4NOH催化剂，加入DMSO溶剂中， 再加入苯乙炔类化合物，在温度为5℃及搅拌的条件下加入苯基羰基类化合物，继续搅拌，TLC检测反应结束后，用水和乙酸乙酯的混合物萃取分离得到水油相，油相减压旋蒸除去乙酸乙酯，残余物柱层析快速分离，得到炔醇化合物1，反应式如下：
(2)将炔醇化合物1加入预先干燥的Schlenk管中，依次加入水(乙醇等)，金属材料Al-SBA-15、搅拌均匀，在90℃-130℃下进行反应，待反应进行10-15min后，迅速加入丁 炔二酸二甲酯或丁炔二酸二乙酯2反应1-48h后TLC检测反应的进程，反应液经过滤、水 和二氯甲烷的混合溶液(水和二氯甲烷体积比为2:1)萃取后，萃取液经减压除去溶剂，残留 物经过柱层析分离，得到乙炔基衍生物I，反应式如下：
其中，R1为氢、甲基、甲氧基、氯、或溴中的任意一种，取代基的位置、个数以及共轭位置不固定；
R2为氢、甲基、或乙基中的任意一种；
R3为氢、乙基、或甲氧基中的任意一种，取代基的位置、个数以及共轭位置不固定；
化合物2上的EWG为-COOCH3或-COOCH2CH3。
所述步骤(1)中所述的催化剂为10％水的BuN4OH，所述的Bu4NOH加入DMSO中， 再加入再加入
分子筛(成分为Na12[(AlO2)12(SiO2)12]·H2O)，混料1-2h后，过滤去除分子 筛。
所述步骤(1)苯乙炔类化合物与苯基羰基类化合物的摩尔比为3-5：1；Bu4NOH的加入 量为苯乙炔类化合物与苯基羰基类化合物总摩尔量的10-30％。
所述步骤(2)中炔醇化合物1和化合物2的投料摩尔比为0.1-2：0.1-5。所述优选方案为炔醇化合物1和化合物2的投料摩尔比为1:5。
所述步骤(2)中反应的温度为110℃，反应的时间为36h。
所述步骤(2)中反应结束分离水油相后，回收含有催化剂的水相用于循环使用，油相中 的有机溶剂和乙炔基萘类化合物产物通过柱层析实现分离。
采用本发明技术方案的应用包括制备了如下结构式的产品，具体包括如下化合物中的任 意一种，其中取代基的位置和类型不固定。
本发明有益效果如下：
1、本发明公开了一种以水为溶剂的[4+2]环化反应制备萘衍生物及其应用。该方法以可 回收利用的金属材料Al-SBA-15为催化剂，以水为溶剂通过一锅法实现炔醇脱水、Diels-Alder 反应进一步环化合成萘衍生物。
2、本发明提供了一种简单温和、高效的催化体系和绿色、环境友好的合成方法，实现了 绿色催化的合成理念，并应用于萘衍生物的工业化生产。
3、本发明的技术方案通过金属催化剂在水中催化炔醇化合物一锅法制备萘衍生物的反应 机制，实现了以炔醇化合物为前体的[4+2]环加成反应，制备的一系列萘衍生物在稠环化合物 的合成方面有着一定的市场潜能与实用价值。
具体实施方式
下面结合实例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的 范围。
仪器及试剂：
EB2005A电子天平；ZF-I型三用紫外分析仪；DFX-5L/30低温恒温反应浴(无锡市百川 仪器厂)；SHZ-E型循环水式真空泵(上海荣亚生化学仪器厂)；DZE-6120型真空干燥箱(上 海恒天科学仪器制造公司)；DE-102J集热式恒温加热磁力搅拌器(巩义市华发化学仪器厂)； 2YZ-4A型旋片式真空油泵(临海市永昊真空设备厂)。二甲亚砜(AR)，乙酸乙酯(AR)， 苯乙酮及取代芳香酮(分析纯)，丁炔二酸二甲酯(AR)，丁炔二酸二乙酯(AR)，石油醚(AR)， 二氯甲烷(AR)。
熔点用WRR熔点仪(上海仪电物理光学仪器有限公司)，温度计未经校正；1H NMR和13C NMR用Varian Mercury 400型400MHz核磁共振仪，氘代氯仿(CDCl3)或者氘代二甲亚 砜(DMSO-d6)为溶剂，TMS为内标；使用Agilent 6210ESI/TOF或Waters G2-Xs qtof质谱 仪获得HRESIMS质谱；所用试剂为国产(或进口)化学纯或分析纯。
实施例1
一种制备4-(苯基乙炔基)萘-1,2-二羧酸二乙甲酯的方法，包括以下实验步骤：
在30mL DMSO中加入11mL质量浓度为40％的Bu4NOH(4.41g,17mmol),再加入23.4g分子筛，混合料1h后过滤去筛，再加入DMSO(20mL)。将苯乙炔(5.21g,51mmol) 加入上述催化体系(5℃)搅拌30min,而后加入苯乙酮(2.04g,17mmol)至反应瓶中搅拌， TLC检测反应结束后，用水和乙酸乙酯(体积比5:1)萃取分离水油相，油相减压旋蒸除去 乙酸乙酯，残余物柱层析快速分离，得到2，4-二苯基-3-丁炔-2-醇1。准备一个预先干燥的 Schlenk反应管，加入预先制备的2，4-二苯基-3-丁炔-2-醇1(0.252g，1mmol,1.0eqv.)，依 次加入金属催化剂Al-SBA-15(制备方法参考专利(申请号CN202010259764.8))(15mg)、 水溶剂(6mL)搅拌均匀，反应在110℃下进行，待反应进行10min后，迅速加入丁炔二 酸二甲酯化合物2(0.711g，5mmol,5.0eqv.)，TLC检测反应的进程，反应36h后停止，反 应液经过滤、萃取(水和二氯甲烷体积比为2:1)等处理后，减压除去溶剂，残留物经过柱层 析分离，得到萘衍生物Ia。
实施例2
一种制备4-(苯基乙炔基)萘-1,2-二羧酸二乙甲酯的方法，包括以下实验步骤：
在30mL DMSO中加入11mL质量浓度为40％的Bu4NOH(4.41g,17mmol),再加入23.4g分子筛，混合料1h后过滤去筛，再加入DMSO(20mL)。将苯乙炔(5.21g,51mmol) 加入上述催化体系(5℃)搅拌30min,而后加入苯乙酮(2.04g,17mmol)至反应瓶中搅拌， TLC检测反应结束后，用水和乙酸乙酯(体积比5:1)萃取分离水油相，油相减压旋蒸除去 乙酸乙酯，残余物柱层析快速分离，得到2，4-二苯基-3-丁炔-2-醇1。准备一个预先干燥的 Schlenk反应管，加入预先制备的2，4-二苯基-3-丁炔-2-醇1(0.252g，1mmol,1.0eqv.)，依 次加入金属催化剂Al-SBA-15(15mg)、水溶剂(6mL)搅拌均匀，反应在130℃下进行， 待反应进行10min后，迅速加入丁炔二酸二甲酯化合物2(0.711g，5mmol,5.0eqv.)，TLC 检测反应的进程，反应36h后停止，反应液经过滤、萃取(水和二氯甲烷体积比为2:1)等 处理后，减压除去溶剂，残留物经过柱层析分离，得到萘衍生物Ia，产率76.0％。
实施例3
一种制备4-(苯基乙炔基)萘-1,2-二羧酸二乙甲酯的方法，包括以下实验步骤：
在30mL DMSO中加入11mL质量浓度为40％的Bu4NOH(4.41g,17mmol),再加入23.4g分子筛，混合料1h后过滤去筛，再加入DMSO(20mL)。将苯乙炔(5.21g,51mmol) 加入上述催化体系(5℃)搅拌30min,而后加入苯乙酮(2.04g,17mmol)至反应瓶中搅拌， TLC检测反应结束后，用水和乙酸乙酯(体积比5:1)萃取分离水油相，油相减压旋蒸除去 乙酸乙酯，残余物柱层析快速分离，得到2，4-二苯基-3-丁炔-2-醇1。准备一个预先干燥的 Schlenk反应管，加入预先制备的2，4-二苯基-3-丁炔-2-醇1(0.252g，1mmol,1.0eqv.)，依 次加入金属催化剂Al-SBA-15(15mg)、水溶剂(6mL)搅拌均匀，反应在90℃下进行， 待反应进行10min后，迅速加入丁炔二酸二甲酯化合物2(0.711g，5mmol,5.0eqv.)，TLC 检测反应的进程，反应36h后停止，反应液经过滤、萃取(水和二氯甲烷体积比为2:1)等 处理后，减压除去溶剂，残留物经过柱层析分离，得到萘衍生物Ia，产率65.0％。
实施例4
一种制备4-(苯基乙炔基)萘-1,2-二羧酸二乙甲酯的方法，包括以下实验步骤：
在30mL DMSO中加入11mL质量浓度为40％的Bu4NOH(4.41g,17mmol),再加入23.4g分子筛，混合料1h后过滤去筛，再加入DMSO(20mL)。将苯乙炔(5.21g,51mmol) 加入上述催化体系(5℃)搅拌30min,而后加入苯乙酮(2.04g,17mmol)至反应瓶中搅拌， TLC检测反应结束后，用水和乙酸乙酯(体积比5:1)萃取分离水油相，油相减压旋蒸除去 乙酸乙酯，残余物柱层析快速分离，得到2，4-二苯基-3-丁炔-2-醇1。准备一个预先干燥的 Schlenk反应管，加入预先制备的2，4-二苯基-3-丁炔-2-醇1(0.252g，1mmol,1.0eqv.)，依 次加入金属催化剂Al-SBA-15(15mg)、甲苯溶剂(6mL)搅拌均匀，反应在110℃下进行， 待反应进行10min后，迅速加入丁炔二酸二甲酯化合物2(0.711g，5mmol,5.0eqv.)，TLC 检测反应的进程，反应4h后停止，反应液减压除去溶剂，残留物经过柱层析分离，得到萘 衍生物Ia，产率70.0％。
实施例5
一种制备4-(苯基乙炔基)萘-1,2-二羧酸二乙甲酯的方法，包括以下实验步骤：
在30mL DMSO中加入11mL质量浓度为40％的Bu4NOH(4.41g,17mmol),再加入23.4g分子筛，混合料1h后过滤去筛，再加入DMSO(20mL)。将苯乙炔(5.21g,51mmol) 加入上述催化体系(5℃)搅拌30min,而后加入苯乙酮(2.04g,17mmol)至反应瓶中搅拌， TLC检测反应结束后，用水和乙酸乙酯(体积比5:1)萃取分离水油相，油相减压旋蒸除去 乙酸乙酯，残余物柱层析快速分离，得到2，4-二苯基-3-丁炔-2-醇1。准备一个预先干燥的 Schlenk反应管，加入预先制备的2，4-二苯基-3-丁炔-2-醇1(0.252g，1mmol,1.0eqv.)，依 次加入金属催化剂Al-SBA-15(15mg)、甲醇溶剂(6mL)搅拌均匀，反应在110℃下进行， 待反应进行10min后，迅速加入丁炔二酸二甲酯化合物2(0.711g，5mmol,5.0eqv.)，TLC 检测反应的进程，反应4h后停止，反应液减压除去溶剂，残留物经过柱层析分离，得到萘 衍生物Ia，产率为0％。
实施例6
一种制备4-(苯基乙炔基)萘-1,2-二羧酸二乙甲酯的方法，包括以下实验步骤：
在30mL DMSO中加入11mL质量浓度为40％的Bu4NOH(4.41g,17mmol),再加入23.4g分子筛，混合料1h后过滤去筛，再加入DMSO(20mL)。将苯乙炔(5.21g,51mmol) 加入上述催化体系(5℃)搅拌30min,而后加入苯乙酮(2.04g,17mmol)至反应瓶中搅拌， TLC检测反应结束后，用水和乙酸乙酯(体积比5:1)萃取分离水油相，油相减压旋蒸除去 乙酸乙酯，残余物柱层析快速分离，得到2，4-二苯基-3-丁炔-2-醇1。准备一个预先干燥的 Schlenk反应管，加入预先制备的2，4-二苯基-3-丁炔-2-醇1(0.252g，1mmol,1.0eqv.)，依 次加入金属催化剂Al-SBA-15(15mg)、乙基苯溶剂(6mL)搅拌均匀，反应在110℃下进 行，待反应进行10min后，迅速加入丁炔二酸二甲酯化合物2(0.711g，5mmol,5.0eqv.)， TLC检测反应的进程，反应4h后停止，反应液减压除去溶剂，残留物经过柱层析分离，得 到萘衍生物Ia，产率63.0％。
实施例7
一种制备4-(苯基乙炔基)萘-1,2-二羧酸二乙甲酯的方法，包括以下实验步骤：
在30mL DMSO中加入11mL质量浓度为40％的Bu4NOH(4.41g,17mmol),再加入23.4g分子筛，混合料1h后过滤去筛，再加入DMSO(20mL)。将苯乙炔(5.21g,51mmol) 加入上述催化体系(5℃)搅拌30min,而后加入苯乙酮(2.04g,17mmol)至反应瓶中搅拌， TLC检测反应结束后，用水和乙酸乙酯(体积比5:1)萃取分离水油相，油相减压旋蒸除去 乙酸乙酯，残余物柱层析快速分离，得到2，4-二苯基-3-丁炔-2-醇1。准备一个预先干燥的 Schlenk反应管，加入预先制备的2，4-二苯基-3-丁炔-2-醇1(0.252g，1mmol,1.0eqv.)，依 次加入金属催化剂Al-SBA-15(15mg)、1,2-二氯苯溶剂(6mL)搅拌均匀，反应在110℃ 下进行，待反应进行10min后，迅速加入丁炔二酸二甲酯化合物2(0.711g，5mmol,5.0eqv.)， TLC检测反应的进程，反应4h后停止，反应液减压除去溶剂，残留物经过柱层析分离，得 到萘衍生物Ia，产率46.0％。
实施例8
一种制备7-甲氧基-4-(苯基乙炔基)萘二甲基1,2-二羧酸二甲酯的方法，包括以下实验 步骤：
在30mL DMSO中加入11mL质量浓度为40％的Bu4NOH(4.41g,17mmol),再加入23.4g分子筛，混合料1h后过滤去筛，再加入DMSO(20mL)。将苯乙炔(5.21g,51mmol) 加入上述催化体系(5℃)搅拌30min，而后加入4-甲氧基苯乙酮(2.55g,17mmol)至反应 瓶中搅拌，TLC检测反应结束后，用水和乙酸乙酯(体积比5:1)萃取分离水油相，油相减 压旋蒸除去乙酸乙酯，残余物柱层析快速分离，得到2-(2-甲氧基)-4-二苯基-3-丁炔-2-醇1。 准备一个预先干燥的Schlenk反应管，加入预先制备的2-(2-甲氧基)-4-二苯基-3-丁炔-2-醇 1(0.252g，1mmol,1.0eqv.)，依次加入金属催化剂Al-SBA-15(制备方法参考专利(申请号CN202010259764.8))(15mg)、水溶剂(6mL)搅拌均匀，反应在110℃下进行，待反应进 行10min后，迅速加入丁炔二酸二甲酯2(0.711g，5mmol,5.0eqv.)，TLC检测反应的进程， 反应36h后停止，反应液经过滤、萃取(水和二氯甲烷体积比为2:1)等处理后，减压除去 溶剂，残留物经过柱层析分离，得到萘衍生物Ib。
白色固体,mp 126-127℃；1H NMR(400MHz,CDCl3)δ(ppm)8.39(d,J＝9.2Hz,1H),8.15(s, 1H),7.66–7.64(m,2H),7.44–7.34(m,4H),7.15(d,J＝2.3Hz,1H),4.08(s,3H),3.97(s,3H), 3.93(s,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ(ppm)169.40,165.98,159.17,132.98,131.75,130.77, 130.41,128.88,128.50,128.11,127.07,125.31,122.82,122.67,122.02,104.25,95.76,86.39, 55.40,52.98,52.78.HRMS(ESI-TOF)m/z[M+Na]+calcd forC23H18O5Na 397.1052；found 397.1049.
实施例9
一种制备5-氯-4-(苯基乙炔基)萘-1,2-二羧酸二甲酯的方法，包括以下实验步骤：
在30mL DMSO中加入11mL质量浓度为40％的Bu4NOH(4.41g,17mmol),再加入23.4g分子筛，混合料1h后过滤去筛，再加入DMSO(20mL)。将苯乙炔(5.21g,51mmol) 加入上述催化体系(5℃)搅拌30min,而后加入2-氯苯乙酮(2.63g,17mmol)至反应瓶中 搅拌，TLC检测反应结束后，用水和乙酸乙酯(体积比5:1)萃取分离水油相，油相减压旋 蒸除去乙酸乙酯，残余物柱层析快速分离，得到2(2-氯)-4-二苯基-3-丁炔-2-醇1。准备一 个预先干燥的Schlenk反应管，加入预先制备的2(2-氯)-4-二苯基-3-丁炔-2-醇1(0.257g， 1mmol,1.0eqv.)，依次加入金属催化剂Al-SBA-15(15mg)、水溶剂(6mL)搅拌均匀，反 应在110℃下进行，待反应进行10min后，迅速加入丁炔二酸二甲酯2(0.711g，5mmol,5.0 eqv.)，TLC检测反应的进程，反应36h后停止，反应液经过滤、萃取(水和二氯甲烷体积比 为2:1)等处理后，减压除去溶剂，残留物经过柱层析分离，得到萘衍生物Ic。
白色固体,mp 114-115℃；1H NMR(400MHz,CDCl3)δ(ppm)8.50(d,J＝8.3Hz,1H),8.31(s, 1H),7.90(d,J＝8.3Hz,1H),7.74(t,J＝6.92,1H),7.69–7.64(m,3H),7.42–7.40(m,2H)(m, 2H),4.10(s,3H),3.99(s,3H).13C NMR(CDCl3,101MHz)δ(ppm)169.19,165.67,134.76, 134.72,131.77,129.28,129.21,128.92,128.51,128.45,128.19,126.56,126.54,124.34,123.00, 122.66,96.06,86.21,53.01,52.82.HRMS(ESI-TOF)m/z[M+H]+calcd for C22H16ClO4 379.0737； found 379.0734.
实施例10
一种制备4-((4-乙基苯基)乙炔基)-3,7-二甲基萘-1,2-二羧酸二甲酯的方法，包括以下 实验步骤：
在30mL DMSO中加入11mL质量浓度为40％的Bu4NOH(4.41g,17mmol),再加入23.4g分子筛，混合料1h后过滤去筛，再加入DMSO(20mL)。将4-乙基苯乙炔(6.64g,51 mmol)加入上述催化体系(5℃)搅拌30min,而后加入4-甲基苯乙酮(2.28g,17mmol) 至反应瓶中搅拌，TLC检测反应结束后，用水和乙酸乙酯(体积比5:1)萃取分离水油相， 油相减压旋蒸除去乙酸乙酯，残余物柱层析快速分离，得到2(4-甲基)-4(4-乙基)-二苯基 -3-丁炔-2-醇1。准备一个预先干燥的Schlenk反应管，加入预先制备的2(4-甲基)-4(4-乙 基)-二苯基-3-丁炔-2-醇1(0.264g，1mmol,1.0eqv.)，依次加入金属催化剂Al-SBA-15(15 mg)、水溶剂(6mL)搅拌均匀，反应在110℃下进行，待反应进行10min后，迅速加入丁 炔二酸二甲酯2(0.711g，5mmol,5.0eqv.)，TLC检测反应的进程，反应36h后停止，反应 液经过滤、萃取(水和二氯甲烷体积比为2:1)等处理后，减压除去溶剂，残留物经过柱层析 分离，得到萘衍生物Id。
实施例11
一种制备7-氯-4-(苯基乙炔基)萘-1,2-二羧酸二乙酯的方法，包括以下实验步骤：
在30mL DMSO中加入11mL质量浓度为40％的Bu4NOH(4.41g,17mmol),再加入23.4g分子筛，混合料1h后过滤去筛，再加入DMSO(20mL)。将苯乙炔(5.21g,51mmol) 加入上述催化体系(5℃)搅拌30min,而后加入4-氯苯乙酮(2.63g,17mmol)至反应瓶中 搅拌，TLC检测反应结束后，用水和乙酸乙酯(体积比5:1)萃取分离水油相，油相减压旋 蒸除去乙酸乙酯，残余物柱层析快速分离，得到2(2-氯)-4-二苯基-3-丁炔-2-醇1。准备一 个预先干燥的Schlenk反应管，加入预先制备的2(2-氯)-4-二苯基-3-丁炔-2-醇1(0.257g， 1mmol,1.0eqv.)，依次加入金属催化剂Al-SBA-15(15mg)、水溶剂(6mL)搅拌均匀，反 应在110℃下进行，待反应进行10min后，迅速加入丁炔二酸二乙酯2(0.851g，5mmol,5.0 eqv.)，TLC检测反应的进程，反应48h后停止，反应液经过滤、萃取(水和二氯甲烷体积比 为2:1)等处理后，减压除去溶剂，残留物经过柱层析分离，得到萘衍生物Ie。
实施例12
一种制备7-氯-4-((4-甲氧基苯基)乙炔基)萘-1,2-二羧酸二乙酯的方法，包括以下实验 步骤：
在30mL DMSO中加入11mL质量浓度为40％的Bu4NOH(4.41g,17mmol),再加入23.4g分子筛，混合料1h后过滤去筛，再加入DMSO(20mL)。将4-甲氧基苯乙炔(6.73g,51mmol)加入上述催化体系(5℃)搅拌30min,而后加入4-氯苯乙酮(2.63g,17mmol) 至反应瓶中搅拌，TLC检测反应结束后，用水和乙酸乙酯(体积比5:1)萃取分离水油相， 油相减压旋蒸除去乙酸乙酯，残余物柱层析快速分离，得到2(2-氯)-4(4-甲氧基)-二苯基 -3-丁炔-2-醇1。准备一个预先干燥的Schlenk反应管，加入预先制备的2(2-氯)-4(4-甲氧 基)-二苯基-3-丁炔-2-醇1(0.282g，1mmol,1.0eqv.)，依次加入金属催化剂Al-SBA-15(15 mg)、水溶剂(6mL)搅拌均匀，反应在110℃下进行，待反应进行10min后，迅速加入丁 炔二酸二乙酯2(0.851g，5mmol,5.0eqv.)，TLC检测反应的进程，反应36h后停止，反应 液经过滤、萃取(水和二氯甲烷体积比为2:1)等处理后，减压除去溶剂，残留物经过柱层析 分离，得到萘衍生物If。
实施例13
一种制备7-甲氧基-4-(苯基乙炔基)萘-1,2-二羧酸二乙酯的方法，包括以下实验步骤：
在30mL DMSO中加入11mL质量浓度为40％的Bu4NOH(4.41g,17mmol),再加入23.4g分子筛，混合料1h后过滤去筛，再加入DMSO(20mL)。将苯乙炔(5.21g,51mmol) 加入上述催化体系(5℃)搅拌30min,而后加入4-甲氧基苯乙酮(2.55g,17mmol)至反应 瓶中搅拌，TLC检测反应结束后，用水和乙酸乙酯(体积比5:1)萃取分离水油相，油相减 压旋蒸除去乙酸乙酯，残余物柱层析快速分离，得到2-(2-甲氧基)-4-二苯基-3-丁炔-2-醇1。 准备一个预先干燥的Schlenk反应管，加入预先制备的2-(2-甲氧基)-4-二苯基-3-丁炔-2-醇 1(0.252g，1mmol,1.0eqv.)，依次加入金属催化剂Al-SBA-15(15mg)、水溶剂(6mL) 搅拌均匀，反应在110℃下进行，待反应进行10min后，迅速加入丁炔二酸二甲酯2化合物 2(0.851g，5mmol,5.0eqv.)，TLC检测反应的进程，反应36h后停止，反应液经过滤、萃 取(水和二氯甲烷体积比为2:1)等处理后，减压除去溶剂，残留物经过柱层析分离，得到萘 衍生物Ig。
含乙炔基的萘衍生物具有多个反应位点，活性高，是合成茚满化合物、糠醛衍生物、苯 并[e][1,2]恶嗪酮类化合物以及稠环化合物的重要骨架，是拓展多环大分子的有效中间体，在 有机合成中具有非常大的应用潜力。本发明以4-(苯基乙炔基)萘-1,2-二羧酸二乙甲酯为底 物，对该化合物的应用进行探究。
本发明提出一种以水为溶剂的[4+2]环化反应制备萘衍生物及其应用,应用体现在：以萘 衍生物为有机合成中间体可用于制备茚满化合物，茚满化合物是药学和材料科学中普遍存在 的重要碳环，合成过程为：向Schlenk(密封)中加入异硫氰酸烷基酯(0.75mmol)、甲醇(1.5 mmol)、4-(苯乙炔基)萘-1,2-二甲酸二甲酯；4-(苯乙炔基)萘-1,2-二甲酸二甲酯(0.5mmol)的混合 物，然后在CH2Cl2(1.5mL)中于100℃(120℃)在N2氛围下搅拌指定的时间。完成后，用四 氢呋喃(3mL)稀释粗产物，然后向反应混合物中加入质量分数为35％甲醛水溶液(1mL)和滴 加质量分数为10％的盐酸水溶液至酸性。在60℃搅拌12h后，反应混合物用乙醚(10mL)稀 释，用NaHCO3水溶液中和，用水(10mL)和盐水(10mL)洗涤。有机层用无水硫酸镁干燥，过 滤，减压浓缩，将粗产物进行快速中性Al2O3柱色谱茚满化合物，产率62％。
本发明提出一种以水为溶剂的[4+2]环化反应制备萘衍生物及其应用,应用体现在：以萘 衍生物为有机合成中间体可用于制备糠醛衍生物，合成过程为：将糠醛(116mg，1.21mmol) 和叔戊基碳酸氢盐(3.7mg，0.032mmol)依次加入到4-(苯乙炔基)萘-1,2-二甲酸二甲酯；4-(苯乙 炔基)萘-1,2-二甲酸二甲酯(51mg，0.29mmol)、Pd(dba)2(8.7mg,0.015mmol)和三氯苯酚(8.4 mg，0.030mmol)在1，4-二氧六环(0.6mL)中的溶液中，该溶液在一个3mL的小瓶中在一个 干燥的盒子中制备。用螺旋盖封闭小瓶，并取出干燥盒。所得混合物在100℃搅拌35h。反 应混合物通过硅藻土过滤，滤液蒸发并真空干燥,使用己烷和乙酸乙酯(己烷∶乙酸乙酯＝ 100∶0至90∶10梯度)通过硅胶上的快速色谱纯化粗产物，随后通过高效液相色谱法得到糠 醛衍生物(Z∶E＝>20∶1)，产率为74％。
本发明提出一种以水为溶剂的[4+2]环化反应制备萘衍生物及其应用,应用体现在：以萘 衍生物为有机合成中间体可用于制备苯并[e][1,2]恶嗪酮类化合物，合成过程为：向Schlenk 管中加入4-(苯乙炔基)萘-1,2-二甲酸二甲酯；4-(苯乙炔基)萘-1,2-二甲酸二甲酯(1.0mmol)、 H2O(4.0equiv.)，亚硝酸叔丁酯(5.0equiv.)和DMSO(1mL)。然后向管中充入氩气，混合物在 100℃下搅拌约12h,TLC监测到原料完全消耗。反应结束后，用盐水洗涤反应混合物，水相 用乙酸乙酯再次萃取，合并的有机萃取物用Na2SO4干燥，所得残余物用硅胶柱色谱纯化(己 烷/乙酸乙酯＝10∶1)，得到所需的苯并[e][1，2]噁嗪-4-酮类化合物，产率：65％。
本发明提出一种以水为溶剂的[4+2]环化反应制备萘衍生物及其应用,应用体现在：以萘 衍生物为有机合成中间体可用于制备稠环化合物，合成过程为：向N-甲氧基-1H-吲哚-1-羧酰 胺(0.1mmol,1.0equiv.)、4-(苯乙炔基)萘-1,2-二甲酸二甲酯；4-(苯乙炔基)萘-1,2-二甲酸二甲 酯(0.1mmol,1.0equiv.)、NaOAc(0.1mmol,2.0equiv.)在H2O(1.0mL)中的溶液中加入 [RuCl2(p-cymene)]2(5.0mmol％)。将反应混合物在室温下搅拌10h，过滤后，残余固体通过 硅胶色谱法纯化，得到目标化合物，产率70％。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的 实例及实例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要 求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征等同替换方案为保护范围。及 在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种以水为溶剂的[4+2]环化反应制备乙炔基萘衍生物的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)原料炔醇化合物1的制备：将含10％水的BuN4OH催化剂，加入DMSO溶剂中，再加入苯乙炔类化合物，在温度为5℃及搅拌的条件下加入苯基羰基类化合物，继续搅拌，TLC检测反应结束后，用水和乙酸乙酯的混合物萃取分离得到水油相，油相减压旋蒸除去乙酸乙酯，残余物柱层析快速分离，得到炔醇化合物1，反应式如下：
(2)将炔醇化合物1加入预先干燥的Schlenk管中，依次加入水，金属材料Al-SBA-15、搅拌均匀，在90℃-130℃下进行反应，待反应进行10-15min后，迅速加入丁炔二酸二甲酯或丁炔二酸二乙酯2反应1-48h后TLC检测反应的进程，反应液经过滤、水和二氯甲烷的混合溶液萃取后，萃取液经减压除去溶剂，残留物经过柱层析分离，得到乙炔基衍生物I，反应式如下：
其中，R1为氢、甲基、甲氧基、氯、或溴中的任意一种，取代基的位置、个数以及共轭位置不固定；
R2为氢、甲基、或乙基中的任意一种；
R3为氢、乙基、或甲氧基中的任意一种，取代基的位置、个数以及共轭位置不固定；
化合物2上的EWG为-COOCH3或-COOCH2CH3。
2.根据权利要求1所述的以水为溶剂的[4+2]环化反应制备乙炔基萘衍生物的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的催化剂为10％水的BuN4OH，所述的Bu4NOH加入DMSO中，再加入
分子筛(成分为Na12[(AlO2)12(SiO2)12]·H2O)，混料1-2h后，过滤去除分子筛。
3.根据权利要求2所述的以水为溶剂的[4+2]环化反应制备乙炔基萘衍生物的方法，其特征在于，步骤(1)中苯乙炔类化合物与苯基羰基类化合物的摩尔比为3-5：1；Bu4NOH的加入量为苯乙炔类化合物与苯基羰基类化合物总摩尔量的10-30％。
4.根据权利要求1所述的以水为溶剂的[4+2]环化反应制备乙炔基萘衍生物的方法，其特征在于，步骤(2)中炔醇化合物1和化合物2的投料摩尔比为0.1-2：0.1-5。
5.根据权利要求4所述的以水为溶剂的[4+2]环化反应制备乙炔基萘衍生物的方法，其特征在于，炔醇化合物1和化合物2的投料摩尔比为1:5。
6.根据权利要求1所述的以水为溶剂的[4+2]环化反应制备乙炔基萘衍生物的方法，其特征在于，步骤(2)中反应的温度为110℃，反应的时间为36h。
7.采用权利要求1-6任一项所述的方法制备得到的乙炔基萘衍生物，其化学结构式包括如下中的任意一种：
8.权利要求7所述的乙炔基萘衍生物在制备茚满、糠醛衍生物、或苯并[e][1,2]恶嗪酮类化合物上的应用。
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