CN113754509A - 一种烯丙醇类化合物制备单一立体构型的共轭二烯的方法 - Google Patents

一种烯丙醇类化合物制备单一立体构型的共轭二烯的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种烯丙醇类化合物制备单一立体构型的共轭二烯的方法。本发明将烯丙醇类化合物在碱性催化剂或碱性催化剂及除水剂存在下进行脱水反应，得到单一立体构型的共轭二烯化合物，其中，烯丙醇类化合物中的4‑位是与羟基同侧的甲基、亚甲基或次甲基，该方法不仅区域选择性和立体选择性高，而且反应温和，绿色，成本低，适用底物范围广，具有重要的应用价值。

Description

一种烯丙醇类化合物制备单一立体构型的共轭二烯的方法
技术领域
本发明属于有机化学领域，涉及一种烯丙醇类化合物制备单一立体构型的共轭二烯的方法。
背景技术
共轭二烯在化学化工生产、药物合成、日化等领域中都有着极为广泛的应用前景，如作为Diels-Alder反应的双烯体，在有机合成中可以构建多种多样的环状骨架，能用于天然产物及药物分子的合成；同时共轭二烯作为烯烃，可以参与多种多样的选择性转化，如共轭加成、氢官能化、双官能化反应等。另外共轭二烯还是高分子聚合物材料重要原料。
常见的制备共轭二烯的方法有过渡金属参与C(sp2)–C(sp2)偶联，通过醛酮参与的Wittig、Wittig-Horner、Horner–Wadsworth–Emmons(HWE)反应，烯烃的复分解反应，通过联烯或炔烃的重排异构化反应等。这些反应需要昂贵的过渡金属参与，反应原料不容易获取，或者无法制备高立体选择性的共轭双烯。烯丙醇不仅广泛存在于天然产物和化工原料中，而且可以通过大量简易的合成方法制备。
通过烯丙醇1,4-选择性地脱水是一种极为简便的合成共轭二烯的方法。但该方法的挑战性在于烯烃顺反构型的控制，以及当烯丙醇有多个脱水位点时的区域选择性控制，另外还需要防止反应发生Diels-Alder反应而产生不必要的副产物。例如对于化合物I-A，即在烯丙醇3-位有一个甲基的烯丙醇，其在脱水的时能产生3个共轭二烯异构体II-A,II-B,II-C。
Hans J.Reich等人报道了先利用烯丙醇与2,4一二硝基苯硫氯反应制备次磺酸酯，再通过[2,3]-迁移重排发生烯丙位异构，再发生顺式消除得到共轭二烯，得到的共轭二烯的立体选择性较差(Hans J.Reich and Susan Wollowitz,J.Am.Chem.Soc.1982,104,7051)。Vorholt等人利用烯丙醇在10mol％TFA,40个大气压的一氧化碳存在下，以Pd(acac)2和配体Xantphos的组合为催化剂，原位制备烯丙醇碳酸酯，再通过钯催化剂对其进行氧化加成，得到烯丙基钯物种，再发生β-氢消除，构建共轭二烯，产率较高(KarolineA.Ostrowski,Dennis Vogelsang and Andreas J.Vorholt，Catal.Sci.Technol.,2016,6,1302)，但该反应要用到40个大气压的一氧化碳，而且多数底物的立体选择性都不理想，让该反应缺少实用性。Wen-Zhen Zhang等人利用烯丙醇在20个大气压的二氧化碳存在下，以Pd(OAc)2(5mol％)和配体BINAP(6mol％)的组合为催化剂，原位制备碳酸烯丙醇单酯，再通过与Vorholt等人类似的途径生成共轭二烯(Yan-Kai Huang,Wen-Zhen Zhang,Ke Zhang,Wen-Le Wang and Xiao-Bing Lu,Org.Chem.Front.,2021,8,941)，该方法的底物局限性较大，仅适用于活性较高的底物如3-芳基，或4-烯基烯丙醇，且反应的立体选择性也不理想。
因此，提供一种简单实用廉价绿色的利用烯丙醇类化合物脱水制备高立体选择性共轭二烯的方法具有重要的应用价值。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种烯丙醇类化合物制备单一立体构型的共轭二烯的方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种烯丙醇类化合物制备单一立体构型的共轭二烯的的方法，其包括以下步骤：烯丙醇类化合物在碱性催化剂或碱性催化剂及除水剂存在下进行脱水反应，得到单一立体构型的共轭二烯化合物；其中，所述烯丙醇类化合物中的4-位是与羟基同侧的甲基、亚甲基或次甲基。
在碱性催化剂作用下，烯丙醇类化合物能高立体选择性地生成共轭二烯，所得共轭二烯为顺式消除产物；在此基础上，进一步采用除水剂，能及时去除消除反应产生的水分，提高共轭二烯的产率；但是仅使用除水剂，而不使用碱性催化剂，无法得到单一立体构型的共轭二烯。在碱性催化剂或碱性催化剂及除水剂存在，烯丙醇类化合物所得单一立体构型的共轭二烯化合物产率在2％以上，甚至能达到88％以上。
优选地，所述烯丙醇类化合物的结构如式Ⅰ所示，所述单一立体构型的共轭二烯化合物的结构如式Ⅱ所示，所述脱水反应在加热条件下进行；
Figure BDA0003256927400000031
其中，R1、R2、R3、R4、R5和R6各自独立地为氢、取代或非取代烷基、取代或非取代环烷基、取代或非取代杂环烷基、取代或非取代芳香基、取代或非取代杂芳香基、取代或非取代杂原子、取代或非取代的酰基、取代或非取代磺酰基、或者取代或非取代亚磺酰基，或者R1与R3或R4形成取代或非取代环烷基，或者R3和R4形成芳香基或萘基，或者R3或R4与R5或R6通过取代或非取代烷基连接。
优选地，所述R1、R2、R3、R4、R5和/或R6表示的取代烷基为含烯基、芳基、杂芳基或卤原子的烷基，其中卤原子可选择为氟等，含氟的烷基可选择为全氟烷基等。
在一个实施例中，烯丙醇类化合物可选择为醇1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g、1h等中的至少一种。
碱性催化剂可以选择为一种碱，也可以选择为两种以上碱的组合；优选为两种以上的碱。
优选地，所述碱性催化剂包括M的无机碱、有机碱中的至少一种，M为Li、Na、K、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Al中的一种元素，其中M的有机碱中与M连接的是氧、硫、氮中的至少一种元素；当M为Li、Na、K、Cs、Be、Sr、Ba或Al时，M的无机碱包括氧化物、硫化物、氢化物、氢氧化物、磷酸盐、单氟磷酸盐、次磷酸盐、焦磷酸盐、三聚磷酸盐、亚磷酸盐中的至少一种；当M为Mg时，M的无机碱包括硫化物、氢化物、氢氧化物、磷酸盐、单氟磷酸盐、次磷酸盐、焦磷酸盐、三聚磷酸盐、亚磷酸盐中的至少一种；当M为Ca时，M的无机碱包括硫化物、氢氧化物、磷酸盐、单氟磷酸盐、次磷酸盐、焦磷酸盐、三聚磷酸盐、亚磷酸盐中的至少一种。
有机碱性催化剂可以是酸、胺或酰胺和相应的金属或强碱原位制备得到的碱。如CH3CO2Na可以通过乙酸和金属钠、NaH等反应原位制备，TsNHK可以通过TsNH2与氢化钾等反应原位制备。
优选地，当所述M为一价金属时，所述碱性催化剂的结构为M2O、M2S、M-R、M-OR、MSR、M3PO4、M2HPO4、M2PFO3、MPO2H2、M4P2O7、M5P3O10、M3(PO3)3、M-NRR’、RCO2M、
Figure BDA0003256927400000041
中的至少一种；当所述M为二价金属时，所述碱性催化剂的结构为MS、MO、M(OR)2中的至少一种；当所述M为三价金属时，所述碱性催化剂的结构为M(OR)3、M2O3中的至少一种；其中，R和R’各自独立地为氢、取代或非取代烷基、取代或非取代环烷基、取代或非取代杂环烷基、取代或非取代芳香基、取代或非取代杂芳香基、取代或非取代杂原子、取代或非取代的酰基、取代或非取代磺酰基、或者取代或非取代亚磺酰基，
Figure BDA0003256927400000042
表示通过有机或无机链接基团连接两个以上碱基团。
优选地，所述R和/或R’表示的取代烷基或芳基为含烯基、芳基、杂芳基、含卤原子的烷基或芳基。优选地，所述R和/或R’表示的含卤原子的烷基或芳基中的卤原子各自独立地为氟或氯。更优选地，所述R和/或R’表示的含卤原子的烷基为部分或全部氟代烷基、或部分或全部氯代烷基。
优选地，所述R和/或R’表示的取代或非取代杂原子为取代或非取代的硅原子或硼原子。
在一些实施例中，有机碱性催化剂为通过有机或无机链接基团连接的二碱，包括取代或非取代的二醇二碱、取代或非取代的羟基硫醇二碱、取代或非取代的氨基醇二碱、取代或非取代的氨基酸二碱、取代或非取代的羟基羧酸二碱、取代或非取代的二羧酸二碱、取代或非取代的二氨基二碱、取代或非取代的亚氨基二碱等中的至少一种。
优选地，所述碱性催化剂包括t-BuOK(叔丁基醇钾)、2,6-二叔丁基-4-甲级苯酚基钾、对甲基苯硫酚钾、邻苯二酚二钾、2-氨基苯酚钾、TsNHK(对甲苯磺酰胺钾)、Ts(Ac)NK(N-乙酰基对甲苯磺酰胺基钾)、Ts(Me)NK(N-甲基对甲苯磺酰胺基钾)、Ts(Et)NK(N-乙基对甲苯磺酰胺基钾)、Ts(Bn)NK(N-苄基对甲苯磺酰胺基钾)、Ts(Ph)NK(N-苯基对甲苯磺酰胺基钾)、(PhSO2)2NK(二苯磺酸亚氨基钾)、TsOK(对甲苯磺酸钾)、酞酰亚胺钾、糖精钾、CsF、KF、KHF2、CF3CO2K(三氟乙酸钾，即TFAK)、KBF4、KAlF4、KOAc、K2CO3、PhCO2K(苯钾酸钾)、t-BuCO2K(特戊酸钾)、HCO2K、NH2SO3K(氨基磺酸钾)、乙酰丙酮基钾、三氟乙酰氨基钾、丙二酸二钾、甘氨酸钾、乙酰基甘氨酸钾、草酸二钾、Ac(Me)NK(N-甲基乙酰胺基钾)、C2F5CO2K中的至少一种。
优选地，所述除水剂为物理除水剂、化学除水剂(能与水发生化学反应而脱除水)中的至少一种。
优选地，所述物理除水剂包括分子筛。分子筛可选择为干燥过的
Figure BDA0003256927400000051
Figure BDA0003256927400000052
等分子筛中的至少一种。
优选地，化学除水剂包括无机物除水剂、有机物除水剂等中的至少一种。
无机物除水剂可选择为CaH2、CaO、MgO、B2O3、P2O5等中的至少一种。在一些优选实施例中，无机物除水剂选择为CaH2、CaO中的至少一种。
有机物除水剂可选择为
Figure BDA0003256927400000053
Figure BDA0003256927400000054
等中的至少一种，L1和L2各自独立地为氢、取代或非取代烷基、取代或非取代环烷基、取代或非取代芳基，L 3和L 4各自为取代或非取代烷基、取代或非取代环烷基、取代或非取代芳基，
Figure BDA0003256927400000055
表示通过有机基团连接，n为1～3的整数。优选地，有机物除水剂包括缩醛、缩酮、原酸酯、3,4-二氢-2H-吡喃中的至少一种。更优选地，有机物除水剂为以下结构中的至少一种：
Figure BDA0003256927400000061
优选地，所述除水剂为CaH2、CaO、缩酮、原甲酸酯中的至少一种。
优选地，所述碱性催化剂为t-BuOK和CF3CO2K，所述除水剂为CaO、丙酮缩二甲醇中的至少一种；所述t-BuOK、CF3CO2K和除水剂的摩尔比为1-5:1-5:1-5。当烯丙醇在上述特定配比的t-BuOK、CF3CO2K和上述特定除水剂的共同作用下，所得单一立体构型的共轭二烯化合物的产率在50％以上，甚至能达到85％以上。在一些优选实施方式中，t-BuOK、CF3CO2K和上述特定除水剂的摩尔比为1:1:1、1:3:1、1:5:1、1:1:3、1:3:3、1:5:3、1:1:5、1:3:5、1:5:5、3:1:1、3:3:1、3:5:1、3:1:3、3:5:3、3:1:5、3:3:5、3:5:5、5:1:1、5:3:1、5:5:1、5:1:3、5:3:3、5:5:3、5:1:5、5:3:5等。
优选地，所述烯丙醇类化合物和所述碱性催化剂的摩尔比为1:0.5～50，所述烯丙醇类化合物和所述除水剂的摩尔比为1:0.5～50。
优选地，所述脱水反应的温度为50～200℃。脱水反应的时间通常为1～24h。
优选地，所述反应在溶剂中进行，所述溶剂为NMP(N-甲基吡咯烷酮)、DMA(二甲基乙酰胺)、DMF(N,N-二甲基甲酰胺)、DMSO(二甲基亚砜)、二氧六环、二氯甲烷、二氯乙烷、四氯化碳、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、丙苯、异丙苯、丁苯、叔丁基苯、氟苯、氯苯、溴苯、全氟苯、三氟甲苯、全氟甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙醚、叔丁基甲醚、THF(四氢呋喃)、2-甲基四氢呋喃、二氧六环、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、聚乙二醇、戊烷、环戊烷、己烷、环己烷、甲基环己烷、庚烷、辛烷、环辛烷、壬烷、癸烷、石油醚、2,2,3-三甲基戊烷、十二烷、溶剂汽油、溶剂煤油、溶剂石脑油、石蜡油、己烯、环己烯、乙腈、丙腈、己二腈、苯甲腈、水中的至少一种。
优选地，所述方法还包括以下步骤：在脱水反应结束后进行纯化处理；所述纯化处理包括硅胶柱层析、分子短程蒸馏、真空蒸馏中的至少一种工艺，其中，硅胶柱层析所用洗脱剂展开剂为石油醚、戊烷、己烷、环己烷、庚烷、甲苯、苯中的至少一种；分子短程蒸馏的温度为80～180℃，真空蒸馏的压力为1～500Pa。在硅胶柱层析、分子短程蒸馏或真空蒸馏前，通常先加与水不相溶的有机溶剂再水洗除去碱等杂质，或者直接水洗除去碱等杂质，然后将有机相用饱和无机盐(如饱和氯化钠)溶液清洗，清洗后无机盐(如硫酸钠)干燥，固液分离(硅胶柱层析、分子短程蒸馏前还需要脱溶剂)。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明将特定种类的烯丙醇类化合物在碱性催化剂的作用下脱水形成单一立体构型的共轭二烯，再进一步在除水剂的作用下及时除去消除反应产生的水分提高单一立体构型的共轭二烯的产率，不仅区域选择性和立体选择性高，而且反应温和，绿色，成本低，适用底物范围广，具有重要的应用价值。
附图说明
图1为实施例2所得2a的1H NMR图；
图2为实施例2所得2a的13C NMR图；
图3为实施例2所得2a的GC-MS图；
图4为实施例7所得2a的1H NMR图；
图5为对比例1中部分纯化产物的1H NMR图。
具体实施方式
为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明进一步说明。本领域技术人员应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例中，所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法，所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
本文中，碱的用量为x equiv，指的是碱的摩尔量为烯丙醇类化合物摩尔量的x倍，如t-BuOK用量为2.5equiv，指的是t-BuOK的摩尔量为烯丙醇类化合物摩尔量的2.5倍。
实施例1
按照如下反应和表1中的反应条件，在耐压反应管中加入1mmol烯丙醇类化合物、一定量的碱和溶剂，氮气氛下封好反应管，再进行加热脱水反应，反应结束后冷却，然后加入乙酸乙酯，水洗除去盐、碱等杂质，饱和氯化钠洗，硫酸钠干燥，过滤，旋转蒸发仪旋除溶剂，反应物经过硅胶柱层析纯化(石油醚)得到纯化后的产物，即顺式消除产物，所得顺式消除产物的产率如表1所示。
Figure BDA0003256927400000081
表1
Figure BDA0003256927400000082
Figure BDA0003256927400000091
Figure BDA0003256927400000101
Figure BDA0003256927400000111
Figure BDA0003256927400000121
Figure BDA0003256927400000131
Figure BDA0003256927400000141
Figure BDA0003256927400000151
上述反应通过在碱的作用下脱水可以完全得到顺式消除的产物，从而抑制酸性消除条件下的反式消除Z，E产物的生成。
实施例2
在15mL耐压反应管中加入醇1a(297mg,1mmol)、t-BuOK(337mg,3mmol)、CF3CO2K(342mg,2.25mmol)、CaO(168mg,3mmol)和甲苯(2mL)，氮气氛下封好反应管，140℃下加热3小时后停止加热，待反应冷却后加入乙酸乙酯，水洗除去盐、碱等杂质，饱和氯化钠洗，硫酸钠干燥，过滤，旋转蒸发仪旋除溶剂，反应物经过硅胶柱层析纯化(石油醚)得到231mg 2a(无色液体，产率83％)，其核磁、质谱和色谱鉴定数据见图1至图3，所涉及的反应如下所示。
Figure BDA0003256927400000161
实施例3
在15mL耐压反应管中加入醇1b(222mg,1mmol)、t-BuOK(337mg,3mmol)、CF3CO2K(342mg,2.25mmol)、CaO(168mg,3mmol)和甲苯(2mL)，氮气氛下封好反应管，140℃下加热3小时后停止加热，待反应冷却后加入乙酸乙酯，水洗除去盐、碱等杂质，饱和氯化钠洗，硫酸钠干燥，过滤，旋转蒸发仪旋除溶剂，反应物经过硅胶柱层析纯化(石油醚)得到127mg 2b(无色液体，产率62％)，所涉及的反应如下所示。
Figure BDA0003256927400000162
实施例4
在15mL耐压反应管中加入醇1c(631mg,1mmol)、t-BuOK(337mg,3mmol)、CF3CO2K(342mg,2.25mmol)、CaO(168mg,3mmol)和甲苯(2mL)，氮气氛下封好反应管，140℃下加热3小时后停止加热，待反应冷却后加入乙酸乙酯，水洗除去盐、碱等杂质，饱和氯化钠洗，硫酸钠干燥，过滤，旋转蒸发仪旋除溶剂，反应物经过硅胶柱层析纯化(石油醚)得到245mg 2c(无色液体，产率40％)，所涉及的反应如下所示。
Figure BDA0003256927400000163
实施例5
在350mL耐压反应瓶中加入醇1a(8.91g,30mmol)、t-BuOK(10.11g,90mmol)、CF3CO2K(10.26g,67.5mmol)、CaO(5.04g,90mmol)和甲苯(50mL)，氮气氛下封好反应管，140℃下加热3小时后停止加热，待反应冷却后加入乙酸乙酯，水洗除去盐、碱等杂质，饱和氯化钠洗，硫酸钠干燥，过滤，旋转蒸发仪旋除溶剂，反应物经过硅胶柱层析纯化(石油醚)得到6.2g 2a(无色液体，产率74％)，所涉及的反应如下所示。
Figure BDA0003256927400000171
实施例6
在15mL耐压反应管中加入醇1a(297mg,1mmol)、t-BuOK(337mg,3mmol)、CF3CO2K(342mg,2.25mmol)、CaO(168mg,3mmol)和石油醚(2mL)，氮气氛下封好反应管，140℃下加热3小时后停止加热，待反应冷却后加入乙酸乙酯，水洗除去盐、碱等杂质，饱和氯化钠洗，硫酸钠干燥，过滤，旋转蒸发仪旋除溶剂，反应物经过硅胶柱层析纯化(石油醚)得到209mg 2a(无色液体，产率75％)，所涉及的反应如下所示。
Figure BDA0003256927400000172
实施例7
在350mL耐压反应管中加入醇1a(8.91g,30mmol)、t-BuOK(10.11g,90mmol)、CF3CO2K(10.26g,67.5mmol)、CaO(5.04g,90mmol)和甲苯(50mL)，氮气氛下封好反应管，140℃下加热3小时后停止加热，待反应冷却后加入乙酸乙酯，水洗除去盐、碱等杂质(100mL×3)，饱和氯化钠洗，硫酸钠干燥，过滤，旋转蒸发仪旋除溶剂，加热(50℃)下油泵真空下除去残留溶剂得到7.02g2a(无色液体，产率84％)。1H NMR图如图4所示。核磁显示直接通过水洗可以直接得到纯度较高的产物。
实施例8
在350mL耐压反应瓶中加入醇1a(8.91g,30mmol)、t-BuOK(10.11g,90mmol)、CF3CO2K(10.26g,67.5mmol)、CaO(5.04g,90mmol)和甲苯(50mL)，氮气氛下封好反应管，140℃下加热3小时后停止加热，待反应冷却后加入乙酸乙酯，水洗除去盐、碱等杂质，饱和氯化钠洗，硫酸钠干燥，过滤，旋转蒸发仪旋除溶剂，反应物经过分子短程蒸馏得到5.9g 2a(无色液体，产率71％)。
实施例9
在350mL耐压反应瓶中加入醇1a(8.91g,30mmol)、t-BuOK(10.11g,90mmol)、CF3CO2K(10.26g,67.5mmol)、CaO(5.04g,90mmol)和甲苯(50mL)，氮气氛下封好反应管，140℃下加热3小时后停止加热，待反应冷却后加入乙酸乙酯，水洗除去盐、碱等杂质，饱和氯化钠洗，硫酸钠干燥，过滤，旋转蒸发仪旋除溶剂，反应物经过常规高真空蒸馏得到4.5g 2a(无色液体，产率54％)，所涉及的反应如下所示。
Figure BDA0003256927400000181
实施例10
在15mL耐压反应管中加入醇1a(297mg,1mmol)、t-BuOK(337mg,3mmol)、CF3CO2K(342mg,2.25mmol)、丙酮缩二甲醇(312mg,3mmol)和甲苯(2mL)，氮气氛下封好反应管，140℃下加热3小时后停止加热，待反应冷却后加入乙酸乙酯，水洗除去盐、碱等杂质，饱和氯化钠洗，硫酸钠干燥，过滤，旋转蒸发仪旋除溶剂，反应物经过硅胶柱层析纯化(石油醚)得到245mg 2a(无色液体，产率88％)。
实施例11
在15mL耐压反应管中加入醇1d(182mg,1mmol)、t-BuOK(337mg,3mmol)、CF3CO2K(342mg,2.25mmol)、CaO(168mg,3mmol)和甲苯(2mL)，氮气氛下封好反应管，140℃下加热3小时后停止加热，待反应冷却后加入乙酸乙酯，水洗除去盐、碱等杂质，饱和氯化钠洗，硫酸钠干燥，过滤，旋转蒸发仪旋除溶剂，反应物经过硅胶柱层析纯化(石油醚)得到87mg 2d(无色液体，产率53％)，所涉及的反应如下所示。
Figure BDA0003256927400000191
实施例12
在15mL耐压反应管中加入醇1e(182mg,1mmol)、t-BuOK(337mg,3mmol)、CF3CO2K(342mg,2.25mmol)、CaO(168mg,3mmol)和甲苯(2mL)，氮气氛下封好反应管，140℃下加热3小时后停止加热，待反应冷却后加入乙酸乙酯，水洗除去盐、碱等杂质，饱和氯化钠洗，硫酸钠干燥，过滤，旋转蒸发仪旋除溶剂，反应物经过硅胶柱层析纯化(石油醚)得到112mg 2e(无色液体，产率61％)，所涉及的反应如下所示。
Figure BDA0003256927400000192
实施例13
在15mL耐压反应管中加入醇1f(136mg,1mmol)、t-BuOK(337mg,3mmol)、CF3CO2K(342mg,2.25mmol)、CaO(168mg,3mmol)和甲苯(2mL)，氮气氛下封好反应管，140℃下加热3小时后停止加热，待反应冷却后加入乙酸乙酯，水洗除去盐、碱等杂质，饱和氯化钠洗，硫酸钠干燥，过滤，旋转蒸发仪旋除溶剂，反应物经过硅胶柱层析纯化(石油醚)得到46mg 2f(无色液体，产率34％)，所涉及的反应如下所示。
Figure BDA0003256927400000201
实施例14
在15mL耐压反应管中加入醇1g(198mg,1mmol)、t-BuOK(337mg,3mmol)、CF3CO2K(342mg,2.25mmol)、丙酮缩二甲醇(312mg,3mmol)和甲苯(2mL)，氮气氛下封好反应管，100℃下加热6小时后停止加热，待反应冷却后加入乙酸乙酯，水洗除去盐、碱等杂质，饱和氯化钠洗，硫酸钠干燥，过滤，旋转蒸发仪旋除溶剂，反应物经过硅胶柱层析纯化(石油醚)得到54mg 2g(无色液体，产率30％)，所涉及的反应如下所示。
Figure BDA0003256927400000202
实施例15
在15mL耐压反应管中加入醇1h(196mg,1mmol)、t-BuOK(337mg,3mmol)、CF3CO2K(342mg,2.25mmol)、CaO(168mg,3mmol)和甲苯(2mL)，氮气氛下封好反应管，140℃下加热3小时后停止加热，待反应冷却后加入乙酸乙酯，水洗除去盐、碱等杂质，饱和氯化钠洗，硫酸钠干燥，过滤，旋转蒸发仪旋除溶剂，反应物经过硅胶柱层析纯化(石油醚)得到150mg 2h(无色液体，产率84％)，所涉及的反应如下所示。
Figure BDA0003256927400000211
实施例16
在15mL耐压反应管中加入醇1i(205mg,1mmol)、t-BuOK(337mg,3mmol)、CF3CO2K(342mg,2.25mmol)、CaO(168mg,3mmol)和甲苯(2mL)，氮气氛下封好反应管，140℃下加热3小时后停止加热，待反应冷却后加入乙酸乙酯，水洗除去盐、碱等杂质，饱和氯化钠洗，硫酸钠干燥，过滤，旋转蒸发仪旋除溶剂，反应物经过硅胶柱层析纯化(石油醚/EA＝30:1)得到140mg 2i(无色液体，产率75％)，所涉及的反应如下所示。
Figure BDA0003256927400000212
对比例1
按照如下反应和表2中的反应条件，在耐压反应管中加入1mmol烯丙醇类化合物、一定量的布朗斯特酸和溶剂，在氮气氛下封好反应管，再进行加热脱水反应，反应结束后冷却，然后加入乙酸乙酯，水洗除去盐、布朗斯特酸等杂质，饱和氯化钠洗，硫酸钠干燥，过滤，旋转蒸发仪旋除溶剂，反应物经过硅胶柱层析纯化(石油醚)，得到纯化后的产物，即反式消除E-产物、反式消除Z-产物和顺式消除产物的混合物，所得反式消除E-产物、反式消除Z-产物和顺式消除产物的产率如表2所示。本对比例所得纯化后的产物的部分1H NMR图如图5所示。
Figure BDA0003256927400000221
表2
Figure BDA0003256927400000222
Figure BDA0003256927400000231
本对比例利用布朗斯特酸催化脱水，能同时得到反式消除E-产物、反式消除Z-产物和顺式消除产物，说明区域和立体选择性都较差；而实施例利用碱性催化剂催化脱水，能得到顺式消除产物，而不能生成反式消除E-产物和反式消除Z-产物，说明区域和立体选择性都较好。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (15)

1.一种烯丙醇类化合物制备单一立体构型的共轭二烯的的方法，其特征在于，包括以下步骤：烯丙醇类化合物在碱性催化剂或碱性催化剂及除水剂存在下进行脱水反应，得到单一立体构型的共轭二烯化合物；其中，所述烯丙醇类化合物中的4-位是与羟基同侧的甲基、亚甲基或次甲基。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烯丙醇类化合物的结构如式Ⅰ所示，所述单一立体构型的共轭二烯化合物的结构如式Ⅱ所示，所述脱水反应在加热条件下进行；
Figure FDA0003256927390000011
其中，R1、R2、R3、R4、R5和R6各自独立地为氢、取代或非取代烷基、取代或非取代环烷基、取代或非取代杂环烷基、取代或非取代芳香基、取代或非取代杂芳香基、取代或非取代杂原子、取代或非取代的酰基、取代或非取代磺酰基、或者取代或非取代亚磺酰基，或者R1与R3或R4形成取代或非取代环烷基，或者R3和R4形成芳香基或萘基，或者R3或R4与R5或R6通过取代或非取代烷基连接。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述R1、R2、R3、R4、R5和/或R6表示的取代烷基为含烯基、芳基、杂芳基或卤原子的烷基；优选卤原子为氟。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碱性催化剂包括M的无机碱、有机碱中的至少一种，M为Li、Na、K、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Al中的一种元素，其中M的有机碱中与M连接的是氧、硫、氮中的至少一种元素；当M为Li、Na、K、Cs、Be、Sr、Ba或Al时，M的无机碱包括氧化物、硫化物、氢化物、氢氧化物、磷酸盐、单氟磷酸盐、次磷酸盐、焦磷酸盐、三聚磷酸盐、亚磷酸盐中的至少一种；当M为Mg时，M的无机碱包括硫化物、氢化物、氢氧化物、磷酸盐、单氟磷酸盐、次磷酸盐、焦磷酸盐、三聚磷酸盐、亚磷酸盐中的至少一种；当M为Ca时，M的无机碱包括硫化物、氢氧化物、磷酸盐、单氟磷酸盐、次磷酸盐、焦磷酸盐、三聚磷酸盐、亚磷酸盐中的至少一种。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述M为一价金属时，所述碱性催化剂的结构为M2O、M2S、M-R、M-OR、MSR、M3PO4、M2HPO4、M2PFO3、MPO2H2、M4P2O7、M5P3O10、M3(PO3)3、M-NRR’、RCO2M、
Figure FDA0003256927390000021
Figure FDA0003256927390000022
中的至少一种；当所述M为二价金属时，所述碱性催化剂的结构为MS、MO、M(OR)2中的至少一种；当所述M为三价金属时，所述碱性催化剂的结构为M(OR)3、M2O3中的至少一种；其中，R和R’各自独立地为氢、取代或非取代烷基、取代或非取代环烷基、取代或非取代杂环烷基、取代或非取代芳香基、取代或非取代杂芳香基、取代或非取代杂原子、取代或非取代的酰基、取代或非取代磺酰基、或者取代或非取代亚磺酰基，
Figure FDA0003256927390000023
表示通过有机或无机链接基团连接两个以上碱基团。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述R和/或R’表示的取代烷基或芳基为含烯基、芳基、杂芳基、含卤原子的烷基或芳基，优选地，所述R和/或R’表示的含卤原子的烷基或芳基中的卤原子各自独立地为氟或氯，更优选地，所述R和/或R’表示的含卤原子的烷基为部分或全部氟代烷基、或部分或全部氯代烷基；所述R和/或R’表示的取代或非取代杂原子为取代或非取代的硅原子或硼原子。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述碱性催化剂包括t-BuOK、t-BuONa、2,6-二叔丁基-4-甲级苯酚基钾、对甲基苯硫酚钾、邻苯二酚二钾、2-氨基苯酚钾、TsNHK、Ts(Ac)NK、Ts(Me)NK、Ts(Et)NK、Ts(Bn)NK、Ts(Ph)NK、(PhSO2)2NK、TsOK、酞酰亚胺钾、糖精钾、CsF、KF、KHF2、CF3CO2K、KBF4、KAlF4、KOAc、K2CO3、PhCO2K、t-BuCO2K、HCO2K、NH2SO3K、乙酰丙酮基钾、三氟乙酰氨基钾、丙二酸二钾、甘氨酸钾、乙酰基甘氨酸钾、草酸二钾、Ac(Me)NK、C2F5CO2K中的至少一种。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述除水剂为物理除水剂、化学除水剂中的至少一种。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述物理除水剂包括分子筛；所述化学除水剂包括无机物除水剂、有机物除水剂中的至少一种；所述无机物除水剂包括CaH2、CaO、MgO、B2O3、P2O5中的至少一种；所述有机物除水剂的结构为
Figure FDA0003256927390000031
中的至少一种，其中，L1和L2各自独立地为氢、取代或非取代烷基、取代或非取代环烷基、取代或非取代芳基，L3和L4各自为取代或非取代烷基、取代或非取代环烷基、取代或非取代芳基，
Figure FDA0003256927390000032
表示通过有机基团连接，n为1～3的整数。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述物理除水剂包括干燥过的
Figure FDA0003256927390000034
分子筛中的至少一种；所述有机物除水剂包括缩醛、缩酮、原酸酯、3,4-二氢-2H-吡喃中的至少一种。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述无机物除水剂为CaH2、CaO中的至少一种；所述有机物除水剂为以下结构中的至少一种：
Figure FDA0003256927390000033
12.如权利要求1-11任一项所述的方法，其特征在于，所述碱性催化剂为t-BuOK和CF3CO2K，所述除水剂为CaO、丙酮缩二甲醇中的至少一种；所述t-BuOK、CF3CO2K和除水剂的摩尔比为1-5:0.1-5:1-5。
13.如权利要求1-11任一项所述的方法，其特征在于，所述烯丙醇类化合物和所述碱性催化剂的摩尔比为1:0.5～50，所述烯丙醇类化合物和所述除水剂的摩尔比为1:0.5～50，所述脱水反应的温度为50～200℃，所述脱水反应的时间为1-24小时。
14.如权利要求1-11任一项所述的方法，其特征在于，所述反应在溶剂中进行，所述溶剂为NMP、DMA、DMF、DMSO、二氧六环、二氯甲烷、二氯乙烷、四氯化碳、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、丙苯、异丙苯、丁苯、叔丁基苯、氟苯、氯苯、溴苯、全氟苯、三氟甲苯、全氟甲苯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙醚、叔丁基甲醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、二氧六环、乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚、聚乙二醇、戊烷、环戊烷、己烷、环己烷、甲基环己烷、庚烷、辛烷、环辛烷、壬烷、癸烷、石油醚、2,2,3-三甲基戊烷、十二烷、溶剂汽油、溶剂煤油、溶剂石脑油、石蜡油、己烯、环己烯、乙腈、丙腈、己二腈、苯甲腈、水中的至少一种。
15.如权利要求1-11任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤：在脱水反应结束后进行纯化处理；所述纯化处理包括硅胶柱层析、分子短程蒸馏、真空蒸馏中的至少一种工艺，其中，硅胶柱层析所用洗脱剂展开剂为石油醚、戊烷、己烷、环己烷、庚烷、甲苯、苯中的至少一种；分子短程蒸馏的温度为80～180℃，真空蒸馏的压力为1～500Pa。
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