CN114829325A - 1,3-α-二烯(II)的官能化 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及特定1,3‑α‑二烯的(通过硼氢化)官能化。这些官能化的1,3‑α‑二烯是有机合成中(尤其是在类胡萝卜素、维生素A和/或维生素A衍生物的合成中)的重要中间体。

Description

1,3-α-二烯(II)的官能化
本发明涉及特定1,3-α-二烯的官能化。这些官能化的1,3-α-二烯是有机合成中(尤其是在类胡萝卜素、维生素A和/或维生素A衍生物的合成中)的重要中间体。
目的在于找到类胡萝卜素、维生素A和/或维生素A衍生物合成的中间体，以及找到一种简单有效的制备方法。
本发明涉及特定的1,3-α-二烯的官能化，其通过硼氢化之后氧化为相应醇来实现。
硼氢化是现有技术众所周知的反应。
获得的产物是一种末端醇，这种末端醇是有机合成中非常受到关注的中间体，特别是在类胡萝卜素、维生素A和维生素A衍生物的合成中。
因此，需要一种硼氢化方法，该方法允许制备以优异的产率制备特定且重要的末端醇。
因此，本发明涉及一种方法(P)，其中式(I)化合物与硼烷四氢呋喃络合物反应，并随后氧化成相应的醇，
Figure BDA0003705373670000011
其中R是
Figure BDA0003705373670000012
(其中星号表示连接键)。
得到的醇具有下式(II)
Figure BDA0003705373670000021
其中R具有与式(I)化合物相同的含义。
硼氢化可以在存在溶剂或不存在任何溶剂的情况下进行。在使用溶剂的情况下，溶剂需要是惰性的。通常使用THF或THF与至少一种其他惰性溶剂(例如环己烯)的混合物。
优选地，硼氢化在惰性溶剂中进行。
因此，本发明还涉及一种硼氢化方法(P1)，其为硼氢化方法(P)，其中所述方法在惰性溶剂中进行。
因此，本发明还涉及硼氢化方法(P1')，其为硼氢化方法(P1)，其中所述方法在THF和可选的(optionally)至少一种其它溶剂中进行。
优选的方法是，其中式(Ia)化合物用作起始材料
Figure BDA0003705373670000022
还优选的方法是，其中式(Ib)化合物用作起始材料
Figure BDA0003705373670000023
还优选的方法是，其中式(Ic)化合物的方法用作起始材料
Figure BDA0003705373670000024
因此，本发明还涉及一种硼氢化方法(P2)，其为硼氢化方法(P)、(P1)或(P1')，其中式(Ia)的化合物用作起始材料
Figure BDA0003705373670000031
因此，本发明还涉及一种硼氢化方法(P3)，其为硼氢化方法(P)、(P1)或(P1')，其中式(Ib)的化合物用作起始材料
Figure BDA0003705373670000032
因此，本发明还涉及一种硼氢化方法(P4)，其为硼氢化方法(P)、(P1)或(P1')，其中式(Ic)的化合物用作起始材料
Figure BDA0003705373670000033
此外，当式(Ib)化合物用作起始原料时，得到的醇是式(IIb)化合物，其是新的，
Figure BDA0003705373670000034
因此，本发明还涉及式(IIb)的化合物
Figure BDA0003705373670000041
本发明的方法中使用的原料可以通过通常已知的方法获得。
环-α-法呢烯(式(Ia)的化合物)可以通过文献已知的方法(Desai,Shailesh R.等人的Tetrahedron 1992,48(3),481-90)以52.5％的总产率制备。
这是根据以下方式完成的：
Figure BDA0003705373670000042
或者，可以使用市售的(2E)-2-甲基-4-(2,6,6-三甲基-1-环己烯-1-基)-2-丁烯醛通过维蒂希(Wittig)反应制备式(Ia)化合物：
Figure BDA0003705373670000043
式(Ib)化合物是任何现有技术均未知的，可以按如下方式制备：
Figure BDA0003705373670000051
式(IIIb)化合物也是一种新的化合物。
式(Ic)的化合物按如下方式制备(根据Synth.Commun.1990,20(4),523-533；J.Agric.Food Chem.2016,64,6809-6818)：
Figure BDA0003705373670000052
硼烷四氢呋喃络合物(BH3-THF络合物或硼烷-四氢呋喃)，其是市售可得的，将其以相对于式(I)化合物等摩尔(或略过量)添加到反应混合物中。优选地，硼烷四氢呋喃络合相对于式(I)的化合物略过量(1.1当量至2当量)添加。
因此，本发明还涉及硼氢化方法(P5)，其为硼氢化方法(P)、(P1)、(P1')、(P2)、(P3)或(P4)，其中硼烷四氢呋喃络合物以相对于式(I)化合物等摩尔的量添加到反应混合物中。
因此，本发明还涉及硼氢化方法(P5')，其为硼氢化方法(P)、(P1)、(P1')、(P2)、(P3)或(P4)，其中硼烷四氢呋喃络合物以相对于式(I)化合物略过量(1.1当量至2当量)添加。
硼氢化反应通常在-10℃至30℃的温度范围内进行。优选的是升高的温度(-5℃至25℃)。
因此，本发明还涉及硼氢化方法(P6)，其为硼氢化方法(P)、(P1)、(P1')、(P2)、(P3)、(P4)、(P5)或(P5')，其中所述方法在-10℃至30℃的温度范围内进行。
因此，本发明还涉及一种硼氢化方法(P6')，其为硼氢化方法(P6)，其中所述方法在-5℃至25℃的温度范围内进行。
此外，硼氢化反应可以在惰性气体气氛(通常是N2气)下进行。
因此，本发明还涉及硼氢化方法(P7)，其为硼氢化方法(P)、(P1)、(P1')、(P2)、(P3)、(P4)、(P5)、(P5')、(P6)或(P6')，其中所述方法在惰性气体气氛(通常为N2气)下进行。
为获得非常适用于有机合成中(特别是类胡萝卜素、维生素A和维生素A衍生物制备中)的中间体，硼氢化过程的反应产物(式(III)和式(III')的化合物)通过氧化裂解转化为醇。
氧化裂解根据众所周知的方法进行。通常且优选地，氧化裂解在过氧化氢和碱的存在下进行。
因此本发明还涉及一种硼氢化方法(P8)，其为硼氢化方法(P)、(P1)、(P1')、(P2)、(P3)、(P4)、(P5)、(P5')、(P6)或(P6')或(P7)，其中在第二步中，反应产物在过氧化氢和碱的存在下通过氧化裂解转化为醇。
下面的实施例旨在说明本发明。所有份数均与重量相关，温度以℃为单位。
实施例
实施例1：
在惰性气体气氛下，向25-ml烧瓶中，将硼烷四氢呋喃络合物(1M,1.666ml,1.666mmol)冷却至0℃。在5分钟内加入环己烯(0.169ml,1.666mmol)的无水THF(4.00ml)溶液。10分钟后，得到浑浊的白色反应混合物，并在0℃下继续搅拌1小时。然后，加入环-β-法呢烯(式(Ia)化合物)(200mg，0.833mmol)的无水THF(2.00ml)溶液。使反应混合物升温至室温并通过HPLC监测。1小时15分钟后观察到完全转化。随后加入氢氧化钠(5.00ml,9.99mmol)和过氧化氢(30％,0.595ml,5.83mmol)，并继续搅拌1小时。然后，将反应混合物用乙醚(20ml)稀释，转移到分液漏斗中并用去离子水洗涤。分层，且有机层用盐水洗涤。水层用乙醚再萃取。合并的有机层用硫酸镁干燥，过滤并减压蒸发。得到粗产物(式(IIa)化合物)，其为无色油状物(263mg，qNMR含量：56.4wt％，100％转化率，80.0％产率)。
实施例2：
在惰性气体气氛下，向25-ml烧瓶中，将硼烷四氢呋喃络合物(1M,1.869ml,1.869mmol)冷却至0℃。在5分钟内加入环己烯(0.190ml,1.869mmol)的无水THF(4.50ml)溶液。10分钟后，得到浑浊的白色反应混合物并在0℃下继续搅拌1小时。然后，加入α-法呢烯(式(Ic)化合物)(200mg，0.935mmol)的无水THF(2.25ml)溶液。使反应混合物升温至室温。2.5小时后，随后加入氢氧化钠(5.61ml，11.22mmol)和过氧化氢(30％，0.668ml，6.54mmol)，再继续搅拌1小时。然后，将反应混合物用乙醚(20ml)稀释，转移到分液漏斗中并用去离子水洗涤。分层，且有机层用盐水洗涤。水层用乙醚再萃取。合并的有机层用硫酸镁干燥，过滤并减压蒸发。得到粗产物(式(IIc)化合物)，其为无色油状物(416mg，qNMR含量：42.0wt％，91.9％转化率，84.0％产率)。
实施例3：
在惰性气体气氛下，向25-ml烧瓶中，将硼烷四氢呋喃络合物(1M,2.433ml,2.433mmol)冷却至0℃。在5分钟内加入环己烯(0.345ml,3.41mmol)的无水THF(6.25ml)溶液。15分钟后，得到浑浊的白色反应混合物，在0℃下继续搅拌1小时。然后，加入1,3-二烯(化合物或式(Ib))(500mg，1.703mmol)的无水THF(2.50ml)溶液。使反应混合物升温至室温。1.5小时后，随后加入氢氧化钠(5.11ml，10.22mmol)和过氧化氢(30％，0.609ml，5.96mmol)，再继续搅拌1小时。然后，将反应混合物用乙醚(20ml)稀释，转移到分液漏斗中并用去离子水洗涤。分层，且有机层用盐水洗涤。水层用乙醚再萃取。合并的有机层用硫酸镁干燥，过滤并减压蒸发。得到粗产物(式(IIb)化合物)，其为无色油状物(892mg，qNMR含量：36.4wt％，90.3％转化率，66.4％产率)。

Claims (13)

1.一种方法，其中式(I)化合物与硼烷四氢呋喃络合物反应，之后氧化成相应的醇，
Figure FDA0003705373660000011
其中R是
Figure FDA0003705373660000012
(其中星号表示连接键)。
2.根据权利要求1的方法，其中所述方法在惰性溶剂中进行。
3.根据权利要求1的方法，其中上所述方法在THF和可选的至少一种其它溶剂中进行。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中式(Ia)化合物用作起始材料，
Figure FDA0003705373660000013
5.根据前述权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，式(Ib)化合物用作起始材料
Figure FDA0003705373660000014
6.根据前述权利要求1-3中任一项所述的方法，其中式(Ic)化合物用作起始材料
Figure FDA0003705373660000021
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将硼烷四氢呋喃络合物以相对于所述式(I)化合物的等摩尔量添加到所述反应混合物中。
8.根据前述权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述硼烷四氢呋喃络合物相对于所述式(I)化合物略过量(1.1当量至2当量)添加。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法在-10℃至30℃的温度范围内进行。
10.根据前述权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述方法在-5℃至25℃的温度范围内进行。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述方法在惰性气体气氛(通常为N2气)下进行。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在第二步中，反应混合物在过氧化氢和碱的存在下通过氧化裂解转化为醇。
13.式(IIb)化合物
Figure FDA0003705373660000022
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