CN114890879A - 一种β-二羰基化合物的单溴代方法 - Google Patents

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赵国栋
雷海民
戚蕊
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Abstract

本发明涉及绿色化学和有机合成技术领域，具体涉及一种新的制备单溴代β‑二羰基化合物的绿色方法。在室温、敞口、中性的条件下，反应原料为具有不同官能团的β‑二羰基化合物，溴源为MBrx(M为Fe2+、Fe3+、Ce3+等，x为2‑3)，氧化剂为H2O2。本发明特点在于反应条件温和，绿色安全，操作步骤简洁且原子利用率高。通过使用市面上易获得的试剂(如FeBr2、CeB3和H2O2)和溶剂进行溴代反应，具有良好的应用前景。

Description

一种β-二羰基化合物的单溴代方法
技术领域
本发明涉及绿色化学和有机合成技术领域，具体涉及一种新的制备单溴代β-二羰基化合物的绿色方法。
背景技术
有机溴化物是重要的有机合成中间体，在工业生产及药物化学领域中具有广泛的应用。目前，制备溴化物的典型方法包括使用Br2，N-溴代丁二酰亚胺(NBS)和卤化盐，但这些氧化剂普遍存在环境不友好，原子利用率低，纯化步骤繁琐等缺点。β-二羰基化合物由于含有两个吸电子羰基，其亚甲基化学性质活泼，是重要的化工合成原料。因此，溴代β-二羰基化合物具有广泛的应用前景，开发一种安全、绿色、易制备且原子利用率高的方法制备单溴代β-二羰基化合物及其衍生物的新方法十分有意义。
发明内容
本发明的目的在于开发一种高效、绿色的溴代方法，用于制备溴代β-二羰基化合物及其衍生物。
本发明采用的技术方案为：
一种β-二羰基化合物的单溴代方法：
以β-二羰基化合物为原料，MBrx(M为Fe2+、Fe3+、Ce3+等，x为2-3)为溴化物，H2O2为氧化剂，在室温、敞口的条件下一步生成溴代β-二羰基化合物。
含有不同官能团的β-二羰基化合物为反应原料，如下式，R1、R2可为烷烃、烯烃、炔烃、脂环烃、芳烃、酯、呋喃、噻吩、吡啶、吡咯等不同官能团以及常用的保护基团包括TIPS、TBS、Bn、Ac、Bz、Piv和Boc等。
Figure RE-GSB0000199591960000011
所述溴化剂为FeBr2、CeBr3、FeBr3、CeBr4以及FeSO4-KBr、FeCl2-KBr、FeCl3-KBr、Ce(NO3)3-KBr、CeCl3-KBr等，金属(Fe2+、Fe3+、Ce3+、Ce4+)和溴化物的组合中的任意一种。
反应所用的溶剂为四氢呋喃、二氯甲烷、乙腈、叔丁醇、1，4-二氧六环、乙二醇二甲醚以及其它有机溶剂。
具体操作时，提供一种方案：将β-二羰基化合物、溴化物如CeBr3(0.33-2eq)、H2O2水溶液(30wt％，1-5eq)加入反应溶液如THF中，在室温、敞口的条件下搅拌0.25-2h。用稀释的Na2S2O3溶液(0.1M)淬灭已经结束的反应，并用乙酸乙酯等有机溶剂分多次萃取，过滤，减压浓缩，即可得目标产物。
本发明的有益效果：
本发明与现有方法相比具有以下优点和效果：
本发明实现了单溴代β-二羰基化合物的绿色合成，以MBrx类化合物为溴源、H2O2为氧化剂，能够广泛、大量合成具有多种官能团的单溴代β-二羰基化合物。由MBrx-H2O2生成HOBr，FeBr2、CeBr3等MBrx类化合物提供的溴源转化为溴正离子，进攻β-二羰基化合物活泼的亚甲基，一步快速生成单溴化物。本发明无需强氧化剂和强酸，使用市面上易购买的试剂(如FeBr2、CeBr3和H2O2等)和常见的有机溶剂进行溴代反应，对环境友好，步骤简洁，反应条件温和，较为安全且无需进一步提取分离产物，比以前所有的方法更具优势，有望在有机合成和工业生产中得到广泛应用。
附图说明
图1和图2是实施例的1H-NMR和13C-NMR谱图
具体实施方式
以下实施例中的1H-NMR谱在室温条件下测定，记录在400MHz光谱仪上，1H-NMR 为400MHz，13C-NMR为100MHz，光谱仪来自布鲁克公司。
下面用具体实施方案详述本发明，但本发明实施不局限于该实施例：
实施例
Figure BSA0000267434470000021
将1(0.45mmol，0.1g)溶于THF(2ml)中，向二者混合物中加入CeBr3(0.18mmol，0.068 g)，H2O2水溶液(30wt％，0.68mmol，68.95μl)，在室温下搅拌反应0.5-3h。反应完成后用 Na2S2O3溶液(0.1M，0.33ml)淬灭反应，用乙酸乙酯(20ml)萃取。收集有机相，水相用乙酸乙酯(2×10ml)萃取。合并有机相后依次用水洗，无水硫酸钠干燥，过滤，减压浓缩，即可得目标产物2(产率：94％)。该化合物的表征数据如下：1H-NMR(400MHz，CDCl3)δ8.02-7.96 (m，4H)，7.64-7.55(m，2H)，7.47(t，J＝7.8Hz，4H)，6.56(s，1H).13C-NMR(100MHz，CDCl3)δ189.0，134.3，133.8，129.3，129.0，52.7。

Claims (7)

1.一种β-二羰基化合物的单溴代方法。其特征在于，所述方法包括：在室温、敞口、中性条件下，原料为具不同官能团的β-二羰基化合物，如下式。其中R1、R2可为烷烃、烯烃、炔烃、脂环烃、富电子芳烃、酯基等常见官能团或呋喃、噻吩、吡啶、吡咯以及其他杂环等不同取代基，也可为常用的保护基团包括TIPS、TBS、Bn、Ac、Bz、Piv和Boc等，以MBrx(M为Fe2+、Fe3+、Ce3 +、Ce4+，x为2-3)为溴源，H2O2为氧化剂，生成溴代β-二羰基化合物。
Figure RE-FSB0000199591950000011
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所用溴源为FeBr2、CeBr3、FeBr3、CeBr4以及FeSO4-KBr、FeCl2-KBr、FeCl3-KBr、Ce(NO3)3-KBr、CeCl3-KBr等。金属(Fe2+、Fe3+、Ce3+、Ce4+)和溴化物的组合中的任意一种，溴化源与β-二羰基化合物的摩尔比为0.33-2∶1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：反应于溶剂中进行，所用溶剂为四氢呋喃、二氯甲烷、乙腈、叔丁醇、1，4-二氧六环、乙二醇二甲醚以及其它有机溶剂。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：H2O2为氧化剂，H2O2与β-二羰基化合物的摩尔比为1-5∶1；较佳双氧水与底物的摩尔比为1.5-3∶1。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：反应温度为室温；反应在敞口条件下进行；反应在pH为中性条件下进行；较佳反应时间为0.25-2h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：具体操作时，将β-二羰基化合物溶于反应溶剂中，加入溴源，再和H2O2水溶液(30wt％)，在室温下搅拌反应0.25-2h，生成溴代β-二羰基化合物。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述溴代反应反应完成后用稀释的Na2S2O3溶液(0.1M)淬灭，用乙酸乙酯或其他有机溶剂分多次萃取，过滤，减压浓缩，即可得目标产物。
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