CN114989035A - 硫酰氟促进的β-二酮向炔烃转化的反应方法 - Google Patents

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Abstract

本案涉及一种硫酰氟促进的β‑二酮向炔烃转化的反应方法，以式1)所示的β‑二酮类化合物为原料，与硫酰氟、碱、溶剂混合，在20～80℃下反应2‑12小时，分离纯化，得到式2)所示炔烃化合物；
Figure DDA0003738170210000011
式1)；
Figure DDA0003738170210000012
式2)；其中，R1和R2分别独立地为苯基、取代苯基、烷基、氢原子、氨基或酯基。本发明开发了硫酰氟作为硫氟交换点击化学试剂的新功能，成功实现了在温和条件下羰基化合物向炔烃的转化；且合成方法简单高效，得到的炔烃底物种类丰富，产率高。

Description

硫酰氟促进的β-二酮向炔烃转化的反应方法
技术领域
本发明涉及有机化学合成技术领域，特别涉及一种硫酰氟促进的β-二酮向炔烃转化的反应方法。
背景技术
2014年，Sharpless教授提出并成功实现了一类新型的点击化学，即六价硫氟交换化学(Sulfur(VI)Fluoride Exchange，SuFEx)。六价硫氟键(SVI-F)具有很高的化学稳定性，但在特定条件的活化下又可通过亲核取代发生脱氟反应，六价硫氟交换点击化学利用六价硫氟(SVI-F)官能团这一特殊的稳定性与反应性相结合的特性，通过乙烯基磺酰氟(ESF)、硫酰氟(SO2F2)、四氟氧硫(SOF4)等六价含氟硫砌块与酚或胺等亲核试剂反应得到硫氟交换底物，进而实现极其高效的化学键转化和链接，被称为新一代点击化学，成为当前氟化学研究的新热点。该类反应可以在氧气和湿溶剂中进行，不受自由基影响，不产生自由基，具有良好的热稳定性和紫外线稳定性，只需要简单的合成就可以得到高度稳定的硫氟交换反应前体，一定程度上解决了经典点击化学反应的许多问题。因此硫氟交换点击化学已在材料化学、药物化学和生物化学等领域展现出巨大的应用价值。
炔烃由于其结构的优越性，普遍存在于医药、农药、天然产品、催化剂结构、配体和材料中，广泛应用于有机化学、燃料科学与技术、材料科学、化学生物学和药物发现等领域。炔烃还参与大量重要的化学转化，如“点击”反应、Sonogashira偶联、Glaser偶联、Pauson-Khand羰基化反应、复分解反应、环加成反应、氨基化反应等，在天然产物合成中发挥关键作用。因此，开发新的、实用的构造炔烃化合物的方法是非常重要的。迄今为止，已报道了许多方法，例如：Corey-Fuchs、Wittig/Horner-Emmons、Gilbert-Seyferth反应以及其他炔烃的结构修饰。醇是一种制备炔烃化合物的常见原料，传统方法中，醇类化合物必须先氧化成醛或酮，然后再转化成炔，反应条件苛刻。因此，需要开发处在不含过渡金属的温和条件下，实现炔烃合成的反应方法。
发明内容
针对现有技术中的不足之处，本发明旨在开发硫酰氟作为硫氟交换点击化学试剂的新功能，实现羰基化合物向炔烃的转化；且合成方法简单高效，得到的炔烃底物种类丰富，产率高。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种硫酰氟促进的β-二酮向炔烃转化的反应方法，以式1)所示的β-二酮类化合物为原料，与硫酰氟、碱、溶剂混合，在20～80℃下反应2-12小时，分离纯化，得到式2)所示炔烃化合物；
Figure BDA0003738170200000021
其中，R1和R2分别独立地为苯基、取代苯基、烷基、氢原子、氨基或酯基。
进一步地，所述的碱为DBU、DBN、DIPEA、KF、Cs2CO3、Na2CO3或K2CO3。
进一步地，所述反应溶剂为DMF、DMSO、THF、乙腈、1，4-二氧六环或DCM。
进一步地，所述β-二酮类化合物与碱的摩尔比为1:3～5；所述β-二酮类化合物在溶剂中的浓度为0.05M～0.2M。
本发明中以β-二酮和硫酰氟为原料制备炔烃化合物的合成通式如式3。
Figure BDA0003738170200000031
本反应的实验机理推测如下：β-二酮在碱性条件下发生烯醇化，得到烯醇中间体1，随后，在硫酰氟作用下，烯醇中的醇羟基转化成相应的氟磺酸酯2，在碱作用下，中间体2离去氟磺酸得到相应的炔烃化合物II。
Figure BDA0003738170200000032
本发明的有益效果是：本发明开发了硫酰氟作为硫氟交换点击化学试剂的新功能，成功实现了在温和条件下羰基化合物向炔烃的转化；且合成方法简单高效，得到的炔烃底物种类丰富，产率高。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1：
Figure BDA0003738170200000033
向10mL反应管中加入191mg N,N-二甲基-3-氧代-3-苯基丙酰胺(1.0mmol)，DBU(4.0mmol)，7.5mL DMSO，充满硫酰氟气体的气球以长针头的形式向液面下鼓气。反应体系在室温条件下反应3小时。当碱为DBU时，通过高效液相色谱检测产率(以纯品原料和产物为内标)，通过薄层层析板检测反应进程，反应结束后，使用旋转蒸发仪旋干，残余物用硅胶柱层析纯化，洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝5：1，即得N,N-二甲基-3-丙基丙炔酰胺(168mg,97％)。1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.53(d,J＝7.3Hz,2H),7.40(t,J＝7.2Hz,1H),7.35(t,J＝7.2Hz,2H),3.28(s,3H),3.02(s,3H).
其中碱为DBN时，产率2％；碱为DIPEA时，产率<1％；碱为KF时，产率<1％；碱为Cs2CO3时，产率90％；碱为Na2CO3时，产率34％；碱为K2CO3时，产率75％。
实施例2：
同实施例1，当将反应溶剂替换为DMF时产率59％，当为其余溶剂时，产率小于30％。
实施例3:
Figure BDA0003738170200000041
向10mL反应管中加入221mg 3-(4-甲氧基苯基)-N,N-二甲基-3-氧代丙酰胺(1.0mmol)，608mg DBU(4.0mmol)，7.5mL DMSO，充满硫酰氟气体的气球以长针头的形式向液面下鼓气。反应体系在室温条件下反应3小时。通过薄层层析板检测反应进程，反应结束后，使用旋转蒸发仪旋干，残余物用硅胶柱层析纯化，洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝10：1，即得3-(4-甲氧基苯基)-N,N-二甲基丙基丙炔酰胺(183mg,90％)。1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.47(d,J＝8.8Hz,2H),6.85(d,J＝8.9Hz,2H),3.81(s,3H),3.26(s,3H),3.00(s,3H).
实施例4:
Figure BDA0003738170200000051
向10mL反应管中加入197mg N,N-二甲基-3-氧代-3-噻吩丙酰胺(1.0mmol)，608mgDBU(4.0mmol)，7.5mL DMSO，充满硫酰氟气体的气球以长针头的形式向液面下鼓气。反应体系在室温条件下反应3小时。通过薄层层析板检测反应进程，反应结束后，使用旋转蒸发仪旋干，残余物用硅胶柱层析纯化，洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝5：1，即得N,N-二甲基-3-噻吩丙炔酰胺(158mg,88％)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.42(d,J＝7.2Hz,1H),7.16(d,J＝7.3Hz,1H),6.83(t,J＝7.3Hz,1H),3.27(s,3H),3.01(s,3H).
实施例5:
Figure BDA0003738170200000052
向10mL反应管中加入343mg N,N-二苄基-3-氧代-3-苯基丙酰胺(1.0mmol)，608mgDBU(4.0mmol)，7.5mL DMSO，充满硫酰氟气体的气球以长针头的形式向液面下鼓气。反应体系在室温条件下反应3小时。通过薄层层析板检测反应进程，反应结束后，使用旋转蒸发仪旋干，残余物用硅胶柱层析纯化，洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝10：1，即得N,N-二苄基-3-苯基丙炔酰胺(299mg,92％)。1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.53-7.52(m,2H),7.43-7.31(m,11H),7.29-7.27(m,2H),4.78(s,2H),4.59(s,2H).
实施例6：
Figure BDA0003738170200000053
向10mL反应管中加入224mg 1,3-二苯基丙烷-1,3-二酮(1.0mmol)，608mg DBU(4.0mmol)，7.5mL DMSO，充满硫酰氟气体的气球以长针头的形式向液面下鼓气。反应体系在室温条件下反应3小时。通过薄层层析板检测反应进程，反应结束后，使用旋转蒸发仪旋干，残余物用硅胶柱层析纯化，洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝10：1，即得1,3-二苯-2-炔丙基-1-酮(171mg,83％)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.25-8.22(m,2H),7.71-7.69(m,2H),7.66-7.62(m,1H),7.54-7.47(m,3H),7.45-7.41(m,2H).
实施例7：
Figure BDA0003738170200000061
向10mL反应管中加入212mg甲基-3-(4-氯苯基)-3-氧代丙酸(1.0mmol)，608mgDBU(4.0mmol)，7.5mL DMSO，充满硫酰氟气体的气球以长针头的形式向液面下鼓气。反应体系在室温条件下反应3小时。通过薄层层析板检测反应进程，反应结束后，使用旋转蒸发仪旋干，残余物用硅胶柱层析纯化，洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝10：1，即得甲基-3-(4-氯苯基)丙炔酸(165mg,85％)。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.50-7.54(m,2H),7.34-7.39(m,2H),3.84(s,3H)。
本发明设计的合成方法能够运用硫酰氟气体作为高效硫氟交换试剂实现β-二羰基化合物的炔基化反应。本发明制备方法原料易得、反应条件温和、产率高、经济环保、操作简单，为炔烃化合物的合成提供新的路径。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (4)

1.一种硫酰氟促进的β-二酮向炔烃转化的反应方法，其特征在于，以式1)所示的β-二酮类化合物为原料，与硫酰氟、碱、溶剂混合，在20～80℃下反应2-12小时，分离纯化，得到式2)所示炔烃化合物；
Figure FDA0003738170190000011
其中，R1和R2分别独立地为苯基、取代苯基、烷基、氢原子、氨基或酯基。
2.如权利要求1所述的硫酰氟促进的β-二酮向炔烃转化的反应方法，其特征在于，所述的碱为DBU、DBN、DIPEA、KF、Cs2CO3、Na2CO3或K2CO3。
3.如权利要求1所述的硫酰氟促进的β-二酮向炔烃转化的反应方法，其特征在于，所述反应溶剂为DMF、DMSO、THF、乙腈、1，4-二氧六环或DCM。
4.如权利要求1所述的硫酰氟促进的β-二酮向炔烃转化的反应方法，其特征在于，所述β-二酮类化合物与碱的摩尔比为1:3～5；所述β-二酮类化合物在溶剂中的浓度为0.05M～0.2M。
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