CN115385877B - 一种二氢呋喃-2-酮化合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种二氢呋喃‑2‑酮化合物及其制备方法，化合物具有式I所示结构：其中，R1为‑H、卤素基团、甲氧基或甲基；R2,R3为烷基或氢；本发明的制备方法将N‑甲氧基‑3‑苯基丙酰胺、催化剂、甲醇和有机溶剂混合，进行合成反应，得到二氢呋喃‑2‑酮化合物，本发明提供的制备方法不使用贵金属，所需反应时间更短，反应条件温和；以N‑甲氧基‑3‑苯基丙酰胺作为原料，一步合成二氢呋喃‑2‑酮类化合物，方法简洁、快速、底物适用性广。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种二氢呋喃-2-酮化合物及其制备方法。
背景技术
二氢呋喃-2-酮是存在于自然界的一类重要杂环化合物, 许多药物或药物中间体中均含有二氢呋喃-2-酮单元。有研究表明：二氢呋喃-2-酮类衍生物具有抗肿瘤和抗细菌真菌等药理活性。如：卡泊芬净(Kalafungint)具有很好的抗真菌活性。
2020年，周其林课题组报道了采用铱催化合成二氢呋喃-2-酮（Iridium-Catalyzed Asymmetric Hydrogenation of γ- and δ-Ketoacids forEnantioselective Synthesis of γ- and δ-Lactones. Organic Letters 2020 22(3), 818-822），虽然反应高效，但是催化剂成本较高、反应时间长，基于上述因素特别研发了一种二氢呋喃-2-酮化合物及其制备方法，相对于传统的贵金属法具有成本优势，且反应时间短，简洁高效、反应条件温和。
发明内容
本本发明的目的在于提供一种二氢呋喃-2-酮化合物及其制备方法，其制备方法相对于传统的贵金属法具有成本优势，该方法以N-甲氧基-3-苯基丙酰胺作为原料，一步合成二氢呋喃-2-酮类化合物，方法简洁、快速、底物适用性广。
本发明的目的是通过下述技术方案予以实现：一种二氢呋喃-2-酮化合物，化合物具有式I所示结构：
式I；
其中，R1为-H、卤素基团、甲氧基或甲基；R2, R3为烷基或氢。
进一步地，所述卤素基团包括-F、-Cl或-Br。
进一步地，包括以下步骤：
将N-甲氧基-3-苯基丙酰胺、催化剂、甲醇和有机溶剂混合，进行合成反应，得到二氢呋喃-2-酮化合物,所述N-甲氧基-3-苯基丙酰胺有式II所示结构；
式II。
进一步地，所述N-甲氧基-3-苯基丙酰胺为N-甲氧基-3-苯基丙酰胺、N-(4-甲氧基苯基)-3-苯基丙酰胺或N-新戊酰氧基-3-苯基丙酰胺。
进一步地，所述有机溶剂为1,2-二氯乙烷、1,4二氧六环或四氢呋喃。
进一步地，所述催化剂为氯化亚铁或氯化铁；
所述N-甲氧基-3-苯基丙酰胺与催化剂的摩尔百分比为20-40%。
进一步地，所述合成反应的温度为70-80℃，所述合成反应的时间为10-12h。
一种二氢呋喃-2-酮的制备方法，具体地：将N-甲氧基-3-苯基丙酰胺1b，0.10 M、氯化亚铁 40 mol%及甲醇1eq, 0.10 M加入到1,4二氧六环中混合，将所得反应溶液在氮气与光照条件下加热到70℃，进行合成反应10h，将所得反应液过滤，将所得滤液柱层析分离，得到:5-苯基二氢呋喃-2(3H)-酮（4b）,分离收率为78%；
合成反应方程式如下：
。
一种二氢呋喃-2-酮的制备方法，具体地：将N-甲氧基-2，2-二甲基-3-苯基丙酰胺1a，0.10 M、氯化亚铁 40 mol%及甲醇1eq, 0.10 M加入到1,4二氧六环中混合，将所得反应溶液在氮气与光照条件下加热到70℃，进行合成反应10 h，将所得反应液过滤，将所得滤液柱层析分离，得到3，3-二甲基-5-苯基二氢呋喃-2(3H)-酮（4a），分离收率为69%；
合成反应方程式如下：
。
一种二氢呋喃-2-酮的制备方法，将N-甲氧基-3-(对甲苯基)丙酰胺1f，0.10 M、氯化亚铁 40 mol%及甲醇1eq, 0.10 M加入到1,4二氧六环中混合，将所得反应溶液在氮气与光照条件下加热到70℃，进行合成反应10 h，将所得反应液过滤，将所得滤液柱层析分离，得到5-(对甲苯基)二氢呋喃-2(3H)-酮（4f），分离收率为68%；
合成反应方程式如下：
。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了二氢呋喃-2-酮类化合物的制备方法，该方法不使用贵金属，反应条件简单且温和；
本发明所述方法以简单易得的N-甲氧基-3-苯基丙酰胺为原料，一步合成二氢呋喃-2-酮类化合物，方法简洁、快速、底物适用性广。
附图说明
图1为二氢呋喃-2-酮结构示意图；
图2为合成反应方程式。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
结合图1-2具体对本发明做进一步阐述，一种二氢呋喃-2-酮化合物，化合物具有式I所示结构：
式I；
其中，R1为-H、卤素基团、甲氧基或甲基；R2, R3为烷基或氢。
本发明进一步优选的技术方案是，所述烷基为甲基、乙基。
本发明进一步优选的技术方案是，所述卤素基团包括-F、-Cl或-Br。
本发明进一步优选的技术方案是，包括以下步骤：
将N-甲氧基-3-苯基丙酰胺、催化剂、甲醇和有机溶剂混合，进行合成反应，得到二氢呋喃-2-酮化合物,所述N-甲氧基-3-苯基丙酰胺有式II所示结构；
式II。
本发明进一步优选的技术方案是，所述N-甲氧基-3-苯基丙酰胺为N-甲氧基-3-苯基丙酰胺、N-(4-甲氧基苯基)-3-苯基丙酰胺或N-新戊酰氧基-3-苯基丙酰胺。
本发明进一步优选的技术方案是，所述有机溶剂为1,2-二氯乙烷、1,4二氧六环或四氢呋喃。
本发明进一步优选的技术方案是，所述催化剂为氯化亚铁或氯化铁；
所述N-甲氧基-3-苯基丙酰胺与催化剂的摩尔百分比为20-40%。
本发明进一步优选的技术方案是，所述合成反应的温度70- 80℃，所述合成反应的时间为10-12h。
本发明优选将所得反应液过滤，然后将所得滤液进行柱层析分离，得到二氢呋喃-2-酮类化合物。
本发明对所述过滤和柱层析分离的具体方式和条件没有特殊的限定，选用本领域技术人员熟知的方式和条件即可。
下面结合实施例对本发明提供的二氢呋喃-2-酮类化合物及其制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例
将N-甲氧基-2，2-二甲基-3-苯基丙酰胺（1a，0.10 M）、氯化亚铁 (40 mol%) 及甲醇（1eq, 0.10 M）加入到1,4二氧六环中混合，将所得反应溶液在氮气与光照条件下加热到70℃，进行合成反应10 h，将所得反应液过滤，将所得滤液柱层析分离，得到3，3-二甲基-5-苯基二氢呋喃-2(3H)-酮（4a）。分离收率为69%；
实施例1的合成反应方程式如下：
。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.43 – 7.26 (m, 5H), 5.42 (d, J = 6.5 Hz,1H), 2.51 – 2.43 (m, 1H), 2.05 (t, J = 11.3 Hz, 1H), 1.35 (s, 3H), 1.29 (s,3H). 13C{1H}NMR (101 MHz, CDCl3) δ 181.7, 139.5, 128.7, 128.3, 125.3, 77.6,46.0, 40.8, 24.9, 24.2. HRMS (ESI-TOF): ([M+H]+) calcd for C10H11O2+:191.1072; found: 191.1077。
实施例
将N-甲氧基-3-苯基丙酰胺（1b，0.10 M）、氯化亚铁 (40 mol%)及甲醇（1eq, 0.10M）加入到1,4二氧六环中混合，将所得反应溶液在氮气与光照条件下加热到70℃，进行合成反应10h，将所得反应液过滤，将所得滤液柱层析分离，得到:5-苯基二氢呋喃-2(3H)-酮（4b），分离收率为78%；
实施例2的合成反应方程式如下：
。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.39 – 7.30 (m, 5H), 5.49 (t, J=6.8 Hz,1H), 2.68 – 2.61 (m, 3H), 2.21 – 2.13 (m, 1H); 13C{1H}NMR (100 MHz, CDCl3) δ176.9, 139.3, 128.7, 128.4, 125.2, 81.2, 30.9, 28.9; HRMS (ESI-TOF): ([M+H]+)calcd for C10H11O2+: 163.0759; found: 163.0765。
实施例3
将N-甲氧基-3-(4-甲氧基苯基)丙酰胺（1c，0.10 M）、氯化亚铁 (40 mol%) 及甲醇（1eq, 0.10 M）加入到1,4二氧六环中混合，将所得反应溶液在氮气与光照条件下加热到70℃，进行合成反应10 h，将所得反应液过滤，将所得滤液柱层析分离，得到5-(4-甲氧基苯基)二氢呋喃-2(3H)-酮（4c），分离收率为61%；
实施例3的合成反应方程式如下：
。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.27 – 7.24 (m, 2H), 6.92 – 6.90 (m, 2H),5.47 – 5.45 (m, 1H), 3.81 (s, 3H), 2.66 – 2.59 (m, 3H), 2.21 – 2.16 (m, 1H);13C{1H}NMR (100 MHz, CDCl3) δ 176.9, 159.7, 131.1, 126.9, 114.1, 81.3, 55.3,30.9, 29.2; HRMS (ESI-TOF): ([M+H]+) calcd for C10H11O2+: 191.1072; found:191.1077。
实施例4
将3-(4-溴苯基)-N-甲氧基丙酰胺（1d，0.10 M）、氯化亚铁 (40 mol%)及甲醇（1eq, 0.10 M） 加入到1,4二氧六环中混合，将所得反应溶液在氮气与光照条件下加热到70℃，进行合成反应10 h，将所得反应液过滤，将所得滤液柱层析分离，得到5-(4-溴苯基)二氢呋喃-2(3H)-酮（4d），分离收率为60%；
实施例4的合成反应方程式如下：
。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.49 – 7.47 (m, 2H), 7.19 – 7.17 (m, 2H),5.42 – 5.40 (m, 1H), 2.62 – 2.59 (m, 3H), 2.14 – 2.08 (m, 1H). 13C{1H}NMR(CDCl3, 100 MHz) δ 176.6, 138.4, 131.9, 127.0, 122.3, 80.5, 30.9, 28.9; HRMS(ESI-TOF): ([M+H]+) calcd for C10H10BrO2+: 240.9864; found: 240.9869。
实施例
将3-(4-氯苯基)-N-甲氧基丙酰胺（1e，0.10 M）、氯化亚铁 (40 mol%)及甲醇（1eq, 0.10 M）加入到1,4二氧六环中混合，将所得反应溶液在氮气与光照条件下加热到70℃，进行合成反应10 h，将所得反应液过滤，将所得滤液柱层析分离，得到5-(4-氯苯基)二氢呋喃-2(3H)-酮（4e），分离收率为65%；
实施例5的合成反应方程式如下：
。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.35 – 7.33 (m, 2H), 7.26 – 7.24 (m, 2H),5.46 – 5.45 (m, 1H), 2.70 – 2.64 (m, 3H), 2.16 – 2.10 (m, 1H). 13C{1H}NMR(CDCl3, 101 MHz) δ 176.5, 137.9, 134.3, 129.0, 126.7, 80.4, 30.9, 28.9; HRMS(ESI-TOF): ([M+H]+) calcd for C10H9ClO2+: 197.0369; found: 197.0374。
实施例
将N-甲氧基-3-(对甲苯基)丙酰胺（1f，0.10 M）、氯化亚铁 (40 mol%)及甲醇（1eq, 0.10 M）加入到1,4二氧六环中混合，将所得反应溶液在氮气与光照条件下加热到70℃，进行合成反应10 h，将所得反应液过滤，将所得滤液柱层析分离，得到5-(对甲苯基)二氢呋喃-2(3H)-酮（4f），分离收率为68%；
实施例6的合成反应方程式如下：
。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.25 – 7.17 (m, 4H), 5.46 – 5.45 (m, 1H),2.62 – 2.56(m, 3H), 2.34 (s, 3H), 2.24 – 2.09 (m, 1H). 13C{1H}NMR (100 MHz,CDCl3) δ 177.1, 138.3, 136.3, 129.4, 125.4, 81.4, 30.9, 29.1, 21.1;HRMS (ESI-TOF): ([M+H]+) calcd for C11H13O2+: 177.0916; found: 177.092。
由以上实施例可知，本发明提供了一种二氢呋喃-2-酮类化合物及其制备方法，该本发明所述方法不使用贵金属，反应时间更短，反应条件温和；本发明所述方法以简单易得的N-甲氧基-3-苯基丙酰胺为原料，一步合成二氢呋喃-2-酮类化合物，方法简洁、快速、底物适用性广。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种二氢呋喃-2-酮的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将N-甲氧基-3-苯基丙酰胺、催化剂、甲醇和有机溶剂混合，进行合成反应，得到二氢呋喃-2-酮化合物；
N-甲氧基-3-苯基丙酰胺有式II所示结构；
式II
二氢呋喃-2-酮化合物具有式I所示结构：
式I；
其中，R1为-H、卤素基团、甲氧基或甲基；R2, R3为烷基或氢；
所述卤素基团包括-F、-Cl或-Br；
所述有机溶剂为1,2-二氯乙烷、1,4二氧六环或四氢呋喃；
所述催化剂为氯化亚铁或氯化铁；
在氮气与3w blue LED条件下，合成反应的温度为70-80℃，所述合成反应的时间为10-12h。
2.根据权利要求1所述的一种二氢呋喃-2-酮的制备方法，其特征在于，具体地：将N-甲氧基-3-苯基丙酰胺，0.10 M、氯化亚铁 40 mol%及甲醇1eq, 0.10 M加入到1,4二氧六环中混合，将所得反应溶液在氮气与3w blue LED条件下加热到70℃，进行合成反应10h，将所得反应液过滤，将所得滤液柱层析分离，得到:5-苯基二氢呋喃-2(3H)-酮,分离收率为78%；
合成反应方程式如下：
。
3.根据权利要求1所述的一种二氢呋喃-2-酮的制备方法，其特征在于，具体地：将N-甲氧基-2，2-二甲基-3-苯基丙酰胺，0.10 M、氯化亚铁 40 mol%及甲醇1eq, 0.10 M加入到1,4二氧六环中混合，将所得反应溶液在氮气与3w blue LED条件下加热到70℃，进行合成反应10 h，将所得反应液过滤，将所得滤液柱层析分离，得到3，3-二甲基-5-苯基二氢呋喃-2(3H)-酮，分离收率为69%；
合成反应方程式如下：
。
4.根据权利要求1所述的一种二氢呋喃-2-酮的制备方法，其特征在于，具体地：将N-甲氧基-3-(对甲苯基)丙酰胺，0.10 M、氯化亚铁 40 mol%及甲醇1eq, 0.10 M加入到1,4二氧六环中混合，将所得反应溶液在氮气与3w blue LED条件下加热到70℃，进行合成反应10h，将所得反应液过滤，将所得滤液柱层析分离，得到5-(对甲苯基)二氢呋喃-2(3H)-酮，分离收率为68%；
合成反应方程式如下：
。
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Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| "Cyclopropane acids";Julia, Marc等;Bulletin de la Societe Chimique de France;第304-312页 * |
| Iridium-Catalyzed Asymmetric Hydrogenation of γ- and δ ‑ Ketoacids for Enantioselective Synthesis of γ - and δ ‑ Lactones;Yun-Yu Hua等;Org. Lett.;第22卷;818-822 * |
| Novel type of the Favorskii rearrangement combined with the aldol reaction leading to γ-butyrolactone derivatives;Sakai, Takashi等;Bulletin of the Chemical Society of Japan;第60卷(第3期);1067-1069 * |
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