CN115710150A - 镍催化合成炔基取代环丙烷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种镍催化合成炔基取代环丙烷的方法，包括：往具有搅拌子的反应管中加入2‑炔基高烯丙基磺酸酯、N‑(酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、镍盐、锌粉，抽真空，充入氮气保护后，进一步注入二甲亚砜；将反应管于室温条件下搅拌24‑36小时后结束反应，用乙酸乙酯和饱和食盐水稀释反应液，然后用乙酸乙酯萃取得到有机相；将得到的所述有机相合并后用无水硫酸镁干燥，进一步过滤后，得到有机相溶液，并通过旋转蒸发仪除去其溶剂用石油醚和乙酸乙酯的混合液作为淋洗剂，对有机相溶液进行柱层析分离，最后经旋转蒸发仪蒸馏得到炔基取代环丙烷。本发明提供了一种普适性好、反应条件温和、操作简单和经济性好的镍催化合成炔基取代环丙烷的方法。
Description
技术领域
本发明涉及镍催化反应技术领域，具体而言，涉及一种镍催化合成炔基取代环丙烷的方法。
背景技术
环丙烷结构由于其可修饰性和对药物分子活性的重要影响，在药物开发中具有独特的地位。另外，由于其张力特性，是有机合成中的重要转化合成子，将多反应性能的炔基引入环丙烷结构，则大大丰富了环丙烷的反应性能。例如方程式1所示，炔基环丙烷在过渡金属催化反应下，容易发生反应得得呋喃类化合物。为此，炔基取代环丙烷的合成与转化已成为环丙烷化学研究的重要分支。
最近，光催化的“自由基—负离子”途径已成为环丙烷类化合物的重要合成策略(方程式2和3)。由于离子型环丙烷化反应的高环合速率，其环丙烷化反应可以优先于负离子的质子化反应，确保环合反应效率。再加之反应的经济性、可操作性和反应条件的温和性，光催化环丙烷化反应有望在复杂分子合成中得到广泛应用。
但光催化反应由于需要使用昂贵的催化剂，反应装置又对反应效率有较大影响，所以对放大合成有诸多不利。为此，发展一种普适性好、反应条件温和、操作简单和经济性好的炔基取代环丙烷的新型合成方法显得迫切和重要。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服以上现有技术的缺点：提供一种普适性好、反应条件温和、操作简单和经济性好的镍催化合成炔基取代环丙烷的方法。
为了解决上述问题，本发明提供一种镍催化合成炔基取代环丙烷的方法，包括以下步骤：
S1：往具有搅拌子的反应管中加入2-炔基高烯丙基磺酸酯、N-(酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、镍盐、锌粉，抽真空，充入氮气保护后，进一步注入二甲亚砜；
S2：将所述步骤S1反应后的反应管于室温条件下搅拌24-36小时后结束反应，用乙酸乙酯和饱和食盐水稀释反应液，溶液分层得到水相和有机相，然后用乙酸乙酯萃取所述水相后得到有机相；
S3：将所述步骤S2得到的所述有机相合并后用无水硫酸镁干燥，进一步过滤后，得到有机相溶液，并通过旋转蒸发仪除去其溶剂；
S4：用石油醚和乙酸乙酯的混合液作为淋洗剂，对所述步骤S3处理后的有机相溶液进行柱层析分离，最后经旋转蒸发仪蒸馏得到炔基取代环丙烷。
作为优选的方案，所述步骤S1中，所述2-炔基高烯丙基磺酸酯为2-苯乙炔基高烯丙基对甲苯磺酸酯。
作为优选的方案，所述步骤S1中，所述2-炔基高烯丙基磺酸酯与所述镍盐的摩尔比为1︰(0.05-0.10)。
作为优选的方案，所述步骤S1中，所述2-炔基高烯丙基磺酸酯与N-(酰氧基)邻苯二甲酰亚胺的摩尔比为1︰(1.5-3.0)。
作为优选的方案，所述步骤S1中，所述2-炔基高烯丙基磺酸酯与二甲亚砜的摩尔比为1︰(400-500)。
作为优选的方案，所述步骤S1中，所述镍盐为四氟硼酸镍六水合物，其化学式为Ni(BF4)2·6H2O。
作为优选的方案，所述步骤S4中，所述石油醚和乙酸乙酯的混合液中石油醚和乙酸乙酯的体积比为10︰1。
作为优选的方案，所述步骤S4中，所述柱层析分离中硅胶柱的长度为10cm。
作为优选的方案，所述镍催化合成炔基取代环丙烷的方法的反应通式如下：
本发明的有益效果如下：本发明镍催化合成炔基取代环丙烷的方法首次发展了用镍催化的自由基加成—负离子环合的反应策略，并且高效地合成了炔基取代环丙烷；本发明镍催化合成炔基取代环丙烷的方法具有试剂易得、底物普适性好、官能团兼容性强、操作简便，以及反应条件温和的优点，具有较高的推广价值，提供了一种炔基取代环丙烷的镍催化合成炔基取代环丙烷的方法。
具体实施方式
下面将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。
本发明提供了一种镍催化合成炔基取代环丙烷的方法，包括以下步骤：
S1：往具有搅拌子的反应管中加入2-炔基高烯丙基磺酸酯、N-(酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、镍盐、锌粉，抽真空，充入氮气保护后，进一步注入二甲亚砜；
S2：将所述步骤S1反应后的反应管于室温条件下搅拌24-36小时后结束反应，用乙酸乙酯和饱和食盐水稀释反应液，溶液分层得到水相和有机相，然后用乙酸乙酯萃取所述水相后得到有机相；
S3：将所述步骤S2得到的所述有机相合并后用无水硫酸镁干燥，进一步过滤后，得到有机相溶液，并通过旋转蒸发仪除去其溶剂；
S4：用石油醚和乙酸乙酯的混合液作为淋洗剂，对所述步骤S3处理后的有机相溶液进行柱层析分离，最后经旋转蒸发仪蒸馏得到炔基取代环丙烷。
优选的，所述步骤S1中，所述2-炔基高烯丙基磺酸酯为2-苯乙炔基高烯丙基对甲苯磺酸酯。
优选的，所述步骤S1中，所述2-炔基高烯丙基磺酸酯与所述镍盐的摩尔比为1︰(0.05-0.10)。
优选的，所述步骤S1中，所述2-炔基高烯丙基磺酸酯与N-(酰氧基)邻苯二甲酰亚胺的摩尔比为1︰(1.5-3.0)
优选的，所述步骤S1中，所述2-炔基高烯丙基磺酸酯与二甲亚砜的摩尔比为1︰(400-500)。
优选的，所述步骤S1中，所述镍盐为四氟硼酸镍六水合物，其化学式为Ni(BF4)2·6H2O。
优选的，所述步骤S4中，所述石油醚和乙酸乙酯的混合液中石油醚和乙酸乙酯的体积比为10︰1。
优选的，所述步骤S4中，所述柱层析分离中硅胶柱的长度为10cm。
以下结合具体的数据对本发明上述的技术方案进行展开的描述：
实施例一
S1：往反应管中放入磁子，加入2-苯乙炔基高烯丙基对甲苯磺酸酯(64.0mg,0.2mmol,1.0equiv)，N-(特戊酰氧基)邻苯二甲酰亚胺(124mg,0.5mmol,2.5equiv)。将反应管放进手套箱中，在手套箱里称取Ni(BF4)2·6H2O(3.4mg,0.01mmol,0.05equiv)。称完后将反应管用橡胶塞塞好取出，在氮气下向反应管中加入干燥的DMSO(6mL)，用封口膜将橡胶塞封紧。
S2：反应管置于反应器上，室温搅拌反应24h后，停止反应，反应液加入3mL水和3mLNH4Cl饱和溶液搅拌5min，分层后的水相用乙酸乙酯(4×10mL)萃取，有机相合并用5mL的饱和食盐水洗涤，
S3：有机相用MgSO4干燥15min后过滤，滤液旋蒸除去溶剂，然后用石油醚与乙酸乙酯的混合液(V石油醚：V乙酸乙酯＝10:1)柱层析得目标产物33.1mg，收率为78％。
分析数据如下：黄色油状液体.1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.37-7.35(m,2H),7.29-7.25(m,3H),1.41(s,2H),1.12(s,9H),1.04-1.01(m,2H),0.74-0.72(m,2H).13C NMR(126MHz,CDCl3)δ131.2,128.1,127.2,124.3,96.9,76.4,51.1,32.7,30.4,16.9,9.7.HRMS(ESI)[M+H]+:calculated for C16H21:213.1643,found 213.1637.。
上述反应的反应通式如下：
实施例二
S1：往反应管中放入磁子，加入2-苯乙炔基高烯丙基对甲苯磺酸酯(64.0mg,0.2mmol,1.0equiv)，N-(甲氧基取代特戊酰氧基)邻苯二甲酰亚胺(130mg,0.5mmol,2.5equiv)。将反应管放进手套箱中，在手套箱里称取Ni(BF4)2·6H2O(3.4mg,0.01mmol,0.05equiv)。称完后将反应管用橡胶塞塞好取出，在氮气下向反应管中加入干燥的DMSO(6mL)，用封口膜将橡胶塞封紧；
S2：反应管置于反应器上，室温搅拌反应24h后，停止反应，反应液加入3mL水和3mL饱和NH4Cl溶液搅拌5min，分层后的水相用乙酸乙酯(4×10mL)萃取，有机相合并用5mL的饱和食盐水洗涤；
S3：有机相用MgSO4干燥15min后过滤，滤液旋蒸除去溶剂；
S4：然后用石油醚与乙酸乙酯的混合液(V石油醚：V乙酸乙酯＝10:1)柱层析得目产物31.9mg，收率为70％。
分析数据如下：黄色油状液体.1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.37-7.35(m,2H),7.29-7.25(m,3H),3.35(s,3H),3.27(s,2H),1.48(s,2H),1.12(s,6H),1.01(q,J＝5Hz,2H),0.76(q,J＝5Hz,2H).13C NMR(126MHz,CDCl3)δ131.3,128.1,127.2,124.3,97.0,81.7,76.2,59.0,46.0,36.5,25.5,16.9,9.1.HRMS(ESI)[M+Na]+:calculated for C16H20ONa:251.1412,found 251.1409.。
上述反应的反应通式如下：
实施例三
S1：往反应管中放入磁子，加入2-苯乙炔基高烯丙基对甲苯磺酸酯(64.0mg,0.2mmol,1.0equiv)，N-(乙酰氧基取代特戊酰氧基)邻苯二甲酰亚胺(153mg,0.5mmol,2.5equiv)。将反应管放进手套箱中，在手套箱里称取Ni(BF4)2·6H2O(3.4mg,0.01mmol,0.05equiv)。称完后将反应管用橡胶塞塞好取出，在氮气下向反应管中加入干燥的DMSO(6mL)，用封口膜将橡胶塞封紧；
S2：反应管置于反应器上，室温搅拌反应24h后，停止反应，反应液加入3mL水和3mLNH4Cl饱和溶液搅拌5min，分层后的水相用乙酸乙酯(4×10mL)萃取，有机相合并用5mL的饱和食盐水洗涤；
S3：有机相用MgSO4干燥15min后过滤，滤液旋蒸除去溶剂；
S4：然后用石油醚与乙酸乙酯的混合液(V石油醚：V乙酸乙酯＝10:1)柱层析得目标产物28.1mg，收率为52％。
分析数据如下：黄色油状液体.1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.35-7.33(m,2H),7.28-7.23(m,3H),4.03(s,2H),2.06(s,3H),1.13(s,6H),1.03(q,J＝5Hz,2H),0.72(q,J＝5Hz,2H).13C NMR(126MHz,CDCl3)δ171.2,131.3,128.1,127.4,123.9,96.0,76.6.72.4,46.2,35.7,25.2,21.0,16.9,9.0.HRMS(ESI)[M+Na]+:calculated for C18H22O2Na:293.1517,found 293.1514.。
上述反应的反应通式如下：
通过上述实施例一-实施例三的实例，也是进一步地证明了，本发明提供了一种普适性好、官能团兼容性强、反应条件温和且具环保高效的优点的镍催化合成炔基取代环丙烷的方法。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种镍催化合成炔基取代环丙烷的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：往具有搅拌子的反应管中加入2-炔基高烯丙基磺酸酯、N-(酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、镍盐、锌粉，抽真空，充入氮气保护后，进一步注入二甲亚砜；
S2：将所述步骤S1反应后的反应管于室温条件下搅拌24-36小时后结束反应，用乙酸乙酯和饱和食盐水稀释反应液，溶液分层得到水相和有机相，然后用乙酸乙酯萃取所述水相后得到有机相；
S3：将所述步骤S2得到的有机相合并后用无水硫酸镁干燥，进一步过滤后，得到有机相溶液，并通过旋转蒸发仪除去其溶剂；
S4：用石油醚和乙酸乙酯的混合液作为淋洗剂，对所述步骤S3处理后的有机相溶液进行柱层析分离，最后经旋转蒸发仪蒸馏得到炔基取代环丙烷。
2.根据权利要求1所述的镍催化合成炔基取代环丙烷的方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述2-炔基高烯丙基磺酸酯为2-苯乙炔基高烯丙基对甲苯磺酸酯。
3.根据权利要求1所述的镍催化合成炔基取代环丙烷的方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述2-炔基高烯丙基磺酸酯与所述镍盐的摩尔比为1︰(0.05-0.10)。
4.根据权利要求1所述的镍催化合成炔基取代环丙烷的方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述2-炔基高烯丙基磺酸酯与N-(酰氧基)邻苯二甲酰亚胺的摩尔比为1︰(1.5-3.0)。
5.根据权利要求1所述的镍催化合成炔基取代环丙烷的方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述2-炔基高烯丙基磺酸酯与二甲亚砜的摩尔比为1︰(400-500)。
6.根据权利要求1所述的镍催化合成炔基取代环丙烷的方法，其特征在于：所述步骤S1中，所述镍盐为四氟硼酸镍六水合物，其化学式为Ni(BF4)2·6H2O。
7.根据权利要求1所述的镍催化合成炔基取代环丙烷的方法，其特征在于：所述步骤S4中，所述石油醚和乙酸乙酯的混合液中石油醚和乙酸乙酯的体积比为10︰1。
8.根据权利要求1所述的镍催化合成炔基取代环丙烷的方法，其特征在于：所述步骤S4中，所述柱层析分离中硅胶柱的长度为10cm。
9.根据权利要求1-8任一项所述的镍催化合成炔基取代环丙烷的方法，其特征在于：所述镍催化合成炔基取代环丙烷的方法的反应通式如下：
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| CN202211470254.0A Pending CN115710150A (zh) | 2022-11-23 | 2022-11-23 | 镍催化合成炔基取代环丙烷的方法 |
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