CN117720486A - 一种α-亚烷基内酯化合物及由环丙烯酮衍生物制备α-亚烷基内酯化合物的方法 - Google Patents
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- Heterocyclic Carbon Compounds Containing A Hetero Ring Having Oxygen Or Sulfur (AREA)
Abstract
本发明属于化合物制备技术领域，具体涉及一种α‑亚烷基内酯化合物及由环丙烯酮衍生物制备α‑亚烷基内酯化合物的方法。本发明方法先合成底物环丙烯酮衍生物，然后由环丙烯酮衍生物、AgBF4、乙二醇二甲醚加入史莱克瓶中在80℃下搅拌反应，混合物经浓缩、柱层析分离纯化得到α‑亚烷基内酯化合物。先前的合成方法只能适用于一类或几类α‑亚烷基内酯化合物的合成，而本发明方法能够实现α‑亚烷基‑β‑内酯、α‑亚烷基‑γ‑内酯、α‑亚烷基‑δ‑内酯和α‑亚烷基‑ε‑内酯等化合物的合成，具有很好的通用性；本发明方法在合成α‑亚烷基内酯化合物中体现出立体专一性；本发明方法使用廉价催化剂，反应收率高，底物制备方便，具有较好的应用性。
Description
技术领域
本发明属于化合物制备技术领域，具体涉及一种α-亚烷基内酯化合物及由环丙烯酮衍生物制备α-亚烷基内酯化合物的方法。
背景技术
α-亚烷基内酯化合物广泛存在于天然产物、药物分子和功能分子等重要的化合物中，其在如下领域具有广泛的应用前景：
(1)在香料和香精领域：α-亚烷基内酯化合物具有独特的香气和味道，因此被广泛用作香料和香精的成分。它们可以用于食品、化妆品、洗涤剂和香水等产品中，为其增添愉悦的感官体验。
(2)在药物合成领域：α-亚烷基内酯化合物可以作为药物合成的关键中间体，用于合成具有生物活性的化合物。例如，某些α-亚烷基内酯化合物具有抗菌、抗炎、抗肿瘤等活性，可以用于开发新型药物。
(3)在农药领域：α-亚烷基内酯化合物也可以作为农药的有效成分，用于防治农作物病虫害。它们可以干扰害虫的生长发育或破坏其生殖能力，从而保护农作物免受损害。
(4)在材料科学领域：α-亚烷基内酯化合物可以作为高分子材料的单体或添加剂，用于制备聚合物、涂料、粘合剂等。它们可以改善材料的性能，如增强韧性、提高耐热性等。
(5)在环保领域：α-亚烷基内酯化合物可以作为生物降解材料的一部分，用于制备可降解的塑料、纤维等。这些材料在使用后可以被自然环境中的微生物分解，减少对环境的污染。
因此，开展对α-亚烷基内酯化合物的合成方法的研究具有重要意义。
目前α-亚烷基内酯化合物的主要合成方法有羟醛缩合、α,β-不饱和羧酸分子内酯化、烯烃复分解反应以及钯催化一氧化碳插入反应等。这些路线存在底物官能团兼容性不好、底物难于制备或使用贵金属催化剂引发的制备成本过高等问题。因此，急需开发一条新的路线，不仅克服上述缺点，更能够通过底物调节实现α-亚烷基-β-内酯(四元内酯)、α-亚烷基-γ-内酯(五元内酯)、α-亚烷基-δ-内酯(六元内酯)和α-亚烷基-ε-内酯(七元内酯)等化合物高效合成的通用合成方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种α-亚烷基内酯化合物及由环丙烯酮衍生物制备α-亚烷基内酯化合物的方法。本发明方法以含羟基的环丙烯酮衍生物为原料，在廉价常见催化剂的作用下，可以高效、高立体选择性、定向地获得高附加值α-亚烷基内酯化合物。
本发明的实现过程如下：
一种由环丙烯酮衍生物制备α-亚烷基内酯化合物的方法，包括如下步骤：
(1)化合物a的制备
将CuI、Pd(PPh3)2Cl2、三乙胺、R-I加入容器中经搅拌后，再将加入容器中搅拌反应后，混合物经过滤、浓缩、柱层析分离纯化得到化合物a；
(2)化合物b的制备
在0℃冰水浴中，在氮气氛围下，将化合物a、无水二氯甲烷、对甲基苯磺酸、3,4-二氢-2H-吡喃加入容器中搅拌后，再将饱和碳酸氢钠溶液加入容器中调节pH＝7，混合物经萃取、洗涤、干燥、除溶剂、柱层析分离纯化得到化合物b；
(3)化合物c的制备
在0℃冰水浴中，在氮气氛围下，将化合物b、无水四氢呋喃、NaI加入容器中经搅拌后，再加入TMSCF3，并在25℃下继续搅拌反应，反应结束后，向容器中加入水，混合物经萃取、洗涤、干燥、除溶剂后的浓缩产物转移至容器中，并向容器中加入二氯甲烷和SiO2，室温下搅拌反应，反应液经过滤、蒸除溶剂、柱层析分离纯化得到化合物c；
(4)化合物d的制备
将化合物c溶于甲醇中，再加入大孔树脂Amberlyst 15后搅拌反应，混合物经过滤、除溶剂、柱层析分离纯化得到化合物d；
(5)化合物fα-亚烷基内酯化合物的制备
将化合物d、AgBF4、乙二醇二甲醚加入史莱克瓶中在80℃下搅拌反应，混合物经浓缩、柱层析分离纯化得到目标产物化合物fα-亚烷基内酯化合物；
其中，n＝0、1、2或3中任意之一。
进一步，步骤(1)中，R-I与的摩尔比为11：10；/>
与CuI、Pd(PPh3)2Cl2的摩尔比为1：0.1：0.05；与三乙胺的摩尔体积比为1mmol：3mL；柱层析分离纯化的洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯的体积比为4:1。
进一步，步骤(2)中，化合物a：对甲基苯磺酸：3,4-二氢-2H-吡喃的摩尔比为9.46：0.946：10.7；化合物a：无水二氯甲烷的摩尔体积比9.46mmol：30mL；柱层析分离纯化的洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯的体积比为20:1。
进一步，步骤(3)中，化合物b：NaI：TMSCF3：SiO2的摩尔比为7.59：16.7：15.2：15.2；化合物b：无水四氢呋喃：二氯甲烷的摩尔体积比7.59mmol：30mL：15mL；柱层析分离纯化的洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯的体积比为1:1。
进一步，步骤(4)中，化合物c：大孔树脂Amberlyst 15的摩尔比为1:1；化合物c：甲醇的摩尔体积比为5.12mmol：30mL；柱层析分离纯化的洗脱剂为乙酸乙酯。
进一步，步骤(5)中，化合物d：AgBF4摩尔比为1:0.05；化合物d：乙二醇二甲醚的摩尔体积比为1mmol：5mL；柱层析分离纯化的洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯的体积比为4:1。
一种α-亚烷基内酯化合物，所述化合物的结构式如下所示：
n＝0、1、2或3中任意之一，其中，R选自苯基或取代苯基。
进一步，所述取代苯基的取代基选自碳原子数为1-6的烷氧基、卤素基、碳原子数为1-6的烷基或氰基中任意之一。
本发明的积极效果：
(1)先前的合成方法只能适用于一类或几类α-亚烷基内酯化合物的合成，而本发明方法能够实现α-亚烷基-β-内酯、α-亚烷基-γ-内酯、α-亚烷基-δ-内酯和α-亚烷基-ε-内酯等化合物的合成，具有很好的通用性；
(2)本发明方法在合成α-亚烷基内酯化合物中体现出立体专一性；
(3)本发明方法使用廉价催化剂，反应收率高，底物制备方便，具有较好的应用性。
附图说明
图1为化合物1fα-苯基亚甲基-β-内酯的1H NMR图谱；
图2为化合物1fα-苯基亚甲基-β-内酯的13C NMR图谱；
图3为化合物2fα-(4-甲氧基苯基)亚甲基-β-内酯1H NMR图谱；
图4为化合物2fα-(4-甲氧基苯基)亚甲基-β-内酯13C NMR图谱；
图5为化合物3fα-(4-氯苯基)亚甲基-β-内酯1H NMR图谱；
图6为化合物3fα-(4-氯苯基)亚甲基-β-内酯13C NMR图谱；
图7为化合物4fα-(4-溴苯基)亚甲基-β-内酯1H NMR图谱；
图8为化合物4fα-(4-溴苯基)亚甲基-β-内酯13C NMR图谱；
图9为化合物5fα-苯基亚甲基-γ-内酯1H NMR图谱；
图10为化合物5fα-苯基亚甲基-γ-内酯13C NMR图谱；
图11为化合物6fα-(4-溴苯基)亚甲基-γ-内酯1H NMR图谱；
图12为化合物6fα-(4-溴苯基)亚甲基-γ-内酯13C NMR图谱；
图13为化合物7fα-(4-甲氧基苯基)亚甲基-γ-内酯1H NMR图谱；
图14为化合物7fα-(4-甲氧基苯基)亚甲基-γ-内酯13C NMR图谱；
图15为化合物8fα-苯基亚甲基-δ-内酯1H NMR图谱；
图16为化合物8fα-苯基亚甲基-δ-内酯13C NMR图谱；
图17为化合物9fα-(3,4-二甲基苯基)亚甲基-δ-内酯1H NMR图谱；
图18为化合物9fα-(3,4-二甲基苯基)亚甲基-δ-内酯13C NMR图谱；
图19为化合物10fα-(4-溴苯基)亚甲基-δ-内酯1H NMR图谱；
图20为化合物10fα-(4-溴苯基)亚甲基-δ-内酯13C NMR图谱；
图21为化合物11fα-(4-氰基苯基)亚甲基-δ-内酯1H NMR图谱；
图22为化合物11fα-(4-氰基苯基)亚甲基-δ-内酯13C NMR图谱；
图23为化合物12fα-苯基亚甲基-ε-内酯1H NMR图谱；
图24为化合物12fα-苯基亚甲基-ε-内酯13C NMR图谱。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
实施例1α-苯基亚甲基-β-内酯的制备
(1)化合物1a的制备
在圆底烧瓶中依次加入CuI(0.19g),Pd(PPh3)2Cl2(0.35g)，三乙胺(30mL)。将碘苯(1.23mL,11mmol)缓慢加入到圆底烧瓶中，并继续搅拌15分钟。再将2-丙炔-1-醇(0.56g,10mmol)缓慢加入到圆底烧瓶中，继续搅拌6小时。反应混合物过滤，浓缩，经柱层析分离纯化(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝4:1，V/V)得到化合物1a(1.25g,95％)。
(2)化合物1b的制备
在0℃冰水浴中，在氮气氛围下，向圆底烧瓶中依次加入化合物1a(1.25g,9.46mmol)，无水二氯甲烷(30mL)，对甲基苯磺酸(TsOH·H2O,0.17g)。再向反应瓶中缓慢滴加3,4-二氢-2H-吡喃(DHP,0.90g,10.7mmol)，并继续搅拌24小时。向圆底烧瓶中缓慢加入饱和碳酸氢钠溶液(5mL)至pH＝7。反应混合物用二氯甲烷(10×3mL)萃取，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，在旋蒸仪上蒸除溶剂，经柱层析分离纯化(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝20:1，V/V)得到化合物1b(1.64g,80％)。
(3)化合物1c的制备
在0℃冰水浴中，在氮气氛围下，向圆底烧瓶中依次加入化合物1b(1.64g,7.59mmol)，无水四氢呋喃(30mL)和NaI(2.50g,16.7mmol)。反应混合物搅拌10分钟后，缓慢加入TMSCF3(2.16g,15.2mmol)，然后在25℃下继续搅拌24小时。反应结束后，向烧瓶中加入30mL水，经二氯甲烷(10×3mL)萃取，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，在旋蒸仪上蒸除溶剂。将浓缩后的产物转移至圆底烧瓶，依次加入二氯甲烷(15mL)和SiO2(0.92g,15.2mmol)，室温下搅拌24小时。反应液经过滤，蒸除溶剂，柱层析分离纯化(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝1:1，V/V)得到化合物1c(1.25g,76％)。
(4)化合物1d的制备
将化合物1c(1.25g,5.12mmol)溶解在30mL甲醇中，向其中加入大孔树脂(Amberlyst 15,1.39g,5.12mmol)。反应混合物搅拌3小时，经过滤，在旋蒸仪上蒸除溶剂，柱层析分离纯化(洗脱剂为乙酸乙酯)得到化合物1d(0.87g,70％)。
(5)化合物1fα-苯基亚甲基-β-内酯的制备
在史莱克瓶中依次加入化合物1d(1mmol,160mg)，AgBF4(5mmol％,9mg),乙二醇二甲醚(5mL)。反应混合物在80℃下搅拌20小时。将反应混合物浓缩，经柱层析分离纯化(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝4:1，V/V)得到化合物1f(α-苯基亚甲基-β-内酯,141mg,88％)。
化合物1f(α-苯基亚甲基-β-内酯)，白色固体，熔点86-88℃，质量141mg。见图1和图2。
1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ:7.44–7.43(m,3H),7.32–7.29(m,2H),7.16(s,1H),5.04(s,2H).
13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ:164.9,133.1,132.9,131.0,130.8,129.5,67.4.HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C10H9O2 161.0597；Found 161.0600.
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于：将步骤(1)中碘苯替换为其余步骤与试剂用量、反应温度和时间等参数均相同。
目标产物2f(α-(4-甲氧基苯基)亚甲基-β-内酯)为白色固体，熔点94-96℃，质量148mg，收率为78％。见图3和图4。
1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ:7.24(d,J＝12.0Hz,2H),7.10(t,J＝4.0Hz,1H),6.94(d,J＝12.0Hz,2H),4.99(s,2H),3.85(s,3H).
13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ:165.3,161.9,131.3,130.4,130.2,125.6,114.9,67.2,55.6.
HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C11H11O3 191.0703；Found191.0703.
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于：将步骤(1)中碘苯替换为其余步骤与试剂用量、反应温度和时间等参数均相同。
目标产物3f(α-(4-氯苯基)亚甲基-β-内酯)为白色固体，熔点100-102℃，质量140mg，收率为78％。见图5和图6。
1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ:7.41(d,J＝8.0Hz 2H),7.23(d,J＝8.0Hz,2H),7.12(t,J＝4.0Hz,1H),5.01(d,J＝4.0Hz 2H).
13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ:164.5,137.2,133.7,131.3,130.6,129.8,129.4,67.2.
HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C10H8ClO2 195.0207；Found 195.0209.
实施例4
实施例4与实施例1的区别在于：将步骤(1)中碘苯替换为其余步骤与试剂用量、反应温度和时间等参数均相同。
目标产物4f(α-(4-溴苯基)亚甲基-β-内酯)为黄色固体，熔点110-112℃，质量172mg，收率为72％。见图7和图8。
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:7.67(d,J＝8.0Hz,2H),7.41(d,J＝8.0Hz,2H),7.33(t,J＝4.0Hz,1H),5.18(d,J＝4.0Hz,2H).
13C NMR(101MHz,DMSO-d6)δ:165.0,134.2,132.6,132.4,131.8,129.4,124.7,68.0.
HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C10H8BrO2 238.9702；Found 238.9705.
实施例5α-苯基亚甲基-γ-内酯的制备
(1)化合物5a的制备
在圆底烧瓶中依次加入CuI(0.19g),Pd(PPh3)2Cl2(0.35g)，三乙胺(30mL)。将碘苯(1.23mL,11mmol)缓慢加入到圆底烧瓶中，并继续搅拌15分钟。再将3-丁炔-1-醇(0.71g,10mmol)缓慢加入到圆底烧瓶中，继续搅拌6小时。TLC监测原料消失后，将反应混合物滤过，浓缩，经柱层析分离纯化(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝4:1，V/V)得到化合物5a(1.34g,92％)。
(2)化合物5b的制备
在0℃冰水浴中，在氮气氛围下，向圆底烧瓶中依次加入化合物5a(1.34g,9.17mmol)，无水二氯甲烷(30mL)，对甲基苯磺酸(TsOH·H2O,0.17g)。再向反应瓶中缓慢滴加3,4-二氢-2H-吡喃(DHP,0.87g,11.3mmol)，并搅拌24小时。向圆底烧瓶中缓慢加入饱和碳酸氢钠溶液(5mL)至pH＝7。反应混合物用二氯甲烷(10x3 mL)萃取，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，在旋蒸仪上蒸除溶剂，经柱层析分离纯化(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝20:1，V/V)得到化合物5b(1.75g,83％)。
(3)化合物5c的制备
在0℃冰水浴中，在氮气氛围下，向圆底烧瓶中依次加入化合物5b(1.75g,7.61mmol)，无水NaI(2.51g,16.74mmol)和无水四氢呋喃(30mL)，反应混合物搅拌10分钟后，向其中缓慢加入TMSCF3(2.16g,15.22mmol)，然后在25℃下继续反应24h。反应结束后，向体系中加入30ml水，经二氯甲烷(10×3mL)萃取，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，在旋蒸仪上蒸除溶剂。将浓缩后的产物转移至圆底烧瓶，依次加入二氯甲烷(15mL)和SiO2(0.93g,15.22mmol)，室温下搅拌24小时。反应液经过滤，在旋蒸仪上蒸除溶剂，柱层析分离纯化(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝1:1，V/V)得到化合物化合物5c(1.52g,77％)。
(4)化合物5d的制备
将化合物5c(1.52g,5.89mmol)溶解在30mL甲醇中，向其中加入大孔树脂(Amberlyst 15,1.39g,10mmol)。反应混合物搅拌3小时，经过滤，在旋蒸仪上蒸除溶剂，柱层析分离纯化(洗脱剂为乙酸乙酯)得到化合物5d(0.86g,84％)。
(5)化合物5fα-苯基亚甲基-γ-内酯的制备
在史莱克瓶中加入化合物5d(1mmol,174mg)，AgBF4(5mmol％,9mg),乙二醇二甲醚(5mL)。反应混合物在80℃下反应20小时。将反应混合物浓缩，经柱层析分离纯化(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝4:1，V/V)得到化合物5f(α-苯基亚甲基-γ-内酯154mg,88％)。
5f(α-苯基亚甲基-γ-内酯)，黄色油状液体，154mg。见图9和图10。
1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ:7.58(t,J＝4.0Hz,1H),7.52-7.50(m,2H),7.47-7.39(m,3H),4.47(t,J＝8.0Hz,2H),3.26(t,J＝8.0Hz,2H).
13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ:172.7,136.8,134.8,130.1,130.0,129.1,123.6,65.6,27.6.
HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C11H11O2 175.0754；Found 175.0759.
实施例6
实施例6与实施例5的区别在于：将步骤(1)中碘苯替换为其余步骤与试剂用量、反应温度和时间等参数均相同。
目标产物6f(α-(4-溴苯基)亚甲基-γ-内酯)为黄色油状液体，质量212mg，收率为84％。见图11和图12。
1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ:7.57(d,J＝8.0Hz,2H),7.50(t,J＝4.0Hz,1H),7.36(d,J＝8.0Hz,2H),4.48(t,J＝8.0Hz,2H),3.22(t,J＝8.0Hz,2H).
13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ:172.4,135.5,133.6,132.4,131.4,124.4(2C),65.5,27.5.
HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C11H10BrO2 252.9859；Found 252.9864.
实施例7
实施例7与实施例5的区别在于：将步骤(1)中碘苯替换为其余步骤与试剂用量、反应温度和时间等参数均相同。
目标产物7f(α-(4-甲氧基苯基)亚甲基-γ-内酯)为黄色油状液体，质量175mg，收率为86％。见图13和图14。
1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ:7.53(t,J＝4.0Hz,1H),7.47(d,J＝8.0Hz,2H),6.96(d,J＝8.0Hz,2H),4.47(t,J＝8.0Hz,2H),3.86(s,3H),3.25-3.20(m,2H).
13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ:173.1,161.0,136.5,131.9,127.6,120.7,114.6,65.5,55.5,27.5.
HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C12H13O3 205.0859；Found 205.0864.
实施例8α-苯基亚甲基-δ-内酯的制备
(1)化合物8a的制备
在圆底烧瓶中依次加入CuI(0.19g),Pd(PPh3)2Cl2(0.35g)，三乙胺(30mL)。将碘苯(1.23mL,11mmol)缓慢加入到圆底烧瓶中，并继续搅拌15分钟。再将4-戊炔-1-醇(0.84g,10mmol)缓慢加入到圆底烧瓶中，继续搅拌6小时。TLC监测原料消失后，将反应混合物滤过，浓缩，经柱层析分离纯化(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝4:1，V/V)得到化合物8a(1.48g,92％)。
(2)化合物8b的制备
0℃氮气氛围下，向圆底烧瓶中依次加入化合物8a(1.48g,9.20mmol)，无水二氯甲烷(30mL)，对甲基苯磺酸(TsOH·H2O,0.16g)。再向反应瓶中缓慢滴加3,4-二氢-2H-吡喃(DHP,0.87g,10.40mmol)，并继续搅拌24小时。向圆底烧瓶中缓慢加入饱和碳酸氢钠溶液(5mL)至pH＝7。反应混合物用二氯甲烷(10x3 mL)萃取，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，蒸除溶剂，经柱层析分离纯化(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝20:1，V/V)得到化合物8b(2.11g,94％)。
(3)化合物8c的制备
0℃氮气氛围下，向圆底烧瓶中依次加入化合物8b(2.11g,8.65mmol)，无水NaI(2.85g,19.03mmol)和无水四氢呋喃(30mL)，反应混合物搅拌10分钟后，向其中缓慢加入TMSCF3(2.46g,17.30mmol)，然后在25℃下继续反应24h。反应结束后，向体系中加入30ml水，经二氯甲烷(10x3 mL)萃取，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，蒸除溶剂。将浓缩后的产物转移至圆底烧瓶，依次加入二氯甲烷(15mL)和SiO2(1.05g,17.30mmol)，室温下搅拌24小时。反应液经过滤，蒸除溶剂，柱层析分离纯化(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝1:1，V/V)得到化合物8c(1.88g,80％)。
(4)化合物8d的制备
将化合物8c(1.88g,6.92mmol)溶解在30mL甲醇中，向其中加入大孔树脂(Amberlyst 15,1.39g,10mmol)。反应混合物搅拌3小时，经过滤，蒸除溶剂，柱层析分离纯化(洗脱剂为乙酸乙酯)得到化合物化合物8d(1.17g,90％)。
(5)化合物8fα-苯基亚甲基-δ-内酯的制备
在史莱克瓶中加入化合物8d(1mmol,188mg)，AgBF4(5mmol％,9mg),乙二醇二甲醚5mL。反应混合物在80℃下反应20小时，将反应混合物浓缩，经柱层析分离纯化(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝4:1，V/V)得到8f(α-苯基亚甲基-δ-内酯，92％,173mg)。
8f(α-苯基亚甲基-δ-内酯),无色液体，质量17.3mg。见图15和图16。
1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ:7.92(t,J＝4.0Hz,1H),7.45-7.35(m,5H),4.40(t,J＝8.0Hz,2H),2.91-2.87(m,2H),2.01-1.95(m,2H).
13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ:167.1,141.8,135.1,130.4,129.3,128.7,125.9,68.8,26.1,23.1.
HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C12H13O2 189.0910；Found 189.0915.
实施例9
实施例9与实施例8的区别在于：将步骤(1)中碘苯替换为其余步骤与试剂用量、反应温度和时间等参数均相同。
目标产物9f(α-(3,4-二甲基苯基)亚甲基-δ-内酯)为黄色液体，质量168mg，收率为83％。见图17和图18。
1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ:7.87(t,J＝4.0Hz 1H),7.22-7.16(m,3H),4.38(t,J＝4.0Hz,2H),2.90-2.86(m,2H),2.28(s,6H),2.00-1.94(m,2H).
13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ:167.4,142.0,138.5,137.0,132.7,131.8,129.9,127.9,124.6,68.7,26.1,23.1,20.0,19.9.
HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C14H17O2 217.1223；Found 217.1229.
亚甲基-δ-内酯
实施例10
实施例10与实施例8的区别在于：将步骤(1)中碘苯替换为其余步骤与试剂用量、反应温度和时间等参数均相同。
目标产物10f(α-(4-溴苯基)亚甲基-δ-内酯)为黄色液体，质量179mg，收率为86％。见图19和图20。
1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ:7.83(t,J＝4.0Hz,1H),7.53(d,J＝12.0Hz,2H),7.29(d,J＝8.0Hz,2H),4.40(t,J＝8.0Hz,2H),2.85-2.81(m,2H),2.01-1.95(m,2H).
13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ:166.8,140.4,133.9,131.9,131.7,126.5,123.6,68.8,26.0,23.0.
HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C12H12BrO2 267.0015；Found 267.0021.
实施例11
实施例11与实施例8的区别在于：将步骤(1)中碘苯替换为其余步骤与试剂用量、反应温度和时间等参数均相同。
目标产物11f(α-(4-氰基苯基)亚甲基-δ-内酯)为无色液体，质量173mg，收率为81％。见图21和图22。
1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ:7.88(t,J＝4.0Hz,1H),7.70(d,J＝8.0Hz,2H),7.51(d,J＝8.0Hz,2H),4.42(t,J＝4.0Hz,2H),2.87-2.83(m,2H),2.02-1.97(m,2H).
13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ:166.1,139.4,139.3,132.4,130.5,129.1,118.5,112.5,69.0,26.0,22.9.
HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C13H12NO2 214.0863；Found 214.0866.
实施例12α-苯基亚甲基-ε-内酯的制备
(1)化合物12a的制备
在圆底烧瓶中依次加入CuI(0.19g),Pd(PPh3)2Cl2(0.35g)，三乙胺(30mL)。将碘苯(1.23mL,11mmol)缓慢加入到圆底烧瓶中，并继续搅拌15分钟。再将5-己炔-1-醇(0.98g,10mmol)缓慢加入到圆底烧瓶中，继续搅拌6小时。TLC监测原料消失后，将反应混合物滤过，浓缩，经柱层析分离纯化(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝4:1，V/V)得到化合物12a(1.62g,93％)。
(2)化合物12b的制备
0℃氮气氛围下，向圆底烧瓶中依次加入化合物12a(1.62g,9.31mmol)，无水二氯甲烷(30mL)，对甲基苯磺酸(TsOH·H2O,0.17g)。再向反应瓶中缓慢滴加3,4-二氢-2H-吡喃(DHP,0.88g,10.52mmol)，并继续搅拌24h。TLC监测原料消失后，向圆底烧瓶中缓慢加入饱和碳酸氢钠溶液(5mL)至pH＝7。反应混合物用二氯甲烷(10x3mL)萃取，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，蒸除溶剂，经柱层析分离纯化(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝20:1，V/V)得到化合物12b(2.02g,84％)。
(3)化合物12c的制备
0℃氮气氛围下，向圆底烧瓶中依次加入化合物12b(2.02g,7.82mmol)，无水NaI(2.58g,17.20mmol)和无水四氢呋喃(30mL)，反应混合物搅拌10分钟后，向其中缓慢加入TMSCF3(2.22g,15.64mmol)，然后在25℃下继续反应24h。反应结束后，向体系中加入30ml水，经二氯甲烷(10x3mL)萃取，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，蒸除溶剂。将浓缩后的产物转移至圆底烧瓶，依次加入二氯甲烷(15mL)和SiO2(0.95g,15.64mmol)，室温下搅拌24小时。反应液经过滤，蒸除溶剂，柱层析分离纯化(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝1:1，V/V)得到化合物化合物12c(1.66g,74％)。
(4)化合物12d的制备
将化合物12c(1.66g,5.78mmol)溶解在30mL甲醇中，向其中加入大孔树脂(Amberlyst 15,1.39g,10mmol)。反应混合物搅拌3小时，经过滤，蒸除溶剂，柱层析分离纯化(洗脱剂为乙酸乙酯)得到化合物化合物12d(0.72g,62％)。
(5)化合物12fα-苯基亚甲基-ε-内酯的制备
在史莱克瓶中加入化合物12d(1mmol,202mg)，AgBF4(5mmol％,9mg),乙二醇二甲醚5mL。反应混合物在80℃下反应20小时，将反应混合物浓缩，经柱层析分离纯化(洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝4:1，V/V)得到12f(α-苯基亚甲基-ε-内酯)。
化合物12f(α-苯基亚甲基-ε-内酯78％,158mg)，黄色油状液体，质量158mg。见图23和图24。
1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ:7.39(d,J＝4.0Hz,4H),7.37-7.31(m,1H),7.17(s,1H),4.29(t,J＝4.0Hz,2H),2.64-2.61(m,2H),1.96-1.89(m,4H).
13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ:174.2,137.4,135.2,135.0,129.4,128.7,128.6,68.5,28.3,27.3,25.4.
HRMS(ESI)m/z:[M+H]+Calcd for C13H15O2 203.1067；Found 203.1069.
本发明得到的α-亚烷基-β-内酯、α-亚烷基-γ-内酯、α-亚烷基-δ-内酯和α-亚烷基-ε-内酯，它们可以用于食品、化妆品、洗涤剂和香水等产品中，为其增添愉悦的感官体验；也可以作为药物合成的关键中间体，用于合成具有生物活性的化合物；也可以作为农药的有效成分，用于防治农作物病虫害；可以作为高分子材料的单体或添加剂，用于制备聚合物、涂料、粘合剂等，可以改善材料的性能，如增强韧性、提高耐热性等；用于制备可降解的塑料、纤维等。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作出的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干简单推演或替换，都应该视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种由环丙烯酮衍生物制备α-亚烷基内酯化合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)化合物a的制备
将CuI、Pd(PPh3)2Cl2、三乙胺、R-I加入容器中经搅拌后，再将加入容器中搅拌反应后，混合物经过滤、浓缩、柱层析分离纯化得到化合物a；
(2)化合物b的制备
在0℃冰水浴中，在氮气氛围下，将化合物a、无水二氯甲烷、对甲基苯磺酸、3,4-二氢-2H-吡喃加入容器中搅拌后，再将饱和碳酸氢钠溶液加入容器中调节pH＝7，混合物经萃取、洗涤、干燥、除溶剂、柱层析分离纯化得到化合物b；
(3)化合物c的制备
在0℃冰水浴中，在氮气氛围下，将化合物b、无水四氢呋喃、NaI加入容器中经搅拌后，再加入TMSCF3，并在25℃下继续搅拌反应，反应结束后，向容器中加入水，混合物经萃取、洗涤、干燥、除溶剂后的浓缩产物转移至容器中，并向容器中加入二氯甲烷和SiO2，室温下搅拌反应，反应液经过滤、蒸除溶剂、柱层析分离纯化得到化合物c；
(4)化合物d的制备
将化合物c溶于甲醇中，再加入大孔树脂Amberlyst 15后搅拌反应，混合物经过滤、除溶剂、柱层析分离纯化得到化合物d；
(5)化合物fα-亚烷基内酯化合物的制备
将化合物d、AgBF4、乙二醇二甲醚加入史莱克瓶中在80℃下搅拌反应，混合物经浓缩、柱层析分离纯化得到目标产物化合物fα-亚烷基内酯化合物；
其中，n＝0、1、2或3中任意之一。
2.根据权利要求1所述方法，其特征在于：步骤(1)中，R-I与的摩尔比为11：10；/>与CuI、Pd(PPh3)2Cl2的摩尔比为1：0.1：0.05；/>与三乙胺的摩尔体积比为1mmol：3mL；柱层析分离纯化的洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯的体积比为4:1。
3.根据权利要求1所述方法，其特征在于：步骤(2)中，化合物a：对甲基苯磺酸：3,4-二氢-2H-吡喃的摩尔比为9.46：0.946：10.7；化合物a：无水二氯甲烷的摩尔体积比9.46mmol：30mL；柱层析分离纯化的洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯的体积比为20:1。
4.根据权利要求1所述方法，其特征在于：步骤(3)中，化合物b：NaI：TMSCF3：SiO2的摩尔比为7.59：16.7：15.2：15.2；化合物b：无水四氢呋喃：二氯甲烷的摩尔体积比7.59mmol：30mL：15mL；柱层析分离纯化的洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯的体积比为1:1。
5.根据权利要求1所述方法，其特征在于：步骤(4)中，化合物c：大孔树脂Amberlyst 15的摩尔比为1:1；化合物c：甲醇的摩尔体积比为5.12mmol：30mL；柱层析分离纯化的洗脱剂为乙酸乙酯。
6.根据权利要求1所述方法，其特征在于：步骤(5)中，化合物d：AgBF4摩尔比为1:0.05；化合物d：乙二醇二甲醚的摩尔体积比为1mmol：5mL；柱层析分离纯化的洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯的体积比为4:1。
7.一种α-亚烷基内酯化合物，其特征在于，所述化合物的结构式如下所示：
n＝0、1、2或3中任意之一，其中，R选自苯基或取代苯基。
8.根据权利要求7所述α-亚烷基内酯化合物，其特征在于：所述取代苯基的取代基选自碳原子数为1-6的烷氧基、卤素基、碳原子数为1-6的烷基或氰基中任意之一。
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