一种α-羟基酮化合物的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种α‑羟基酮化合物的合成方法。现有技术大多使用贵金属配合物，有机磷化合物，或者碘单质作为催化剂，价格昂贵，回收利用成本较高；碱使用的是结构复杂的有机碱或者碳酸铯这种价格昂贵且不常见的无机碱；溶剂大多使用强极性非质子溶剂，后处理复杂，难以实现工业化应用。本发明专利技术采用常见的无机低价含硫化合物为催化剂，在碱和有氧条件下，催化羰基化合物反应制得α‑羟基酮化合物。本发明专利技术使用的原料易得，价格低廉，而且收率高，产品纯度高，废弃物排放量少而且容易处理，易于实现工业化。

A method for synthesizing alpha hydroxy ketone compounds

The invention discloses a method for synthesizing alpha hydroxy ketone compounds. Most of the current techniques using noble metal complexes, organic phosphorus compounds, or iodine as a catalyst, the price is expensive, the high cost of recycling; alkali is using complex organic alkali or cesium carbonate this expensive and not common inorganic alkali solvent; most use strong polar aprotic solvent, postprocessing complex. It is difficult to realize the industrial application. The invention adopts cheap inorganic sulfur compounds common as catalyst, and under aerobic conditions in alkali, reaction of carbonyl compounds to alpha hydroxy ketone compounds. The material used in the invention is easy to obtain, low in price, high in yield, high in product purity, less in waste discharge, easy to handle and easy to industrialize.

【技术实现步骤摘要】
一种α-羟基酮化合物的合成方法
本专利技术属于化学合成
，具体地说是一种廉价、高效的α-羟基酮化合物的合成方法。
技术介绍
α-羟基酮化合物是一类非常重要而且应用广泛的化合物。它可以作为具有生物活性的天然产物和医药中间体，也可作为紫外光固化涂料中的光引发剂。同时，α-羟基酮结构单元还是有机合成中应用广泛的合成子。羟基可以作为双键、酯基、羰基、卤代烃等基团温和的反应前体。羰基可以作为羟基、氨基、烷基等基团的反应前体。此外，α-羟基酮化合物还可以衍生化为杂环化合物。因此，α-羟基酮化合物是一类具有重要应用价值的化合物。α-羟基酮结构单元的合成具有重大的研究意义。文献报道的α-羟基酮化合物的合成方法较多。其中，安息香缩合反应是一个经典反应。然而，通过该反应只能得到具有特定结构特点的α-羟基酮化合物，使用范围较小。绝大多数α-羟基酮化合物无法通过安息香缩合反应来得到。其他的合成方法主要可分为直接合成法和间接合成法。直接合成法通过以酮类化合物为原料，通过C-H键的羟基化反应来实现。间接合成法通过酮类化合物先转化为烯醇盐、硅基烯醇醚、烯醇醋酸酯或者烷基烯醇醚，然后发生氧化反应来实现。间接合成法也可以通过酮类化合物发生α-卤代反应，然后进行水解反应来实现。间接合成法过程复杂，不可避免的产生较多废弃物。而直接合成法具有简单、高效、废弃物少的优点，是目前人们研究的重点。直接合成法一般通过氧气(空气)氧化来实现。寻求合适的反应条件，特别是催化剂、碱和溶剂的选择一直是研究的重点。文献(J.Am.Chem.Soc.,2011,133,1760-1762)报道了一种以双核Pd(II)复合物为催化剂，1,3,4,6,7,8-六氢-2H-嘧啶并[1,2-a]嘧啶(hppH)作为配体，氧气作为氧化剂，高化学选择性和区域选择性的实现了酮类化合物的α-羟基化反应。然而，该方法使用的双核Pd(II)复合物、hppH都是结构复杂、制备困难、价格昂贵的原料，不适合工业化生产。CN201310514007.0报道了一种以有机磷(III)化合物为催化剂，碳酸铯作为碱，DMSO作为溶剂，高效合成α-羟基酮化合物的方法。然而，该方法存在较多的缺点：(1)使用的DMSO是高沸点溶剂，溶剂回收困难，反应后产物分离过程较复杂，而且成本较高。(2)碳酸铯价格非常昂贵。(3)使用的1-2当量有机磷(III)化合物催化剂在反应结束后变成有机磷(V)化合物。有机磷(V)化合物与DMSO分离困难，而且分离出来后必须经过还原反应变成有机磷(III)化合物才能重复利用，回收成本非常高。如果不回收利用则会产生大量的含磷废物，造成环保问题。CN201410142396.3报道了一种合成方法，其以碳酸钠作为碱，二异丙基乙胺、二碘化钐和二茂铁的混合物作为助剂，溴化异丙基三苯基膦鎓作为添加剂，DMSO作为溶剂合成α-羟基酮化合物。该方法也有较多的缺点：(1)使用DMSO作为溶剂，反应后产物的分离困难，且成本高。(2)反应体系复杂，使用了多种化合物作为助剂和添加剂。(3)使用的试剂，如二碘化钐、溴化异丙基三苯基膦鎓价格昂贵，回收困难。CN201510033064.6报道了一种以碘单质或者N-溴代丁二酰亚胺(NBS)作为催化剂，二甲亚砜作为氧化剂、羟基源以及溶剂合成α-羟基酮化合物的方法。该方法同样有DMSO作为溶剂带来的问题，而且使用碘单质或者NBS作为催化剂，价格昂贵，且回收困难。综上所述，直接合成法一般选择氧气作为氧化剂，由于氧气较难活化，为了达到较好的收率，现有技术大多使用贵金属(如Pd)配合物，有机磷(III)化合物，或者碘单质作为催化剂，价格昂贵，回收利用成本较高；碱使用的是结构复杂的有机碱或者碳酸铯这种价格昂贵且不常见的无机碱；溶剂大多使用强极性非质子溶剂，后处理复杂，难以实现工业化应用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种反应条件简单、收率高、废弃物排放量少且容易处理、易于工业化的α-羟基酮化合物合成方法。为了达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：一种α-羟基酮化合物的合成方法，在有机溶剂中将催化剂与碱混合，加入羰基化合物(I)后在有氧条件下反应制得α-羟基酮化合物(II)，其中，R1、R2、R3均选自氢、烷基、烷氧基、氨基、芳香基、取代的芳香基、杂环芳香基中的一种；或者，R1和R2相结合共同形成环烷基或被取代的环烷基、苯并环烷基或被取代的苯并环烷基、吲哚环或被取代的吲哚环，此时R3选自氢、烷基、烷氧基、氨基、芳香基、取代的芳香基、杂环芳香基中的一种；或者，R2和R3相结合共同形成环烷基或被取代的环烷基、苯并环烷基或被取代的苯并环烷基、吲哚环或被取代的吲哚环，此时R1选自氢、烷基、烷氧基、氨基、芳香基、取代的芳香基、杂环芳香基中的一种；所述的催化剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠中的一种或两种以上的混合物，优选亚硫酸钠。所述的α-羟基酮化合物优选为：2-羟基-2-苯基环己酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、3-羟基-3-甲基-2-丁酮、1-羟基-1,1-二苯基丙酮、2-羟基-2-甲基-1-(2-噻吩)丙酮、2-羟基-2-甲基-2,3-二氢-1-茚酮、(3S,7R,7aR)-6-苄基-7-(1-羟基-2-氧代环己基)-3-苯基四氢-5H-咪唑并[1,5-c][1,3]噻唑-5-酮。进一步地，所述的碱为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、甲醇钠、乙醇钠、异丙醇钠，优选氢氧化钠。进一步地，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、叔丁醇，优选乙醇。进一步地，所述的α-羟基酮化合物与催化剂的摩尔比为1:0.1～5，优选为1:1～3；α-羟基酮化合物与碱的摩尔比为1:0.1～10，优选为1:0.1～1。进一步地，所述反应的反应温度为0～100℃，优选为10-20℃；反应压力为1～100atm，优选为0.5-1.5atm。进一步地，所述的有氧条件采用空气、氧气或者氧气和氮气混合气体，优选氧气。本专利技术的合成方法与现有技术不同之处在于：1、本专利技术使用醇类作为溶剂，醇类溶剂沸点低，便于回收，而且价格便宜，产物分离过程也较为简单。2、本专利技术使用便宜易得的氢氧化钠(钾)或者醇钠(钾)作为碱，有利于实现工业化生产。3、本专利技术使用常见的无机低价含硫化合物为催化剂，原料易得，价格低廉，废弃物排放量少而且容易处理，易于实现工业化。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术做进一步说明。实施例12-羟基-2-苯基环己酮的合成15℃下，往250ml三口烧瓶中加入氢氧化钠(8g，0.2mol)和乙醇(150ml)，搅拌0.5h。依次加入亚硫酸钠(25.21g，0.2mol)，2-苯基环己酮(34.84g，0.2mol)，接一个1000ml大小的氧气球，搅拌下反应6h。反应结束后，用2M的盐酸将反应液的pH调至7，减压蒸馏除去乙醇。加入50ml水与50ml甲苯，搅拌后静置分液，水层用甲苯萃取(30ml×3)，合并有机相，用无水Na2SO4干燥，过滤，蒸干溶剂，得到黄色固体33.83g，纯度98％，产率为95.13％。1HNMR(600MHz,CDCl3)δ7.40(d,J＝7.7Hz,2H),7.33(t,J＝7.9Hz,1H),7.28(d,J＝7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种α‑羟基酮化合物的合成方法，其特征在于，在有机溶剂中将催化剂与碱混合，加入羰基化合物(I)后在有氧条件下反应制得α‑羟基酮化合物(II)；其中，R

【技术特征摘要】
1.一种α-羟基酮化合物的合成方法，其特征在于，在有机溶剂中将催化剂与碱混合，加入羰基化合物(I)后在有氧条件下反应制得α-羟基酮化合物(II)；其中，R1、R2、R3均选自氢、烷基、烷氧基、氨基、芳香基、取代的芳香基、杂环芳香基中的一种；或者，R1和R2相结合共同形成环烷基或被取代的环烷基、苯并环烷基或被取代的苯并环烷基、吲哚环或被取代的吲哚环，R3选自氢、烷基、烷氧基、氨基、芳香基、取代的芳香基、杂环芳香基中的一种；或者，R2和R3相结合共同形成环烷基或被取代的环烷基、苯并环烷基或被取代的苯并环烷基、吲哚环或被取代的吲哚环，R1选自氢、烷基、烷氧基、氨基、芳香基、取代的芳香基、杂环芳香基中的一种；所述的催化剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠中的一种或两种以上的混合物。2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述的碱为氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、甲醇钠、乙醇钠、异丙醇钠中的一种或两种以上。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：车来滨，张玉红，李天文，张甲春，李其川，
申请(专利权)人：浙江新和成股份有限公司，浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33