一种1,5-二酮化合物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种1,5‑二酮化合物的制备方法，包括：将式Ⅱ结构的环烷醇、式Ⅲ结构的芳香醛、催化剂、氧化剂及溶剂加入混合，形成反应体系，反应完成后经后处理得到式Ⅰ结构的1,5‑二酮化合物；其中，式II中，n＝2，R为苯基、对甲氧基苯基、对甲基苯基、苄基、氟、氯中的一种。本发明专利技术通过其开环形成的自由基对醛进行分子间加成、1,2‑氢原子转移、单电子氧化和脱质子的串联历程得以实现，该制备方法简单、有效地实现了式Ⅰ结构的1,5‑二酮化合物的合成。

【技术实现步骤摘要】
一种1,5-二酮化合物的制备方法
本专利技术涉及1,5-二酮化合物的制备
，具体涉及一种1,5-二酮化合物的制备方法。
技术介绍
1,4-二酮及1,5-二酮化合物是重要的有机合成中间体，被广泛用于药物合成、组合化学、材料科学、精细化工等领域。同时，在一些全合成反应研究中，1,4-二酮及1,5-二酮化合物结构单元的构建也是化学家们研究的热点内容。1,4-二酮可以合成许多具有生理活性的五元杂环甚至更多元的杂环化合物和其它多功能性化合物。最常见的1,4-二酮化合物的应用是通过Paal-Knorr方法合成诸如呋喃、噻吩、吡咯等系列五元杂环化合物。1,4-二酮化合物也是合成具有环戊烯酮型天然产物的重要原料或前体化合物。同时，1,5-二酮也可以合成许多具有生理活性的六元吡啶类杂环化合物。目前，已有很多关于1,4-二酮化合物的合成方法报道，其中最经典的1,4-二酮化合物的合成能是通过“羰基负离子”对α,β-不饱和羰基化合物的Micheal加成而获得的。而最经典的1,5-二酮化合物的合成则是通过烯醇化合物对α,β-不饱和羰基化合物的Micheal加成而获得。此外，利用卤代酮的亲核取代反应，过渡金属催化交叉偶联反应，烯醇的氧化偶联反应、烯烃的自由基加成等都可以合成1,4-二酮或1,5-二酮化合物。研究表明，利用环丙醇或环丁醇的开环可以实现1，4-二酮或1，5-二酮的合成。2013年，cha等人利用钯催化环丙醇与酰氯的交叉偶联反应实现了1，4-二酮化合物的合成，具体反应式如下所示：最近，上海有机所张国柱通过串联反应策略以烯基环丁醇为底物，三级醇导向发生氢金属化，随后四元环开环，最后发生还原消除得到1,5-二酮化合物，具体反应式如下所示：
技术实现思路
本专利技术提供了一种1,5-二酮化合物的制备方法，首次完成了环烷醇对醛的分子间氧化自由基加成，反应通过银催化实现了环丙醇或环丁醇开环、自由基对醛的分子间加成、1,2-氢原子转移、单电子氧化和脱质子的串联历程得以实现。一种1,4-二酮化合物的制备方法，包括如下步骤：将式Ⅱ结构的环烷醇、式Ⅲ结构的芳香醛、催化剂、氧化剂及溶剂加入混合，形成反应体系，反应完成后经后处理得到式Ⅰ结构的1,4-二酮化合物；其中，式II中，n＝1，R为苯基、对甲氧基苯基、对甲基苯基、苄基、中的一种，式Ⅰ中n、R与式Ⅱ中n、R具有相同含义。当n＝1时，式Ⅱ结构的环烷醇为环丙醇，通过该方法用于制备1,4-二酮化合物。所述的式Ⅲ结构的芳香醛为对甲酰基苯甲酸甲酯。一种1,5-二酮化合物的制备方法，包括如下步骤：将式Ⅱ结构的环烷醇、式Ⅲ结构的芳香醛、催化剂、氧化剂及溶剂加入混合，形成反应体系，反应完成后经后处理得到式Ⅰ结构的1,5-二酮化合物；其中，式II中，n＝2，R为苯基、对甲氧基苯基、对甲基苯基、苄基、氟、氯中的一种，式Ⅰ中n、R与式Ⅱ中n、R具有相同含义。当n＝2时，式Ⅱ结构的环烷醇为环丁醇，通过该方法用于制备1,5-二酮化合物。所述的式Ⅲ结构的芳香醛为苯甲醛、对甲酰基苯甲酸甲酯、对氰基苯甲醛中的一种。涉及的主要1,4-二酮化合物及1,5-二酮化合物的合成具体合成路线如下所示：从式Ⅱ结构的环丙醇或环丁醇出发，通过其开环形成的自由基对醛进行分子间加成、1,2-氢原子转移、单电子氧化和脱质子的串联历程得以实现，该制备方法简单、有效地实现了式Ⅰ结构的1,4-二酮及1,5-二酮化合物的合成。所述的反应体系的反应条件为：反应温度为45℃～55℃，反应时间为10h～14h，进一步优选，反应温度为50℃，反应时间为12h。所述的催化剂为硝酸银，所述的氧化剂为过硫酸钠，所述的溶剂为二甲亚砜水溶液，所述的二甲亚砜水溶液的质量百分数为45％～55％，进一步优选为50％。所述的式Ⅱ结构的环烷醇、式Ⅲ结构的芳香醛、催化剂及氧化剂的摩尔比为3：0.8～1.2：0.08～0.15：2～4，进一步优选为3：1：0.1：3。所述的后处理包括：采用加水淬灭、萃取、有机相经洗涤、干燥和柱层析分离。所述的萃取采用乙酸乙酯作为萃取剂。所述的洗涤采用饱和食盐水洗涤。所述的干燥采用无水硫酸钠干燥。所述的柱层析分离的条件为：硅胶300-400目，洗脱液：石油醚/乙酸乙酯的体积比为5/1。所述的1,4-二酮化合物可采用现有技术很好地用于含噻吩、呋喃、吡咯五元杂环结构的化合物合成中，反应式如下所示：所述的1,5-二酮化合物可采用现有技术很好地用于含吡啶结构的六元杂环化合物合成中，反应式如下所示：同现有技术相比，本专利技术具有如下优点：1、一步实现1,4-二酮及1,5-二酮化合物的合成，合成效率显著提高，原子和步骤经济性高。2、通过环烷醇开环形成的自由基对醛进行分子间加成、1,2-氢原子转移、单电子氧化和脱质子的串联历程得以实现。该反应首次将醛作为自由基受体来进行反应。3、开发的新方法能同时兼容1,4-二酮及1,5-二酮化合物的合成。4、反应均在室温下进行，条件温和，操作简单，底物适用范围广，官能团兼容性好，且所形成的1,4-二酮及1,5-二酮化合物可以很好的应用于五元及六元杂环化合物的合成中，具有良好应用前景；故本专利技术具有较大的理论创新价值以及实施价值。具体实施方式实施例1取一支反应管，称入1-苯基环丙醇1a(100.5mg,0.75mmol)，对甲酰基苯甲酸甲酯2a(41.0mg,0.25mmol)，硝酸银(4.2mg,0.025mmol)，过硫酸钠(Na2S2O8，177.8mg,0.75mmol)，随后加入3mL质量百分数50％二甲基亚砜水溶液形成反应体系。该体系在室温50℃下搅拌12h后，加10mL水淬灭，用乙酸乙酯(10mL)萃取三次，合并后用饱和食用水洗涤有机相，无水硫酸钠干燥。有机相浓缩后用硅胶(300-400目)柱层析分离(洗脱液：石油醚/乙酸乙酯的体积比为5/1)得到45.1mg白色固体，收率61％，产物为结构式3aa所示的1,4-二酮。其波谱分析1HNMR(600MHz,CDCl3)δ3.43-3.52(m,4H),3.95(s,3H),7.46-7.50(m,2H),7.56-7.60(m,1H),8.02-8.16(m,6H)；13CNMR(151MHz,CDCl3)δ32.5,32.8,52.4,128.0,128.0,128.6,129.8,133.2,133.8,136.6,139.9,166.2,198.2,198.4；HRMS(ESI)calcdforC18H16O4Na(M+Na)+319.0941,found319.0924。反应式如下：实施例2除用结构式1b所示的1-对甲氧基苯基环丙醇代替实施例1中结构式1a所示的1-苯基环丙醇外，其余操作步骤同实施例1，产物为结构式3ba所示的1,4-二酮，产率：62％，白色固体；产物波谱分析1HNMR(600MHz,CDCl3)δ3.41-3.48(m,4H),3.88(s,3H),3.96(s,3H),6.92-6.98(m,2H),7.99-8.04(m,2H),8.09(d,J＝8.4Hz,2H),8.14(d,J＝8.4Hz,2H)；13CNMR(151MHz,CDCl3)δ32.2,33.0,52.4,55.5,113.7,128.0,129.7,129.8,13本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种1,5‑二酮化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将式Ⅱ结构的环烷醇、式Ⅲ结构的芳香醛、催化剂、氧化剂及溶剂加入混合，形成反应体系，反应完成后经后处理得到式Ⅰ结构的1,5‑二酮化合物；

【技术特征摘要】
1.一种1,5-二酮化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将式Ⅱ结构的环烷醇、式Ⅲ结构的芳香醛、催化剂、氧化剂及溶剂加入混合，形成反应体系，反应完成后经后处理得到式Ⅰ结构的1,5-二酮化合物；其中，式II中，n＝2，R为苯基、对甲氧基苯基、对甲基苯基、苄基、氟、氯中的一种，式Ⅰ中n、R与式Ⅱ中n、R具有相同含义。2.根据权利要求1所述的1,5-二酮化合物的制备方法，其特征在于，所述的式Ⅲ结构的芳香醛为苯甲醛、对甲酰基苯甲酸甲酯、对氰基苯甲醛中的一种。3.根据权利要求1所述的1,5-二酮化合物的制备方法，其特征在于，所述的反应体系的反应条件为：反应温度为45℃～55℃，反应时间为10h～14h。4.根据权利要求1所述的1,5-二酮化合物的制备方法，其特征在于，所述的催化剂为硝酸银，所述的氧化剂为过硫酸钠，所述的溶剂为二甲亚砜水溶液。5.根据权利要求4所述的1,5-二...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗芳，车超，朱钢国，张峻华，舒陈云，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33