3-芳基丙炔酸类及3-芳基丙炔酸酯类化合物的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种3‑芳基丙炔酸类化合物的制备方法：将式(Ⅰ)所示的苯乙炔类化合物与二氧化碳在碱的作用下，在溶剂二甲亚砜中在40‑70℃下进行反应，得到式(Ⅱ)所示的3‑芳基丙炔酸类化合物，以上反应在常压下且无水、无氧的惰性气氛中进行，反应路线如下：

Preparation of 3- aryl propionic acids and 3- aryl acetylene esters

The present invention relates to a preparation method of 3_aryl propargylic acid compounds: the phenylacetylene compounds shown in formula (I) are reacted with carbon dioxide in the solvent dimethyl sulfoxide under the action of alkali at 40_70 temperture to obtain the 3_aryl propargylic acid compounds shown in formula (II), which are anhydrous and anhydrous under normal pressure. In the inert atmosphere of oxygen, the reaction route is as follows:

【技术实现步骤摘要】
3-芳基丙炔酸类及3-芳基丙炔酸酯类化合物的制备方法
本专利技术涉及有机合成领域，尤其涉及一种3-芳基丙炔酸类及3-芳基丙炔酸酯类化合物的制备方法。
技术介绍
3-芳基丙炔酸类化合物作为重要的中间体在药物分子、生物活性分子和导电高分子的制备中具有广泛的应用。为了得到丙炔酸，第一种传统的合成路线是以对应的末端炔为起始原料，经过甲醛加成然后氧化得到目标产物。第二种方法是在一氧化碳、烷氧金属化物和氧化剂的作用下得到丙炔酸酯，随后水解得到相应的丙炔酸。第三种，利用二氧化碳插入末端炔烃的直接羧化反应也比较成熟，是将端基炔制成格氏试剂或者锂试剂，然后再与二氧化碳反应。这些方法中前两种分别选择了甲醛和一氧化碳作为C1砌块，而甲醛的成本相对较高且有毒，一氧化碳也具有毒性，因此制约了这两种方法的发展。同为C1砌块，二氧化碳则具有无毒、易得和可再生等优点。但是格氏试剂或锂试剂法最大的缺点是不能够直接制备带有其他易受影响的基团的丙炔酸，需要增加保护和脱保护的步骤。所以发展条件温和、操作简便、原子经济性高的末端炔烃和二氧化碳的羧化反应是十分有必要的。目前关于制备3-芳基丙炔酸类化合物的报道主要有以下几种：(1)2010年，Gooβen课题组利用邻二氮杂菲亚铜配合物首次实现了端基炔C-H键二氧化碳插入反应。他们发现将预先制备的炔基铜和二氧化碳定量反应可以得到丙炔酸铜化合物，但是在较低的温度下(35℃)发生了剧烈分解，而Cu(I)配合物的加入可以得到较高的产率，证明了Cu(I)配合物可以有效抑制逆向脱羧反应的发生。此外，他们还发现过高的反应温度(>50℃)会导致产率下降(GoossenL.J.,RodriguezN.,ManjolinhoF.,LangeP.P.,Adv.Synth.Catal.2010,352,2913-2917.)。(2)同年，YugenZhang课题组制备了一种氮杂环卡宾铜配合物，该催化剂具有较高的催化活性。反应可以在室温(25℃)，一个大气压二氧化碳的条件下进行，且基本能得到令人满意的产率，但是带有吸电子取代基的芳香族端基炔产率并不十分理想。在调节氮杂环卡宾配体和氯化亚铜的加料比时，他们意外地发现过量的氯化亚铜会导致产率的急剧下降，这表明游离的卡宾在反应中起到了至关重要的作用(YuD.,ZhangY.,P.Natl.Acad.Sci.USA.2010,107(47),20184-20189,S20184/1-S20184/6.)。(3)2011年，Wen-ZhenZhang课题组研究发现AgI也可以起到类似的作用。AgI的一大优势就是可以避免使用复杂而且昂贵的配体。其反应条件较为温和，可以得到中等至高的产率，但是美中不足的是需要2个大气压的二氧化碳。此外，他们比较了不同阴离子银盐，结果显示产率没有明显的变化，证明Ag+是保证反应的关键(ZhangX.,ZhangW.Z.,RenX.,ZhangL.L.,LuX.B.,Org.Lett.2011,13(9),2402-2405.)。(4)2012年，Gooβen课题组在Wen-ZhenZhang工作基础上筛选得到活性更高的AgBF4，经过条件优化将二氧化碳压力较之前降低至1bar，催化剂用量减少至500ppm，仍然可以得到满意的产率。但是这样的反应体系对于溶剂有较高依赖，除了DMSO，其他的溶剂中均只有低至中等产率(ArndtM.,RistoE.,KrauseT.,GoossenL.J.,ChemCatChem.2012,4,484-487.)。(5)2015年，苏州大学赵蓓课题组探究了稀土金属作为中心金属的催化剂在这个反应中的应用。他们合成了一种环己基桥连酰胺基稀土胺化物，并研究了这种催化剂在端基炔羧化反应中的催化活性，发现在40℃和一个大气压的条件下能够以优秀的产率得到丙炔酸类化合物。但是利用上述方法不能进一步获得相应的炔酸酯(ChengH.,ZhaoB.,YaoY.,LuC.,GreenChem.2015,17,1675-1682.)。作为丙炔酸的衍生物，3-芳基丙炔酸酯同样作为中间体在药物分子或生物活性分子的合成中有广泛的应用。目前关于其制备方法的报道主要有以下几种：(1)2012年，KiyofumiInamoto团队利用CuI和膦配体作为催化剂，3当量Cs2CO3，DMA作为溶剂，一个大气压和室温的条件下实现了端基炔、二氧化碳和卤代烃三组分偶联生成丙炔酸酯(K.Inamoto,N.Asano,K.Kobayashi,M.Yonemoto,Y.Kondo,Org.Bio.Chem.2012,10,1514-1516.)。(2)同年，Wen-ZhenZhang团队利用他们之前在端基炔和二氧化碳羧化反应中发展的AgI催化剂体系，也实现了端基炔、CO2及卤代烃的偶联，但是其二氧化碳压力高达15个大气压，对反应设备的要求很高(X.Zhang,W.Z.Zhang,L.L.Shi,C.Zhu,J.L.Jiang,X.B.Lu,Tetrahedron2012,68,9085-9089.)。(3)2013年，Liang-NianHe团队同样使用CuI催化剂体系，但是他们将溶剂替换为环境更友好的碳酸乙烯酯(EC)，在1.2当量Cs2CO3，一个大气压和80℃条件下也得到了高产率(B.Yu,Z.F.Diao,C.X.Guo,C.L.Zhong,L.N.He,Y.-N.Zhao,Q.-W.Song,A.-H.Liu,J.Q.Wang,GreenChem.2013,15,2401-2407.)。(4)2015年，Liang-NianHe团队还发现，Cu(I)结构的离子液体可以在室温和常压下催化端基炔、二氧化碳和卤代烃的偶联，表现出了很高的催化活性。(J.N.Xie,B.Yu,Z.H.Zhou,H.C.Fu,N.Wang,L.N.He,TetrahedronLett.2015,56,7059-7062.)综上，虽然这些催化体系都能有效合成3-芳基丙炔酸及其酯类化合物，但是这些体系中亦存在很多问题，如：反应过程需使用催化剂，所使用的过渡催化剂的品种少、稀土金属催化剂结构较复杂，反应体系高压，底物的拓展范围小等等。因此，寻找一种无催化剂参与、反应条件温和、底物普适性好的制备方法以高收率地合成3-芳基丙炔酸及其酯类化合物具有重大意义。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种3-芳基丙炔酸类及3-芳基丙炔酸酯类化合物的制备方法，该方法高效且可一锅法制备上述化合物，无需过渡金属或者稀土金属催化剂的催化，常压下反应，条件温和，底物普适性好。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：在一方面，本专利技术提供了一种3-芳基丙炔酸类化合物的制备方法，包括以下步骤：将式(Ⅰ)所示的苯乙炔类化合物与二氧化碳(CO2)在碱的作用下，在溶剂二甲亚砜(DMSO)中在40-70℃下反应12-24h，得到式(Ⅱ)所示的3-芳基丙炔酸类化合物，碱为有机碱和/或无机弱碱，以上反应在常压下且无水、无氧的惰性气氛中进行，反应路线如下：其中，R1选自氢、烷基、烷氧基、苯基、硝基或卤素。优选地，烷基为C1-C4烷基；烷氧基为C1-C4烷氧基。进一步地，卤素为氟、氯、溴或碘。进一步地，有机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3‑芳基丙炔酸类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将式(Ⅰ)所示的苯乙炔类化合物与二氧化碳在碱的作用下，在溶剂二甲亚砜中在40‑70℃下进行反应，得到式(Ⅱ)所示的3‑芳基丙炔酸类化合物，所述碱为有机碱和/或无机弱碱，以上反应在常压下且无水、无氧的惰性气氛中进行，反应路线如下：

【技术特征摘要】
1.一种3-芳基丙炔酸类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将式(Ⅰ)所示的苯乙炔类化合物与二氧化碳在碱的作用下，在溶剂二甲亚砜中在40-70℃下进行反应，得到式(Ⅱ)所示的3-芳基丙炔酸类化合物，所述碱为有机碱和/或无机弱碱，以上反应在常压下且无水、无氧的惰性气氛中进行，反应路线如下：其中，R1选自氢、烷基、烷氧基、苯基、硝基或卤素。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述有机碱为1,8-二氮杂二环[5.4.0]十一碳-7-烯、叔丁醇钾、二异丙基胺基锂和正丁基锂中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述无机弱碱为碳酸铯。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述碱为有机碱和无机弱碱，所述有机碱为1,8-二氮杂二环十一碳，所述无机弱碱为氯化铯或碳酸铯。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：式(Ⅰ)所示的苯乙炔类化合物与碱的摩尔比为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵蓓，王壮，陆语欣，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32