一种基于碳-氢键活化的制备四取代呋喃类化合物的方法技术

技术编号:19733222 阅读:39 留言:0更新日期:2018-12-12 02:46
本发明专利技术提供一种基于碳‑氢键活化的制备四取代呋喃类化合物的方法,属有机合成领域。本发明专利技术涉及一种利用C‑H键活化的策略,由β‑酮酸酯和炔丙基类化合物通过[3+2]环加成反应合成四取代呋喃类化合物的方法。采用的铜催化剂是由铜盐与1,10‑氮杂菲类配体在各种极性和非极性溶剂中原位生成。本发明专利技术可以方便地合成各种四取代呋喃类化合物,其收率高达94%。本发明专利技术具有操作简单、原料易得、底物适用范围广、反应活性高等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于碳-氢键活化的制备四取代呋喃类化合物的方法
本专利技术属于有机合成领域,具体涉及一种基于碳-氢键活化的制备四取代呋喃类化合物的方法。
技术介绍
呋喃是一类很重要的五元杂环化合物,很多呋喃环衍生物都具有生物活性和药理活性,广泛应用于医药、农药及生物化学等方面。而多取代呋喃作为呋喃的衍生物,不仅是天然产物、重要药物的结构单元,而且是有机合成的重要中间体[(a)Dean,F.M.NaturallyOccurringOxygenRingCompounds,Butterworths,London,1963,pp.1~28.(b)Donnelly,D.M.X.;Meegan,M.J.InComprehensiveHetero-cyclicChemistry,Vol.4,Ed.:Katrizky,A.R.,PergamonPress,NewYork,1984,pp.657~712.(c)Landquist,J.K.InComprehensiveHeterocyclicChemistry,Vol.1,Ed.:Katrizky,A.R.,PergamonPress,NewYork,1984,pp.144~184.(d)Cacchi,S.J.Organomet.Chem.1999,576,42.(e)Lipshutz,B.H.Chem.Rev.1986,86,795.(f)Wong,H.N.C.;Yang,Y.Tetrahedron1994,50,9583.(g)Lee,H.-K.,Chan,K.-F.,Hui,C.-W.,Yim,H.-K.,Wu,X.-W.,Wong,H.N.C.PureAppl.Chem.2005,77,139.(h)ReichsteinA.,VorthermsS.,BannwitzS.,TentropJ.,PrinzH.,MüllerK.JournalofMedicinalChemistry201255(16),7273-7284.(i)SchulteG.,ScheuerJ.-P.,McConnellJ.-O.Helv.Chim.Acta.1980,63:2159-2167.]。对于四取代呋喃的合成主要有两种途径,一是由非环化合物进行成环反应得到呋喃结构单元;二是对已存在的呋喃环进一步反应得到呋喃衍生物,涉及到的底物主要有以下几类:炔酮、炔醇、烯炔酮、烯炔醇、联烯酮、炔基环氧化物等[(a)MelanieS.B.Wills,RickL.DanheiserJ.Am.Chem.Soc.1998,120,9378-9379.(b)YoshiakiNishibayashi,MasatoYoshikawa,YouichiInada,MarilynDaisyMilton,MasanobuHidai,SakaeUemura.Angew.Chem.Int.Ed.,2003,42,2681-2684.(c)SuhreH.M.,ReifM.,KirschF.S.Org.Lett.2005,7,3925-3927.(d)SydnesK.L.,HolmelidB.,SengeeM.,HansteinM.J.Org.Chem.2009,74,3430-3443.(e)HuJ.,WeiY.B.,TongX.F.Org.Lett.2011,13,3068-3071.(f)SrinivasaReddyMothe,ShermanJunLiangLauw,PrasathKothandaraman,PhilipWaiHongChan.J.Org.Chem.2012,77,6937-6947.(g)MasahiroYoshida,ShokoOhno,andKozoShishido.Chem.Eur.J.2012,18:1604-1607.(h)LiW.B.,ZhangJ.L..Chem.Commun.2010,46:8839-8841.(i)ZhangX.B.,LuZ.,FuC.L.,MaS.M.J.Org.Chem.2010,75:2589-2598.(j)YaoT.L.,ZhangX.X.,Larock.C.L.J.Am.Chem.Soc.2004,126:11164-11165.(k)MaS.M.,YuZ.Q.Angew.Chem.Int.Ed.2002,41,1775-1778.(l)MaS.M.,LuL.H.,ZhangJ.L.J.Am.Chem.Soc.2004,126,9645-9660.]。以上方法通常需要使用贵金属,价格较高且污染严重,因而限制了其应用,因此,发展新的催化体系,来简便、高效地构建四取代呋喃类化合物具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于碳-氢键活化的铜催化的β-酮酸酯和炔丙基类化合物通过[3+2]环加成反应制备四取代呋喃类化合物的方法。本专利技术具有原料易得,操作简单,反应条件易实现,反应活性高等特点。本专利技术提供了一种基于碳-氢键活化的制备四取代呋喃类化合物的方法,在氧化剂的存在下,铜催化剂在反应介质中催化β-酮酸酯类化合物和炔丙基类化合物通过[3+2]环加成反应制备四取代呋喃类化合物。具体步骤为:(1)铜催化剂的制备:氮气保护下,将铜盐与1,10-二氮杂菲类配体按摩尔比1:0.1~10在反应介质中搅拌0.5~2小时制得铜催化剂;(2)四取代呋喃类化合物的制备:将β-酮酸酯类化合物和炔丙基类化合物和氧化剂溶于反应介质中,然后将该溶液在氮气保护下加入到上述搅拌好的铜催化剂的溶液中,回流搅拌反应1~24小时,然后加入酸或碱继续回流反应0.5~8h;反应完毕,减压浓缩至基本无溶剂,硅胶柱层析分离,减压浓缩,真空干燥即得到目标产物;所述铜催化剂与β-酮酸酯类化合物的摩尔比为0.01~100%:1;所述碱添加剂与β-酮酸酯类化合物的摩尔比为0.5~10:1;所述氧化剂与β-酮酸酯类化合物的摩尔比为0~10:1;所述β-酮酸酯类化合物与炔丙基类化合物的摩尔比为1:1~4。所述反应介质为甲醇、乙醇、甲苯、苯、二甲苯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、乙醚、四氢呋喃、二甲基亚砜或N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种,优选为甲醇、乙醇或四氢呋喃中的至少一种。所述四取代呋喃类化合物具有以下结构:式中:式中:R1,R2,R3为C1-C40的烷基、C3-C12的环烷基、带有取代基的C3-C12环烷基、苯基、取代苯基、苄基、取代苄基、含一个或二个以上氧、硫、氮原子的五元或六元杂环芳香基团或酯基中的一种或两种以上;C3-C12环烷基上的取代基、苯基上的取代基和苄基上的取代基为C1-C40烷基、C1-C40的烷氧基、卤素、硝基、酯基或氰基中的一种或两种以上。所述β-酮酸酯类化合物具有以下结构:式中:R1,R2为与上述结构式I中R1,R2相同的基团。所述炔丙基类化合物具有以下结构:式中:R3为与上述结构式I中R3相同的基团。所述铜盐为Cu(OAc)2·H2O、CuSO4·H2O、Cu(OAc)2、CuSO4、Cu(OTf)2、CuCl2、CuOAc、CuCl、CuBr、CuI、CuClO4、CuOTf·0.5C6H6、Cu(CH3CN)4BF4或Cu(CH3CN)4ClO4。优选CuBr2、CuCl2、CuBr、C本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种基于碳‑氢键活化的制备四取代呋喃类化合物的方法,其特征在于:在金属铜催化剂、氧化剂和碱添加剂的存在下,炔丙基类化合物与β‑酮酸酯类化合物反应,在反应介质中回流反应1‑24h,然后加入酸或碱使其转化为四取代呋喃类化合物。

【技术特征摘要】
1.一种基于碳-氢键活化的制备四取代呋喃类化合物的方法,其特征在于:在金属铜催化剂、氧化剂和碱添加剂的存在下,炔丙基类化合物与β-酮酸酯类化合物反应,在反应介质中回流反应1-24h,然后加入酸或碱使其转化为四取代呋喃类化合物。2.按照权利要求1所述的一种基于碳-氢键活化的制备四取代呋喃类化合物的方法,其特征在于:该方法具体步骤如下:(1)铜催化剂的制备:氮气保护下,将铜盐与1,10-氮杂菲类配体按摩尔比1:0.1~10在反应介质中搅拌0.5-2小时制得铜催化剂;(2)四取代呋喃类化合物的制备:将炔丙基类化合物、β-酮酸酯类化合物、氧化剂和碱添加剂溶于反应介质中,然后将该溶液在氮气保护下加入到上述搅拌好的铜催化剂的溶液中,温度为0~120℃,回流反应1-24小时;接着加入酸或碱继续回流搅拌0.5-8h;反应完毕,减压浓缩至基本无溶剂,硅胶柱层析分离,减压浓缩,真空干燥即得到目标产物;所述铜催化剂与β-酮酸酯类化合物的摩尔比为0.01~100%:1;所述碱添加剂与β-酮酸酯类化合物的摩尔比为0~10:1;所述氧化剂与β-酮酸酯类化合物的摩尔比为0~10:1;所述β-酮酸酯类化合物与炔丙基类化合物的摩尔比为1:1~4。3.按照权利要求1或2所述一种基于碳-氢键活化的制备四取代呋喃类化合物的方法,其特征在于:所述反应介质为甲醇、乙醇、甲苯、苯、二甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷、乙醚、四氢呋喃、二甲基亚砜或N,N-二甲基甲酰胺中的至少一种。4.按照权利要求1或2所述一种基于碳-氢键活化的制备四取代呋喃类化合物的方法,其特征在于:所述四取代呋喃类化合物其结构通式为:式中:R1,R2,R3为C1-C40的烷基、C3-C12的环烷基、带有取代基的C3-C12环烷基、苯基、取代苯基、苄基、取代苄基、含一个或二个以上氧、硫、氮原子的五元或六元杂环芳香基团或酯基中的一种或两种以上;C3-C12环烷基上的取代基、苯基上的取代基和苄基上的取代基为C1-C40烷基、C1-C40的烷氧基、卤素、硝基、酯基或氰基中的一种或两种以上。5.按照权利要求1或2所述一种基于碳-氢键活化的制备四取代呋喃类化合物的方法,其特征在于:所述β-酮酸酯具有以下结构:式中:R1,R2为C1-C40的烷基、C3-C12的环烷基、带有取代基的C3-C12环烷基、苯基、取代苯基、苄基、取代苄基、含一个或二个以上氧、硫、氮原子的五元或六元杂环芳香基团或酯基中的一种或两种以上;C3-C12环烷基上的取代基、苯基上的取代基和...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡向平刘振婷
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所
类型:发明
国别省市:辽宁,21

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