一种双环环丙烷化合物的合成方法技术

本发明专利技术属于有机合成技术领域，公开了一种双环环丙烷化合物的合成方法。在反应器中，加入以带有酰胺官能团的1,6或1,7-烯炔为底物，钯催化剂，氧化剂，溶剂及有机碱，室温下搅拌反应10min～2h，反应结束后用乙酸乙酯萃取，合并有机相干燥，过滤，减压蒸去溶剂得粗产物，经柱层析提纯得到双环环丙烷化合物。本发明专利技术的合成方法操作安全简单，避免了强氧化剂的使用所产生的副产物，并从水分子中获取一个氧原子，原子经济性高，环境友好，底物适用范围广，具有潜在的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种双环环丙烷化合物的合成方法
本专利技术属于有机合成
，具体涉及一种双环环丙烷化合物的合成方法。
技术介绍
近年来，钯催化的偶联反应，尤其是氧化偶联已经成为构建碳碳键与碳杂键的重要手段之一。而根据文献报道，PdII/Pd0的催化过程很难通过SN2类型的还原消除来结束，往往是在强氧化剂(如醋酸碘苯)的条件下通过高价钯中间体来实现，(E.J.Sorensen,etal.J.Am.Chem.Soc.2005,127,7690；K.J.etal.J.Am.Chem.Soc.2005,127,14586；M.S.Sanford,etal,J.Am.Chem.Soc.2006,128,14047.)，其中以碳作为亲核试剂的例子更是少见。(M.S.Sanford,etal,J.Am.Chem.Soc.2007,129,5836；etal.J.Am.Chem.Soc.2007,129,4906；M.S.Sanfordetal.Tetrahedron2009,65,3211)。另一方面，环丙烷类衍生物是一类重要的具有生物活性的分子骨架，存在于天然产物与人工合成分子当中。(H.N.C.Wong,etal.Chem.Rev.1989,89,165；H.U.Reissig,etal.Chem.Rev.2003,103,1151)。其中，双环环丙烷的合成方法相对较少，据报道通过过渡金属(如铜，金，钌，铑，钯)催化的方法可以有效实现,并且所合成的双环骨架也不尽相同。(M.P.Bertrand，R.Nouguier,etal.J.Org.Chem.1996,61,3205；L.F.Veiros,N.Maulide,etal.J.Org.Chem.,2015,80,5719；S.Chanthamath,etal.Org.Lett.,2015,17,2792；G.Dong,etal.Tetrahedron,2015,71,4478；H.Ohno,T.Tanaka,etal.Org.Lett.,2003,5,4763；M.S.Sanford,etal.,J.Am.Chem.Soc.2007,129,5836)因此，高效，便捷，底物范围广的新型双环环丙烷骨架的合成策略的开发，依然是该领域的研究热点。而通过分子内的亲核钯化启动，在非高价钯的条件下通过C原子的亲核来猝灭钯中间体实现双环环丙烷的合成，这样的例子尚未见报道。
技术实现思路
为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本专利技术的目的在于提供一种双环环丙烷化合物的合成方法。本专利技术目的通过以下技术方案实现：一种双环环丙烷化合物的合成方法，包括以下步骤：在反应器中，加入带有酰胺官能团的1,6或1,7-烯炔化合物为底物，钯催化剂，氧化剂，溶剂及有机碱，室温下搅拌反应10min～2h，反应结束后用乙酸乙酯萃取，合并有机相干燥，过滤，减压蒸去溶剂得粗产物，经柱层析提纯得到双环环丙烷化合物，其反应方程式如下：其中，n＝1或2；R1为4-溴基、4-甲基、4-氰基、5-氯基或5-甲基；R2为氢、甲基、2-溴苯基、噻吩、苄基或丙烯基；R3为氢、甲基或甲氧基羰基；R4为氢、甲基、甲氧基羰基或苯基；X为对甲苯磺酰胺基(NTs)、甲磺酰胺基(NMs)、氧(O)或丙二酸甲酯(C(COOMe)2)。所述的底物可参考文献1(Q.Wang,etal.Org.Lett.2013,15,3274)进行合成，其合成路线如图1所示。优选地，所述的钯催化剂为氯化钯或醋酸钯；钯催化剂的加入量与底物的摩尔比为0.1:1。优选地，所述的氧化剂为二水氯化铜、溴化铜、醋酸铜或醋酸银；氧化剂的加入量与底物的摩尔比为2:1。优选地，所述的溶剂为乙腈、四氢呋喃或乙酸。优选地，所述的有机碱为三乙烯二胺或三乙胺；有机碱的加入量与底物的摩尔比为0.2:1。所述的柱层析提纯是以石油醚与乙酸乙酯的体积比为(1～10):1的混合溶剂为洗脱液的柱层析提纯。本专利技术的原理为：以带有酰胺官能团的1,6或1,7-烯炔为原料，在钯，氧化剂及碱的共同作用下，经历炔烃亲核钯化，烯烃插入，碳亲核进攻二价钯中间体这一系列串联反应一步合成双环环丙烷。本专利技术的制备方法具有如下优点及有益效果：(1)本专利技术的合成方法避免了强氧化剂如醋酸碘苯的使用，减少了其所带来的副产物，使原本需要高价钯的反应过程在二价钯的情况下就可以实现，方法简单易行，条件温和，操作安全；(2)本专利技术的合成方法原子经济性高，对功能团适应性好，对底物适应性广，环境友好，具有良好的工业应用前景。附图说明图1为本专利技术合成所用底物的合成路线图；图2是实施例3所得产品的氢谱图；图3是实施例3所得产品的碳谱图；图4是实施例5所的产品的氢谱图；图5是实施例5所的产品的碳谱图；图6是实施例7所的产品的氢谱图；图7是实施例7所的产品的碳谱图。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。以下实施例中所使用的底物按照图1所示的合成路线进行合成，图1中的化合物a和化合物b可参照文献1(Q.Wang,etal.Org.Lett.2013,15,3274)或文献2(S.Zhu,etal.Angew.Chem.Int.Ed.2012,51,10861)进行合成；由图1中的化合物c制备得到底物的过程如下：将化合物c溶解在二氯甲烷中，加入1.5当量三乙胺，零度下加入酸酐或者酰氯，再在室温下搅拌，通过TLC检测，反应结束后减压旋干溶剂，通过柱层析分离即可得到底物原料。实施例1在反应管中加入0.1毫摩尔N-(2-(3-(N-烯丙基-4-甲苯)磺酰胺基)丙基-1-炔-1-基)苯基)乙酰胺、0.01毫摩尔氯化钯、0.2毫摩尔二水合氯化铜、0.02毫摩尔三乙烯二胺，1毫升乙腈，在室温下搅拌反应20分钟后，停止搅拌。加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机相干燥，过滤，减压蒸去溶剂，再通过柱层析分离纯化，得到目标产物，所用的柱层析洗脱液为体积比为3：1的石油醚：乙酸乙酯混合溶剂，产率89％。实施例2在反应管中加入0.1毫摩尔N-(2-(3-(N-烯丙基-4-甲苯)磺酰胺基)丙基-1-炔-1-基)4-甲苯基)乙酰胺、0.01毫摩尔氯化钯、0.2毫摩尔二水合氯化铜、0.02毫摩尔三乙烯二胺，1毫升乙腈，在室温下搅拌反应20分钟后，停止搅拌。加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机相干燥，过滤，减压蒸去溶剂，再通过柱层析分离纯化，得到目标产物，所用的柱层析洗脱液为体积比为3：1的石油醚：乙酸乙酯混合溶剂，产率78％。实施例3在反应管中加入0.1毫摩尔N-(2-(3-(N-烯丙基-4-甲苯)磺酰胺基)丙基-1-炔-1-基)4-溴苯基)乙酰胺、0.01毫摩尔氯化钯、0.2毫摩尔二水合氯化铜、0.02毫摩尔三乙烯二胺，1毫升乙腈，在室温下搅拌反应20分钟后，停止搅拌。加入水，用乙酸乙酯萃取，合并有机相干燥，过滤，减压蒸去溶剂，再通过柱层析分离纯化，得到目标产物，所用的柱层析洗脱液为体积比为3：1的石油醚：乙酸乙酯混合溶剂，产率91％。本实施例所得产物的氢谱图和碳谱图分别如图2和图3所示，其结构表征数据如下：IR(KBr):3334,2927,1688,1597,1573,1506,1345,1289,1163cm-1.1HNMR(40本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双环环丙烷化合物的合成方法，其特征在于包括以下步骤：在反应器中，加入带有酰胺官能团的1,6或1,7‑烯炔化合物为底物，钯催化剂，氧化剂，溶剂及有机碱，室温下搅拌反应10min～2h，反应结束后用乙酸乙酯萃取，合并有机相干燥，过滤，减压蒸去溶剂得粗产物，经柱层析提纯得到双环环丙烷化合物，其反应方程式如下：其中，n＝1或2；R1为4‑溴基、4‑甲基、4‑氰基、5‑氯基或5‑甲基；R2为氢、甲基、2‑溴苯基、噻吩、苄基或丙烯基；R3为氢、甲基或甲氧基羰基；R4为氢、甲基、甲氧基羰基或苯基；X为对甲苯磺酰胺基、甲磺酰胺基、氧或丙二酸甲酯。

【技术特征摘要】
1.一种双环环丙烷化合物的合成方法，其特征在于包括以下步骤：在反应器中，加入带有酰胺官能团的1,6或1,7-烯炔化合物为底物，钯催化剂，氧化剂，溶剂及有机碱，室温下搅拌反应10min～2h，反应结束后用乙酸乙酯萃取，合并有机相干燥，过滤，减压蒸去溶剂得粗产物，经柱层析提纯得到双环环丙烷化合物，其反应方程式如下：其中，n＝1或2；R1为4-溴基、4-甲基、4-氰基、5-氯基或5-甲基；R2为氢、甲基、2-溴苯基、噻吩、苄基或丙烯基；R3为氢、甲基或甲氧基羰基；R4为氢、甲基、甲氧基羰基或苯基；X为-O-或2.根据权利要求1所述的一种双环环丙烷化合物的合成方法，其特征在于：所述的钯催化剂为氯化钯或醋酸钯。3.根据权利要求1所述的一种双环环丙烷化合物的合成方法，其特征在于：所述钯催化剂的加入量与底物的摩尔比为0....

【专利技术属性】
技术研发人员：江焕峰，郑佳，伍婉卿，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44