一种2-取代-1，4-萘醌类化合物的合成方法技术

本发明专利技术公开一种2-取代-1，4-萘醌类化合物的合成方法：式I所示的2-炔基苯乙酮类化合物为原料，在铜催化剂的作用下，以Selectfluor为氧化剂，加入碱性物质，在乙腈和水的混合溶剂中，70℃下搅拌反应10-24小时，反应结束反应液后处理制备得到式II所示的2-取代-1，4-萘醌类化合物。本发明专利技术的合成方法原料可变，衍生物多，催化剂价廉易得，成本大大降低，且无污染；所使用的氧源为水和Selectfluor；反应条件温和，节约能源消耗；此外，还具有产率高，底物普适性强，后处理操作简便等特点。

【技术实现步骤摘要】
(一)
本专利技术属于有机化合物合成
，具体涉及一种2-取代-1，4-萘醌类化合物的合成方法。(二)
技术介绍
萘醌类化合物是一类广泛存在于自然界中的小分子化合物,由于其具有多样生物活性，广泛应用于医药、农药和染料等多相领域。萘醌是精细化工中的重要原料,被应用于染料、医药、香料、农药、增塑剂等的中间体,是合成橡胶、树脂的聚合调节剂,合成新型造纸蒸煮助剂的重要物质。同时萘醌类化合物又具有良好的防腐、杀菌和抗紫外线功能，被应用于染料中间体。不仅如此，许多萘醌类化合物显示出独特的抗肿瘤作用，如紫草素、胡桃醌、兰雪醌、维生素K3、沙尔威辛(salvicine)等，人们合成了大量萘醌衍生物,发现了一些有开发前途的抗肿瘤药,有的已经进入临床研究阶段。总之，关于萘醌类化合物的合成有很大的研究价值。合成2-芳基-1，4-萘醌及其衍生物的相关文献报道很多，以1，4-萘醌为原料，通过C-C键偶联进行芳基化合成2-芳基-1，4-萘醌的为目前较为通用的路线，其中包括萘醌与苯硼酸、芳烃、苯基金属卤化物、苯肼和苯胺的芳基化反应。也有极少数以1-芳基萘、苯乙炔为原料，通过氧化、偶联合成2-芳基-1，4-萘醌。目前，现有的合成芳基萘醌的方法存在着以下几点不足：(1)普遍使用一些较为昂贵的、有污染的过渡金属催化剂，且无法回收利用，(参见KamalMDawood.等人.Tetrahedron，2007，63(39)：9642-9645；YutaFujiwara.等人.J.Am.Chem.Soc.，2011，133(10)：3292-3295；等。(2)反应选择性低、普适性差且收率低(参见PravinPatil等人.J.Org.Chem.，2014，79，2331-2336；Mar1′aTeresaMolina等人.Org.Lett.，2009，21(11))等。(3)反应时间长、后处理复杂，且污染严重(参见YutaFujiwara等人.J.Am.Chem.Soc.，2011，133(10)：3292-3295)等。(4)原料来源单一，对衍生物的合成具有很大局限性。鉴于以上存在的问题，探索更加绿色环保、催化剂廉价易得、反应低毒高效的方法对芳基萘醌类化合物的发展具有显著意义。(三)
技术实现思路
专利技术目的：针对现有技术中存在的不足，本专利技术旨在提供一种制备2-取代-1，4-萘醌类化合物的方法，克服现有技术的缺点，以廉价易得的邻取代炔基苯乙酮为原料替代局限性很大的1，4-萘醌等、以Cu粉替代昂贵的贵金属、以廉价低毒的氧化剂Selectfluor、在碱乙酸钾的条件下，以乙腈和水(V/V＝1:1)为溶剂实现温和高效的2-取代-1，4-萘醌的合成。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案是：一种2-取代-1，4-萘醌类化合物的合成方法，所述方法为，式I所示的2-炔基苯乙酮类化合物为原料，在铜催化剂作用下，以Selectfluor为氧化剂，加入碱性物质，在乙腈和水的混合溶剂中，70℃下搅拌反应10-24小时，反应结束后，反应液后处理制备得到式II所示的2-取代-1，4-萘醌类化合物；式I或式II中，苯环上的H不被取代或被单取代基R1取代，所述R1为C1～C3的烷基、C1～C5的烷氧基、羟基或卤素；优选苯环上的H不被取代或被单取代基R1取代，所述R1为甲氧基，更优选为5-甲氧基。式I或式II中，R2为C1～C6的烷基、C1～C5的烷氧基、苯基、萘基或取代苯基，所述取代苯基为苯环上有1个取代基的苯基，所述取代基为C1～C3的烷基、C1～C5的烷氧基、羟基或卤素；优选R2为苯基、萘基、甲基苯基、甲氧基苯基或氯代苯基，更优选R2为苯基、萘基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基或2-氯苯基；式I或式II中，R3为H或者C1～C2的烷基、卤素或者苯基，优选R3为H或甲基。所述铜催化剂为铜粉、氯化亚铜、溴化亚铜、氰化亚铜或氯化铜，优选铜粉。所述Selectfluor中文全名为1-氯甲基-4-氟-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷二(四氟硼酸)盐，这是本领域技术人员公知的。所述碱性物质为乙酸钾、碳酸钾或甲酸钾，优选乙酸钾。所述铜催化剂的物质的量用量为式I所示的2-炔基苯乙酮类化合物的物质的量的3％～30％，优选5％-20％，最优选10％。所述铜粉的物质的量用量为式I所示的2-炔基苯乙酮类化合物的物质的量的3％～30％，优选5％-20％，最优选10％。所述Selectfluor的物质的量用量为式I所示的2-炔基苯乙酮类化合物的物质的量的1～3倍，优选为2倍。所述碱性物质的物质的量用量为式I所示的2-炔基苯乙酮类化合物的物质的量的0.5～2倍，优选为1倍。所述乙腈和水的混合溶剂中，乙腈、水的体积比为1～100：1，优选1～5：1，最优选为1：1。所述乙腈和水的混合溶剂的体积用量一般以式I所示的2-炔基苯乙酮类化合物的物质的量计为8～20mL/mmol，优选10～20mL/mmol。本专利技术所述反应的时间优选为12～16小时，最优选12小时。本专利技术所述反应液后处理方法为：反应结束后，所得反应液中加入柱层析硅胶，减压蒸馏除去溶剂，剩余混合物装柱，经柱层析分离，以石油醚、乙酸乙酯体积比为10:1的混合溶剂作为洗脱剂，收集含有产物的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂得到式II所示的2-取代-1，4-萘醌类化合物。本专利技术使用的原料2-炔基苯乙酮类化合物，本领域技术人员可以根据现有文献公开的方法自行制备，例如文献[DmitryA.Gorlushko.TetrahedronLett.，2008，49(6)，1080-1082；Manojveer.Seetharaman.Balamurugan，Org.Lett.，2014，16(6)，1712-1715；]等。较为具体的，推荐本专利技术所述方法按以下步骤进行：式I所示的2-炔基苯乙酮类化合物为原料，以铜粉为催化剂，以Selectfluor为氧化剂，加入乙酸钾，在乙腈和水体积比为1：1的混合溶剂中，70℃下搅拌反应12～16小时，反应结束后，反应液中加入柱层析硅胶，减压蒸馏除去溶剂，剩余混合物装柱，经柱层析分离，以石油醚、乙酸乙酯体积比为10:1的混合溶剂作为洗脱剂，收集含有产物的洗脱液，洗脱液蒸除溶剂得到式II所示的2-取代-1，4-萘醌类化合物，所述铜粉的物质的量用量为式I所示的2-炔基苯乙酮类化合物的物质的量的10％，所述Selectfluor的物质的量用量为式I所示的2-炔基苯乙酮类化合物的物质的量的2倍，所述乙酸钾的物质的量用量为式I所示的2-炔基苯乙酮类化合物的物质的量的1倍。本专利技术通过2-炔基苯乙酮类化合物在铜粉的催化下，以Selectfluor为氧化剂，碱性条件下通过亲核环化氧化过程制得2-取代-1，4-萘醌类化合物，有益效果在于:与现有2-取代-1，4-萘醌及其衍生物的制备方法相比，原料可变，衍生物多，催化剂价廉易得，成本大大降低，且无污染；所使用的氧源为水和Selectfluor；反应条件温和，节约能源消耗；此外，还具有产率高，底物普适性强，后处理操作简便等特点。本专利技术由廉价易得催化剂催化，氧化剂价廉低毒，使用环境友好的水作为部分溶剂，反应条件温和，底物普适性好，高效率合成2-取代-1，4-萘本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种式II所示的2‑取代‑1，4‑萘醌类化合物的合成方法，其特征在于所述方法为：式I所示的2‑炔基苯乙酮类化合物为原料，在铜催化剂作用下，以Selectfluor为氧化剂，加入碱性物质，在乙腈和水的混合溶剂中，70℃下搅拌反应10‑24小时，反应结束后，反应液后处理制备得到式II所示的2‑取代‑1，4‑萘醌类化合物；所述Selectfluor为1‑氯甲基‑4‑氟‑1,4‑二氮杂双环[2.2.2]辛烷二(四氟硼酸)盐；式I或式II中，苯环上的H不被取代或被单取代基R1取代，所述R1为C1～C3的烷基、C1～C5的烷氧基、羟基或卤素；式I或式II中，R2为C1～C6的烷基、C1～C5的烷氧基、苯基、萘基或取代苯基，所述取代苯基为苯环上有1个取代基的苯基，所述取代基为C1～C3的烷基、C1～C5的烷氧基、羟基或卤素；式I或式II中，R3为H或者C1～C2的烷基、卤素或者苯基；所述卤素是指F、Cl、Br或I。

【技术特征摘要】
1.一种式II所示的2-取代-1，4-萘醌类化合物的合成方法，其特征在于所述方法为：式I所示的2-炔基苯乙酮类化合物为原料，在铜催化剂作用下，以Selectfluor为氧化剂，加入碱性物质，在乙腈和水的混合溶剂中，70℃下搅拌反应10-24小时，反应结束后，反应液后处理制备得到式II所示的2-取代-1，4-萘醌类化合物；所述Selectfluor为1-氯甲基-4-氟-1,4-二氮杂双环[2.2.2]辛烷二(四氟硼酸)盐；式I或式II中，苯环上的H不被取代或被单取代基R1取代，所述R1为C1～C3的烷基、C1～C5的烷氧基、羟基或卤素；式I或式II中，R2为C1～C6的烷基、C1～C5的烷氧基、苯基、萘基或取代苯基，所述取代苯基为苯环上有1个取代基的苯基，所述取代基为C1～C3的烷基、C1～C5的烷氧基、羟基或卤素；式I或式II中，R3为H或者C1～C2的烷基、卤素或者苯基；所述卤素是指F、Cl、Br或I。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于苯环上的H不被取代或被单取代基R1取代，所述R1为甲氧基；R2为苯基、萘基、甲基苯基、甲氧基苯基或氯代苯基；R3为H或甲基。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述铜催化剂为铜粉、氯化亚铜、溴化亚铜、氰化亚铜或氯化铜。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述碱性物质为乙酸钾、碳酸钾或甲酸钾。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述铜催化剂的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘运奎，汪衡，张剑，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33