一种α-酰氧基酮化合物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种α‑酰氧基酮化合物的制备方法。以简单易得的醇和羧酸原料在NBS（N‑溴代丁二酰亚胺）和DBU（1,8‑二氮杂二环十一碳‑7‑烯）介导下“一锅法”反应制备α‑酰氧基酮。本方法的优点是：反应条件温和、原料简单易得，底物适应范围广、不需要使用任何金属催化剂、过氧化合物、低或高温及无水无氧等苛刻的反应条件，避免金属污染；本法还有工艺条件稳定、操作简便安全、产品易纯化等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机合成化学领域，涉及一种α-酰氧基酮化合物的制备方法，具体地涉及一种NBS/DBU介导的直接利用醇和羧酸反应合成α-酰氧基酮化合物的方法。
技术介绍
α-酰氧基酮（α-acyloxyketones）化合物在化学研究、化工、功能材料以及药物研发等实际应用中都有极为显著的意义。α-酰氧基酮化合物结构片段广泛存在于天然产物中，常常作为生理活性分子和药物分子的关键结构骨架。α-酰氧基酮是在有机综合体中起重要的支架作用。研究表明，含有该结构片段的物质具有众多生物学活性，如抗菌、消炎、抗结核、抗惊厥、抗肿瘤等。传统的合成方法一般为酮化合物与有毒重金属Pb(OAc)4,Tl(OAc)3,Hg(OAc)2直接反应（(a)J.D.Cocker,H.B.Henbest,G.H.Phillipps,G.P.SlaterandD.A.Thomas,J.Chem.Soc.,1965,6;(b)M.E.KuehneandT.C.Giacobbe,J.Org.Chem.,1968,33,3359;(c)D.J.RawilsonandG.Sosnovsky,Synthesis,1973,567;(d)J.C.Lee,Y.S.JinandJ.-H.Choi,Chem.Commun.,2001,956），或者为羧酸盐和α-卤代酮化合物反应（P.A.LevineandA.Walti,Org.Synth.Coll.,1943,2,5）。此种方法使用有毒重金属，对环境危害大。随着绿色化学的发展，人们寻求一种更加高效的方法来制备具有重要合成意义的α-酰氧基酮化合物。近年来，以高价碘化合物作为催化剂，过氧化物作为氧化剂提高酯化速率得到研究发展，详述如下：2005年,M.Ochiai小组报道了以碘化苯(PhI)和间氯过氧苯甲酸(m-CPBA)为催化剂和氧化剂，使酮与乙酸氧化催化交叉偶合生成α-酰氧羰基化合物，该反应也可以选H2O2作为氧化剂，Ac2O作为酰氧化试剂（M.Ochiai,Y.Takeuchi,T.Katayama,T.SuedaandK.Miyamoto,J.Am.Chem.Soc.2005,127,12244）（反应式如下）。2011年,M.Uyanik报道了以酮与羧酸为原料进行合成反应，使用H2O2/Bu4NI或TBHP/Bu4NI作为氧化剂和催化剂，得到类似的α-酰氧羰基化合物（M.Uyanik,D.Suzuki,T.YasuiandK.Ishihara,Angew.Chem.,Int.Ed.2011,50,5331）（反应式如下）。2014年,S.Gu化学组又报道了利用酮和苄基醇为原料在Bu4NI和过氧化物TBHP的条件下直接进行催化氧化交叉耦合反应（反应式如下），该反应仅得到中等的收率（S.Guo,J.-T.Yu,Q.Dai,H.YangandJ.Cheng,Chem.Commun.,2014,50,6240）。2014年,A.Sudalai小组报道了利用酮和甲苯衍生物为原料在Bu4NI和过氧化物TBHP的条件下直接进行催化氧化交叉耦合反应合成α-酰氧酮化合物（反应式如下），该反应仅得到中等和较好的收率（R.N.Reddi,P.K.PrasadandA.Sudalai,Org.Lett.2014,16,5674）。2014年,Wang小组报道了利用酮和苯乙烯衍生物为原料在Bu4NI和过氧化物TBHP的条件下，以苯加腈为溶剂，进行催化氧化交叉耦合反应生成α-酰氧基酮（反应式如下）（F.ZhuandZ-X.Wang,Tetrahedron2014,70,9819）。2015年,Pan小组报道了利用烯烃和羧酸为原料在碘和过氧化物TBHP的条件下，以三乙胺为碱，DMSO为溶剂，进行氧化酰氧化反应反应得到α-酰氧基酮（B.Mondal,S.C.SahooandS.C.Pan,Eur.J.Org.Chem.2015,3135）（反应式如下）。此外，2015年,Wang小组还报道了利用20mol%铜盐直接催化苯丙酮和苯乙酮在α-C(sp3)H上取代生成α-酰氧羰基化合物反应，该反应在利用CuI为催化剂，氧气作为反应氧化剂，取得了低等到中等偏上的产率,该反应需要较高的反应温度（120oC)(J.Du,X.Zhang,X.SunandL.Wang,Chem.Commun.,2015,51,1043)（反应式如下）。以上研究工作，充分表明了α-酰氧基酮类化合物的重要性，它们的合成受到化学家的高度重视。但是上述合成方法仍或者是使用一些有毒的金属催化剂或者是使用危险性大的过氧化物为氧化剂，使其在限制了它们在有机合成和药物化学领域中的广泛应用，所以，研究一种简单、安全、高效的合成方法是十分迫切需要的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，研究设计利用简单易得的原料来合成α-酰氧基酮化合物的方法，该方法经过“一锅法”两步反应，在简单的操作下有效得到α-酰氧基酮化合物，通过非金属催化和不使用过氧化物的途径来实现，反应温和、便利、经济。本专利技术技术方案如下：一种α-酰氧基酮化合物的制备方法，包括：以式（I）所示醇和式（II）所示羧酸为起始原料，在N一溴代丁二酰亚胺（NBS）和二氮杂二环（DBU）介导的条件下，反应合成式（III）所示α-酰氧基酮化合物，反应式如下：其中，R1为芳基、芳烷基、烷基、环烷基、卤素、酯基、烷氧基或腈基；R2为芳基、芳烷基、烷基、环烷基或氢原子；R3为芳基、芳烷基、烷基、环烷基、炔基或烯基。进一步地，所述的芳基包括单核芳基基团和多核芳基基团，如苯基、萘基、葱基或菲基等，单核芳基和多核芳基可以是在一个或多个位置上取代的；当为取代的单核芳基时，取代基优选C1-C7的烷基、C1-C7的烷氧基、卤素、氰基、乙酰基、硝基、烷氧羰基或酯基；进一步地，所述的芳基包括含有氮、氧或硫原子的杂芳基，所述的杂芳基包括取代基取代的杂芳基，所述的取代基优选C1-C7的烷基、C1-C7的烷氧基、卤素、氰基、乙酰基、硝基、烷氧羰基或酯基；进一步地，所述的杂芳基为单核杂芳基时，优选吡啶基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基或甲基噻吩基；所述的杂芳基为多核杂芳基时，优选联苯基、萘基、吡咯基、噻吩基、苯并呋喃基、吲哚基、喹啉基、咪唑基、吡唑基或吡啶基；进一步地，所述的芳烷基代表芳基低级烷基，所述的芳基定义如上，所述的低级烷基为C1-C7的烷基；所述芳烷基为未取代的芳烷基或取代的芳烷基，未取代的芳烷基优选苄基，取代的芳烷基优选甲氧基苄基、甲基苄基、氟代苄基、氯代苄基、硝基苄基、苯乙基或吡啶甲基；进一步地，所述的烷基，为C1-C20的直链或支链烷基，优选C1-C6的烷基，如乙基、丙基、异丙基、丁基、正戊基、异戊基、己基、庚基或辛基；进一步地，所述的环烷基，为C3-C10的环烷基，如环丙基、环丁基、环戊基、环己基或金刚烷；进一步地，所述的卤素，优选氟、氯、溴、碘；所述的酯，优选甲酸甲酯或甲酸乙酯；所述的烷氧基，优选甲氧基、乙氧基或丙氧基；所述的炔基，优选丙炔、丁炔、苯丙炔或己炔；所述的烯基，优选丙烯、丁烯、苯乙烯或丁烯。本专利技术制备方法中，原料醇与羧酸的摩尔比为1:1～8，优选1:1～5。上述制备方法中，所述的NBS和DBU的用量均优选2当量。上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种α‑酰氧基酮化合物的制备方法，其特征在于，包括：以式（I）所示醇和式（II）所示羧酸为起始原料，在N一溴代丁二酰亚胺（NBS）和二氮杂二环（DBU）介导的条件下，反应合成式（III）所示α‑酰氧基酮化合物，反应式如下：其中，R1为芳基、芳烷基、烷基、环烷基、卤素、酯基、烷氧基或腈基；R2为芳基、芳烷基、烷基、环烷基或氢原子；R3为芳基、芳烷基、烷基、环烷基、炔基或烯基。

【技术特征摘要】
1.一种α-酰氧基酮化合物的制备方法，其特征在于，包括：以式（I）所示醇和式（II）所示羧酸为起始原料，在N一溴代丁二酰亚胺（NBS）和二氮杂二环（DBU）介导的条件下，反应合成式（III）所示α-酰氧基酮化合物，反应式如下：其中，R1为芳基、芳烷基、烷基、环烷基、卤素、酯基、烷氧基或腈基；R2为芳基、芳烷基、烷基、环烷基或氢原子；R3为芳基、芳烷基、烷基、环烷基、炔基或烯基。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的芳基包括单核芳基基团和多核芳基基团，如苯基、萘基、葱基或菲基，单核芳基和多核芳基可以是在一个或多个位置上取代的；当为取代的单核芳基时，取代基优选C1-C7的烷基、C1-C7的烷氧基、卤素、氰基、乙酰基、硝基、烷氧羰基或酯基。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的芳基包括含有氮、氧或硫原子的杂芳基，所述的杂芳基包括取代基取代的杂芳基，所述的取代基优选C1-C7的烷基、C1-C7的烷氧基、卤素、氰基、乙酰基、硝基、烷氧羰基或酯基；所述的杂芳基为单核杂芳基时，优选吡啶基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基或甲基噻吩基；所述的杂芳基为多核杂芳基时，优选联苯基、萘基、吡咯基、噻吩基、苯并呋喃基、吲哚基、喹啉基、咪唑基、吡唑基或吡啶基。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的芳烷基代表芳基低级烷基，所述的芳基定义同权利要求2或3，所述的低级烷基为C1-C7的烷基；所述芳烷基为未取代的芳烷基或取代的芳烷基，未取代的芳烷基优选苄基，取代的芳...

【专利技术属性】
技术研发人员：王桦，魏伟，朱明慧，崔环环，
申请(专利权)人：曲阜师范大学，
类型：发明
国别省市：山东;37