一种制备β,γ‑不饱和羧酸类化合物的方法技术

本发明专利技术提供一种制备β,γ‑不饱和羧酸类化合物的方法，所述方法包括在钯催化剂、膦配体、酸酐和有机溶剂存在下，使式1或式2的烯丙基醇化合物与甲酸进行反应，得到式3或式4的β,γ‑不饱和羧酸类化合物，其中R1、R2和R3如本文所定义。本发明专利技术的方法利用甲酸作为羧基化试剂，价格低廉，安全稳定，毒性低；产率高，操作容易，经济性好；与现有合成方法相比，本发明专利技术方法避免了毒性气体一氧化碳和/或当量活性金属试剂的使用，符合绿色环境友好化学的要求；此外，本发明专利技术方法中催化剂用量少，反应条件温和，而且反应物转化率高、产物收率高，具有很好的工业前景。

A preparation method of beta, gamma unsaturated carboxylic acid compounds

The invention provides a preparation method of beta, gamma unsaturated carboxylic acid compounds, comprising palladium catalyst, in the presence of phosphine ligand, anhydride and organic solvent, the type 1 or type 2 allyl alcohol compound and formic acid was obtained in 3 or 4 beta, gamma unsaturated carboxylic acid compounds, including R1, R2 and R3 are as defined herein. The method of the invention using carboxylic acid as the reagent, low price, safe and stable, low toxicity; high yield, easy operation, good economical efficiency; compared with the existing synthesis method, the method of the invention avoids the toxic gas of carbon monoxide and / or equivalent active metal reagent used, in line with the green environmental friendly chemical requirements; in addition less amount of catalyst, the method of the invention, mild reaction conditions and high conversion of reactants, high yield, good industrial prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种制备β,γ-不饱和羧酸类化合物的方法
本专利技术涉及化合物合成领域，具体涉及钯催化甲酸和烯丙基醇反应制备β,γ-不饱和羧酸类化合物的方法。
技术介绍
β,γ-不饱和羧酸化合物在生物医药、有机合成以及化学工业中是一类非常重要的中间体。关于β,γ-不饱和羧酸化合物的合成方法，RuthNaigre和HowardAlper的文章(Palladiumclaycatalyzedregio-andstereospecificsynthesisofβ,γ-unsaturatedacidsbythecarbonylationofallylicalcohols，RuthNaigreandHowardAlper,JournalofMolecularCatalysisA:Chemical111(1996)1l-15)中公开的方法利用一氧化碳为羧基化原料，其反应体系中需要高的一氧化碳压力，同时一氧化碳毒性大，操作危险困难。此外，ManuelvanGemmeren等人(SwitchableSite-SelectiveCatalyticCarboxylationofAllylicAlcoholswithCO2，ManuelvanGemmeren,MarinoAndreuTortajada,Shang-ZhengSun,KeishoOkura,andRubenMartin,Angew.Chem.Int.Ed.2017,DOI:10.1002/anie.201702857)提供的方法是采用二氧化碳气体为羧基化原料，而且反应体系中需要加入4倍当量的活性有机金属锌粉作为还原剂，原子经济性低，不符合绿色有机化学的发展方向。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术的目的在于解决现有合成β,γ-不饱和羧酸类化合物工艺中的一个或多个问题或缺陷。为此，本专利技术提供了一种用于合成β,γ-不饱和羧酸类化合物的方法，所述方法包括在钯催化剂、膦配体、酸酐和有机溶剂存在下，使式1或式2的烯丙基醇化合物与甲酸进行反应，得到式3或式4的β,γ-不饱和羧酸类化合物，其中，R1、R2和R3各自独立地为氢原子、C1-6烷基、C1-6卤代烷基或任选地被一个或多个取代基取代的芳基或杂芳基，并且其中所述取代基选自C1-6烷基、C1-6卤代烷基、C1-6烷氧基、C1-6卤代烷氧基、氰基、卤素、C2-6烯基、C2-6卤代烯基、C2-6烯氧基、C1-6烷硫基、C1-6卤代烷硫基、C1-6烷基取代的硼酸酯基、C1-6烷基C1-6烷酸酯基或苄氧基，所述芳基是苯基或萘基，所述杂芳基是噻吩基或呋喃基。在一个优选实施方案中，所述甲酸与所述烯丙基醇类化合物的摩尔比为1:1-4:1。在一个优选实施方案中，所述钯催化剂与所述膦配体的摩尔比为1:1-1:5。在一个优选实施方案中，所述钯催化剂与所述烯丙基醇类化合物的摩尔比为0.001:1-0.05:1。在一个优选实施方案中，所述酸酐与所述烯丙基醇类化合物的摩尔比0.5:1-4:1。在一个优选实施方案中，所述反应的温度为60-150℃并且时间为1-30小时。在一个优选实施方案中，所述钯催化选自醋酸钯、三(二亚苄基茚丙酮)二钯、四(三苯基膦)钯和氯化钯中的至少一种。在一个优选实施方案中，所述膦配体选自1,3-双(二苯基膦)丙烷、4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽、双(2-二苯基磷苯基)醚和4,6-二(二苯基膦)吩嗪中的至少一种。在一个优选实施方案中，所述酸酐选自乙酸酐、新戊酸酐和苯甲酸酐中的至少一种。在一个优选实施方案中，所述有机溶剂选自苯、甲苯、间二甲苯、均三甲苯、环己烷和1,4-二氧六环中的至少一种。本专利技术的方法利用甲酸作为羧基化试剂，价格低廉，安全稳定，毒性低；产率高，操作容易，经济性好；与现有合成方法相比，本专利技术方法避免了毒性气体一氧化碳和/或当量活性金属试剂的使用，符合绿色环境友好化学的要求；此外，本专利技术方法中催化剂用量少，反应条件温和，而且反应物转化率高、产物收率高，具有很好的工业前景。具体实施方式本专利技术提供了一种用于合成β,γ-不饱和羧酸类化合物的方法，本专利技术的方法通过利用甲酸为原料并使用酸酐代替传统方法中使用的一氧化碳，同时利用钯催化插羰反应实现烯丙基醇的C-OH键断裂，从而得到所需的β,γ-不饱和羧酸类化合物。更具体地，本专利技术的方法是在钯催化剂、膦配体、酸酐和有机溶剂存在下，使式1或式2的烯丙基醇化合物与甲酸进行反应，得到式3或式4的β,γ-不饱和羧酸类化合物，其中，R1、R2和R3各自独立地为氢原子、C1-6烷基、C1-6卤代烷基或任选地被一个或多个取代基取代的芳基或杂芳基，并且其中所述取代基选自C1-6烷基、C1-6卤代烷基、C1-6烷氧基、C1-6卤代烷氧基、氰基、卤素、C2-6烯基、C2-6卤代烯基、C2-6烯氧基、C1-6烷硫基、C1-6卤代烷硫基、C1-6烷基取代的硼酸酯基、C1-6烷基C1-6烷酸酯基或苄氧基(BnO)，所述芳基是苯基或萘基，所述杂芳基是噻吩基或呋喃基。在本专利技术中，C1-6烷基的实例包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基及其异构体。C1-6卤代烷基是指上述C1-6烷基被一个或多个卤素取代形成的基团如三氟甲基。C1-6烷氧基是指上述C1-6烷基与氧原子连接形成的基团，如甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等。C1-6卤代烷氧基是上述C1-6烷氧基被一个或多个卤素取代形成的基团如三氟甲氧基。卤素是指氟、氯、溴或碘。C2-6烯基的实例包括乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、己烯基及其异构体。C2-6卤代烯基是指上述C2-6烯基被一个或多个卤素取代形成的基团如二氟乙烯基。C2-6烯氧基是指上述C2-6烯基与氧原子连接形成的基团，如乙烯氧基、丙烯氧基、丁烯氧基等。C1-6烷硫基的实例包括甲硫基、乙硫基、丙硫基、丁硫基、戊硫基、己硫基及其异构体。C1-6卤代烷硫基是指上述C1-6烷硫基被一个或多个卤素取代形成的基团如三氟甲硫基。C1-6烷基取代的硼酸酯基的实例包括3,4-四甲基二氧杂戊硼烷基等。C1-6烷基C1-6烷酸酯基的实例包括甲酸甲酯基团等。本专利技术的镍催化烯丙基醇和甲酸反应制备β,γ-不饱和羧酸类化合物方法，优选在惰性气氛如氩气气氛中进行。在钯催化烯丙基醇和甲酸反应实现β,γ-不饱和羧酸的制备中，合理的钯催化剂、配体种类、烯丙基醇与甲酸的摩尔比以及烯丙基醇与酸酐的摩尔比是进行该反应重要的工艺条件。优选地，在本专利技术中，甲酸与烯丙基醇类化合物的摩尔比为1.0:1-4.0:1，更优选为3:1。优选地，在本专利技术中，钯催化剂与膦配体的摩尔比为1:1-1:5，更优选为1:4。优选地，在本专利技术中，钯催化剂与烯丙基醇类化合物的摩尔比为0.001:1-0.05:1，更优选为0.005:1。优选地，在本专利技术中，酸酐与烯丙基醇类化合物的摩尔比0.5:1-4:1，更优选为3:1。优选地，在本专利技术中，反应的温度为60-150℃并且时间为1-30小时，更优选反应温度为80℃，时间12小时。优选地，在本专利技术中，钯催化选自醋酸钯、三(二亚苄基茚丙酮)二钯、四(三苯基膦)钯和氯化钯中的至少一种，更优选为三(二亚苄基茚丙酮)二钯。优选地，在本专利技术中，膦配体选自1,3-双(二苯基膦)丙烷、4,5-双二苯基膦-9,9-二甲基氧杂蒽、双(2-二苯基磷苯基)醚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于合成β,γ‑不饱和羧酸类化合物的方法，所述方法包括在钯催化剂、膦配体、酸酐和有机溶剂存在下，使式1或式2的烯丙基醇化合物与甲酸进行反应，得到式3或式4的β,γ‑不饱和羧酸类化合物，

【技术特征摘要】
1.一种用于合成β,γ-不饱和羧酸类化合物的方法，所述方法包括在钯催化剂、膦配体、酸酐和有机溶剂存在下，使式1或式2的烯丙基醇化合物与甲酸进行反应，得到式3或式4的β,γ-不饱和羧酸类化合物，其中，R1、R2和R3各自独立地为氢原子、C1-6烷基、C1-6卤代烷基或任选地被一个或多个取代基取代的芳基或杂芳基，并且其中所述取代基选自C1-6烷基、C1-6卤代烷基、C1-6烷氧基、C1-6卤代烷氧基、氰基、卤素、C2-6烯基、C2-6卤代烯基、C2-6烯氧基、C1-6烷硫基、C1-6卤代烷硫基、C1-6烷基取代的硼酸酯基、C1-6烷基C1-6烷酸酯基或苄氧基，所述芳基是苯基或萘基，所述杂芳基是噻吩基或呋喃基。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述甲酸与所述烯丙基醇类化合物的摩尔比为1:1-4:1。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钯催化剂与所述膦配体的摩尔比为1:1-1:5。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述钯催...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅尧，付明臣，尚睿，吴雅楠，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34