一种α-甲基烯酮及其合成方法技术

本发明专利技术公开了一种α‑甲基烯酮的合成方法。以易制备、具有结构多样性和多反应中心的3,3‑二烷硫基‑2‑丙烯‑1‑酮和有机过氧化物为原料，一步实现烯酮α位的甲基化，所得α‑甲基烯酮能够进一步转化生成功能化产物。该方法原料易得、操作简便，合成反应条件温和、反应效率高，其官能团具有多样性。

Alpha methyl ketene and its synthetic method

The invention discloses a synthetic method of alpha methyl ketene. The methylation of ketenes at the alpha position was carried out in one step with 3,3_dialkyl thio_2_propylene_1_ketone and organic peroxide as raw materials, which were easy to prepare and possessed structural diversity and multiple reaction centers. The obtained methyl ketenes could be further converted to functional products. The method has the advantages of easy raw materials, simple operation, mild reaction conditions, high reaction efficiency and diversity of functional groups.

【技术实现步骤摘要】
一种α-甲基烯酮及其合成方法
本专利技术公开了一种烯酮α-甲基化的方法。以3,3-二烷硫基-2-丙烯-1-酮和有机过氧化物为起始原料，FeCl3为催化剂，在加热条件下，一步生成α-甲基烯酮。与已报道的烯酮α-甲基化的合成方法相比较，本专利技术原料易得、操作简便、合成反应条件温和、效率高，收率在50％-90％，且产物具有很好的立体选择性及官能团多样性。本专利技术合成的α-甲基烯酮骨架结构中烷硫基是可以进一步官能团化的基团，可以作为药物及化工用品结构的中间体。
技术介绍
甲基基团广泛存在于天然产物及生物活性分子中，并且能够转化为一系列重要的有机中间体，如酮、酯、酰胺、腈等(Angew.Chem.Int.Ed.，2013,52,12256；Chem.Rev.，2011,111,5215)。因此，向不同的分子中引入甲基基团是有机化学中重要的一环。传统的甲基化方法是利用亲电甲基化试剂，如硫酸二甲酯、碳酸二甲酯、碘甲烷、重氮甲烷等，对O,S,C,N等原子进行甲基化。但其中往往需要加入过量的强碱，并且甲基化试剂毒性强，对人体及环境危害大。或者是利用贵重金属，如钌、铑、钯等。本专利技术以3,3-二烷硫基-2-丙烯-1-酮和有机过氧化物为起始原料，在铁盐催化下，一步合成α-甲基烯酮。通过调控1中R1、R2、R3、R4取代基，合成一系列不同结构的α-甲基烯酮衍生物。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种原料易得、反应条件温和、适应性广、能简单方便地合成α-甲基烯酮1的方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：以3,3-二烷硫基-2-丙烯-1-酮2和有机过氧化物为原料，在有机溶剂中，以铁盐为催化剂，120℃反应1-48小时。反应结束后按常规分离纯化方法进行产物分离和表征，得到α-甲基烯酮衍生物1。技术方案特征在于：1.3,3-二烷硫基-2-丙烯-1-酮和有机过氧化物为原料R1选自以下基团：R1选自以下基团：乙酰基、特戊酰基、乙氧酰基、氰基、甲基、含有不同取代基(如氢、甲基、甲氧基、氟、氯、溴、三氟甲基等中的一种或二种以上)的芳基酰基、2-萘基酰基、2-呋喃基酰基、2-噻吩基酰基或2-吡啶基酰基；R2为碳原子数为1-4的烷基或芳基；2.有机过氧化物为为二叔丁基过氧化物(DTBP)、过氧化苯甲酸叔丁酯(TBPB)、叔丁基过氧化氢(TBHP)中的一种或二种以上；2.金属催化剂为CuCl2、Cu(OH)2、CuCl、Cu2O、FeCl3、FeCl2、Fe(OAc)2、Fe(OTf)2、FeBr2、FeSO4·H2O或Ag2CO3；其中，FeCl3作为催化剂效果最好。3.反应溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMA)，N-甲基吡咯烷酮(NMP)、1,2-二氯乙烷(DCE)、甲醇、氯苯和1,4-二氧六环中的一种或两种混合物；其中，反应在非质子性极性溶剂N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺或氯苯中效果最好。4.合成子3的摩尔浓度为0.05-1.0M。5.反应时间为0.1-48小时。其中，最佳反应时间为1-48小时。6.反应温度为30-150℃。其中，最佳反应温度是60-150℃。本专利技术具有以下优点：1)合成子3,3-二烷硫基-2-丙烯-1-酮2具有结构多样性，可以用来合成不同类型和结构的α-甲基烯酮衍生物1。2)合成子3,3-二烷硫基-2-丙烯-1-酮2容易制备，制备原料便宜易得，成本低廉，易于工业化生产。3)α-甲基烯酮衍生物1的合成反应使用价格较低相对无毒的FeX2作为催化剂，对环境友好。4)α-甲基烯酮衍生物1产物有好的立体选择性，及官能团多样性，具有广泛的应用性。6)α-甲基烯酮衍生物1骨架结构中烷硫基及羰基、酯基等都是可以进一步官能团化的基团，此结构可以作为药物及化工用品结构的中间体。总之，本专利技术利用3,3-二烷硫基-2-丙烯-1-酮2的结构多样性与多反应中心来高效合成不同类型和结构的α-甲基烯酮衍生物1，原料便宜易得，得到含有多个取代基的呋喃环结构，操作简便，目标产物收率高，并且可以进一步官能团化。具体实施方式本专利技术以3,3-二烷硫基-2-丙烯-1-酮2和有机过氧化物为原料(合成子)，以铁盐为催化剂，于有机溶剂中，加热条件下进行反应，生成α-甲基烯酮衍生物1(反应式1)。具体过程为：在25mLschlenk管中，氩气下依次加入3,3-二烷硫基-2-丙烯-1-酮2(0.5mmol)、铁盐(相对于底物10mol％)、有机过氧化物(1.0mmol)和2.0mL溶剂，120℃搅拌20小时。冷至室温后减压下除去挥发组份，然后用硅胶柱层析分离(洗脱液为石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯，v/v＝70:1)，得到目标产物1。目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定得到确认。通过下述实施例有助于进一步理解本专利技术，但本专利技术的内容并不仅限于此。实施例1在25mLschlenk管中，氩气下依次加入3,3-二甲硫基-2-丙烯-1-酮2a(0.5mmol)、三氯化铁(10mol％)、过氧化苯甲酸叔丁酯(1.0mmol)和2.0mLN,N-二甲基甲酰胺，120℃搅拌20小时。冷至室温后减压下除去挥发组份，然后用硅胶柱层析分离(洗脱液为石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯，v/v＝70:1)，得到目标产物1a(84mg，收率70％)。目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定得到确认。实施例2在25mLschlenk管中，氩气下依次加入3,3-二甲硫基-2-丙烯-1-酮2b(0.5mmol)、三氯化铁(10mol％)、过氧化苯甲酸叔丁酯(1.0mmol)和2.0mLN,N-二甲基甲酰胺，120℃搅拌20小时。冷至室温后减压下除去挥发组份，然后用硅胶柱层析分离(洗脱液为石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯，v/v＝70:1)，得到目标产物1b(53mg，收率60％)。目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定得到确认。实施例3反应步骤与操作同实施例2，与实施例2不同之处在于，3,3-二甲硫基-2-丙烯-1-酮为2c。停止反应，经后处理得到目标产物1c(80mg，收率60％)。实施例4反应步骤与操作同实施例2，与实施例2不同之处在于，3,3-二甲硫基-2-丙烯-1-酮为2d。停止反应，经后处理得到目标产物1d(89mg，收率65％)。实施例5在25mLschlenk管中，氮气下依次加入α-甲基烯酮1b(0.3mmol)、水合肼(1.5mmol)和2.0mL乙腈，82℃搅拌20h。冷至室温后减压下除去挥发组份，然后用硅胶柱层析分离(洗脱液为石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯，v/v＝5:1)，得到目标产物3a(34mg，收率80％)。目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定得到确认。实施例6在25mLschlenk管中，依次加入α-甲基烯酮1b(0.3mmol)、硝酸胍(0.6mmol)、氢氧化钾(1.8mmol)和2mL乙醇，80℃搅拌22h。冷至室温后减压下除去挥发组份，然后用硅胶柱层析分离(洗脱液为石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯，v/v＝5:1)，得到目标产物3a(36mg，收率70％)。目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定得到确认。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种α‑甲基烯酮，其分子结构式如下：

【技术特征摘要】
1.一种α-甲基烯酮，其分子结构式如下：R1选自以下基团：乙酰基、特戊酰基、乙氧酰基、氰基、甲基、含有不同取代基(芳基上的取代基为氢、甲基、甲氧基、氟、氯、溴、三氟甲基等中的一种或二种以上)的芳基酰基、2-萘基酰基、2-呋喃基酰基、2-噻吩基酰基或2-吡啶基酰基；R2为碳原子数为1-4的烷基或芳基。2.一种权利要求1所述α-甲基烯酮的合成方法，其特征在于：以3,3-二烷硫基-2-丙烯-1-酮2和有机过氧化物为起始原料，铁盐为催化剂，加热条件下，一步生成α-甲基烯酮1；3,3-二烷硫基-2-丙烯-1-酮2的分子结构式如下，R1选自以下基团：氰基、乙特戊酰基、乙氧酰基、氰基、含有不同取代基(芳基上的取代基为氢、甲基、甲氧基、氟、氯、溴、三氟甲基等中的一种或二种以上)的芳基酰基、2-萘基酰基、2-呋喃基酰基、2-噻吩基酰基和2-吡啶基酰基；R2为碳原子数为1-4的烷基或芳基；合成路线如下述反应式所示，3.按照权利要求2所述的合成方法，其特征在于：其中：3,3-二烷硫基-2-丙烯-1-酮2与有机过氧化物的摩尔比为1:1-1:5；金属催化剂为CuCl2、Cu(OH)2、CuCl、Cu2O、FeCl3、FeCl2、Fe(OAc)2、Fe(OTf)2、FeBr2、FeSO4·H2O或Ag2CO3中的一种或二种以上，3,3-二烷硫基-2-丙烯-1-酮2与金属催化剂的摩尔比为1:0.01-1:0.1；有机过氧化物为二叔丁基过氧化物(DTBP)、过氧化苯甲酸叔丁酯...

【专利技术属性】
技术研发人员：娄江，余正坤，
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