一种醛酮的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种醛酮的制备方法，涉及有机合成领域。本发明专利技术采用有机溶剂为介质，环丙烯偕二卤代衍生物作为激活剂，激活DMSO氧化醇至醛酮的氧化。本发明专利技术方法简单，易于操作，反应速率快，反应温和，反应速率可调节，更加经济，为实现工业化奠定了基础。

A Method for the Preparation of Aldehydes and Ketones

The invention discloses a preparation method of aldehydes and ketones, which relates to the field of organic synthesis. The invention uses organic solvent as medium and CYCLOPROPYLENE dihalogenated derivatives as activator to activate DMSO oxidation of alcohols to aldehydes and ketones. The method of the invention is simple, easy to operate, fast in reaction rate, mild in reaction, adjustable in reaction rate and more economical, thus laying a foundation for industrialization.

【技术实现步骤摘要】
一种醛酮的制备方法
本专利技术属于有机化学领域，具体涉及一种醛酮的制备方法。
技术介绍
醇到醛酮的氧化在有机实验室和化学工业中有着广泛的应用。传统的氧化醇到醛酮的方法主要利用过渡金属铬的氧化物，但是过渡金属氧化剂存在价格高昂等局限性，尤其在医药行业中，从产物中去除微量的金属残留十分昂贵并且有挑战性。与过渡金属氧化体系相比，有机催化体系很受欢迎，由于价格便宜、无毒、并且容易分离等优势。辉瑞的化学家曾经提出斯文氧化是三个最常用的氧化醇到醛酮的反应之一。虽然斯文氧化效率高，但是草酰氯与二甲基亚砜(DMSO)的反应剧烈放热，并生成有毒的一氧化碳气体，因此需要在低温通风条件下反应。并且草酰氯本身是强挥发性有毒试剂，活性高，与空气接触生成氯化氢气体，很难操作。因此，为了克服上述斯文氧化中使用草酰氯的不足，有必要开发一种能够温和高效氧化醇到醛酮的新型温和高效的有机小分子氧化剂。目前已经报道一些含氯有机小分子试剂可以替代斯文氧化中的草酰氯，如：三聚氯氰(GiampaoloGiacomelli等,J.Org.Chem.,2001,66,7907-7909)、三苯基磷二氯(VinodK.Singh等,TetrahedronLetters,2002,43,8355–8357)、1,1-二氯环庚三烯(ThanhVinhNguyen等,TetrahedronLetters,2014,55,6895–6898)，但是他们的氧化反应温度极低，都在-30℃以下，并且目前尚没有以环丙烯偕二卤代衍生物激活DMSO氧化醇到醛酮的报道。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种醛酮的制备方法，该方法采用新型、温和、高效的小分子氧化剂氧化醇到醛酮，氧化速率可控。本专利技术经实验证明环丙烯偕二卤代衍生物可以作为新型温和高效的DMSO激活剂，在一定温度范围内能够快速有效地氧化醇到醛酮。环丙烯偕二卤代衍生物上取代基的不同以及偕二卤原子的不同，可控制激活DMSO的速率，从而控制氧化醇至醛酮的速率。本专利技术的技术方案如下：一种醛酮的制备方法，采用有机溶剂为介质，环丙烯偕二卤代衍生物作为激活剂，激活DMSO氧化醇至醛酮的氧化，所述的环丙烯偕二卤代衍生物的结构如式(I)所示：其中，式(I)中X选自Cl、Br或I；式中R1、R2选自具有1-10个碳原子的烷基，具有1-10个碳原子且被苯基、胺基和五元或六元杂环基中的一种或多种取代的烷基；具有3-6个碳原子的环烷基，金刚烷基，三甲基硅基，苯基和取代苯基中的相同或不同基团(R1、R2可以选自相同或者不同的基团，这些相同或者不同的基团是指具有1-10个碳原子的烷基，具有1-10个碳原子且被苯基、胺基和五元或六元杂环基中的一种或多种取代的烷基；具有3-6个碳原子的环烷基，金刚烷基，三甲基硅基，苯基和取代苯基)；其中取代苯基为单取代、双取代或三取代，取代苯基取代基相同或者不同，取代苯基的取代基选自具有1-4个碳原子的烷基，具有1-4个碳原子并被卤原子、氰基、羟基、苯基中的一种或多种取代的烷基，卤原子，三氟甲基，磺酸基，硝基，氰基，羧基，羟基，烷氧基，酯基，硼酸基或硼酸酯基。优选的，式(I)中的X可以选自Cl、Br或I；R1、R2可以选自乙基、异丙基、叔丁基或仲丁基中的相同或不同基团(即R1、R2可以是选取相同的基团或者选取不同的基团)；或者选自金刚烷基、三甲基硅基中的相同基团；或者选自环己基、苯基和取代苯基中的相同或不同基团(即R1、R2可以是选取相同的基团或者选取不同的基团)。优选的，所述的环丙烯偕二卤代衍生物的结构可以如下：优选的，所述的醇的结构如式(II)所示：R3-OH(II)其中，式(II)中R3选自具有1-10个碳原子的烷基；具有1-10个碳原子且被苯基、取代苯基或六元杂环基中的一种或多种取代的烷基；其中取代苯基为单取代，取代基选自具有1-4个碳原子的烷基，选自卤原子，硝基，氰基，羟基，烷氧基，酯基；具有3-10个碳原子的环烷基。优选的，式(II)中R3选自环己基、长链烷基；或者选自苯基、六元杂环基和取代苯基中的相同或不同基团。优选的，所述的醇的结构如下：优选的，本专利技术方法具体包括如下步骤：将环丙烯偕二卤代衍生物溶于有机溶剂，低温条件下向其中加入DMSO，之后再在低温条件下将醇加入其中进行反应，加碱终止反应。优选的，醇、环丙烯偕二卤代衍生物、DMSO及碱的摩尔比为5:1:1:1—1:50:100:100，所述的方法的反应温度为–100℃—25℃。优选的，醇、环丙烯偕二卤代衍生物、DMSO及碱的摩尔比为1:1:2:2—1:10:20:20，反应温度为–78℃—0℃。优选的，醇、环丙烯偕二卤代衍生物、DMSO及碱的摩尔比为1:2:4:4，反应温度为–30℃—–20℃。优选的，所述的有机溶剂选自乙腈、丙腈、苯甲腈、硝基甲烷、硝基乙烷、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、苯、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六环、丙酮、四氢呋喃或六氟异丙醇。优选的，所述的碱选自三乙胺、N,N-二异丙基乙胺、三乙烯二胺、吡啶、4-二甲氨基吡啶、四甲基乙二胺、N-甲基吗啉、四甲基胍、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)、1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯(DBN)、157-三叠氮双环(4.4.0)癸-5-烯(TBD)、7-甲基-1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯(MTBD)。优选的，本专利技术使用的醇可以选自苯甲醇、苯乙醇、4-乙基苯甲醇、4-异丙基苯甲醇、4-叔丁基苯甲醇、4-羟基苯甲醇、4-甲氧基苯甲醇、4-氯苯甲醇、4-溴苯甲醇、4-(羟甲基)苯甲酸甲酯、4-氰基苯甲醇、4-硝基苯甲醇、3-吡啶甲醇、2-吡啶甲醇、苯丙醇、肉桂醇、对苯二甲醇、1-苯基乙醇、1-(4-氟苯基)乙醇、二苯甲醇、4-甲基二苯基甲醇、4-庚醇、环己醇或薄荷醇。本专利技术具有如下有益效果之一：采用环丙烯偕二卤代衍生物作为新型的DMSO激活剂氧化醇到醛酮，反应速度快，大部分反应时间在40分钟之内即可达到90％以上的分离收率；所述的制备方法在反应温度上有很大优势，文献中报道的传统的斯文氧需要在低至–78℃才能得到较好的产率，而本专利技术的制备方法只需要在–20℃即可达90％以上产率，并且–20℃冰盐浴即可实现，为实现工业化奠定了基础，因此本专利技术更具经济性；所述制备方法操作方便，根据文献报道经典斯文氧化使用草酰氯是强挥发性有毒试剂，与空气接触生成氯化氢气体，危险性高，难以操作，而本专利技术制备方法使用的激活剂合成简单，性质温和，操作方便；所述制备方法可行性高，本专利技术制备方法使用的激活剂侧链取代基可以调控，因此可以控制激活DMSO的速率，从而控制氧化醇至醛酮的速率；本专利技术技术方案是一种高效、温和、操作方便、可调节的氧化醇至醛酮的方法。附图说明以下，结合附图来详细说明本专利技术的实施例，其中：图1：实施例1中激活剂3,3-二氯-1,2-二苯基环丙烯的1HNMR谱图图2：实施例1的产物苯甲醛的1HNMR谱图图3：实施例1的产物苯甲醛的GC谱图图4：实施例9的产物苯乙醛的1HNMR谱图图5：实施例10的产物4-乙基苯甲醛的1HNMR谱图图6：实施例10的产物4-乙基苯甲醛的GC谱图图7：实施例11的产物4-异丙基苯甲醛的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种醛酮的制备方法，其特征在于：采用有机溶剂为介质，环丙烯偕二卤代衍生物作为激活剂，激活DMSO氧化醇至醛酮的氧化；所述的环丙烯偕二卤代衍生物的结构如式(I)所示：

【技术特征摘要】
1.一种醛酮的制备方法，其特征在于：采用有机溶剂为介质，环丙烯偕二卤代衍生物作为激活剂，激活DMSO氧化醇至醛酮的氧化；所述的环丙烯偕二卤代衍生物的结构如式(I)所示：其中，式(I)中X选自Cl、Br或I；R1、R2选自具有1-10个碳原子的烷基，具有1-10个碳原子且被苯基或五元或六元杂环基中的一种或多种取代的烷基，具有3-6个碳原子的环烷基，金刚烷基，三甲基硅烷，苯基或取代苯基中的相同或不同基团，其中取代苯基为单取代、双取代或三取代，取代苯基的取代基相同或者不同；取代苯基的取代基选自具有1-4个碳原子的烷基，具有1-4个碳原子并被卤原子、氰基、羟基、苯基中的一种或多种取代的烷基，卤原子，三氟甲基，磺酸基，硝基，氰基，羧基，羟基，烷氧基，酯基，硼酸基或硼酸酯基。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：式(I)中X选自Cl、Br或I；R1、R2选自乙基、异丙基、叔丁基或仲丁基中的相同或不同基团；或者Rl、R2选自金刚烷基、三甲基硅基中的相同基团；或者R1、R2选自环己基、苯基和取代苯基中的相同或不同基团。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的环丙烯偕二卤代衍生物的结构如下。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的醇的结构如式(II)所示：R3-OH(II)其中，式(II)中R3选自具有1-10个碳原子的烷基；具有1-10个碳原子且被苯基、取代苯基或六元杂环基中的一种或多种取代的烷基；其中取代苯基为单取代，取代基选自具有1-4个碳原子的烷基，选自卤原子，硝基，氰基，羟基，烷氧基，酯基；具有3-10个碳原子的环烷基。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：式...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭凯，郭天佛，李振江，高宇，刘晶晶，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32