可见光催化α,β-不饱和羧酸酯衍生物的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种式(I)所示的α,β‑不饱和羧酸酯衍生物的合成方法，其特征在于：所述合成方法是：在反应溶剂中，以式(III)所示的汉斯酯化合物和式(II)所示的Baylis‑Hillman衍生物为原料，惰性气体或N

Visible light catalyzed synthesis of \u03b1, \u03b2 - unsaturated carboxylate derivatives

【技术实现步骤摘要】
可见光催化α,β-不饱和羧酸酯衍生物的合成方法(一)
本专利技术涉及一种α,β-不饱和羧酸酯衍生物的合成方法。(二)
技术介绍
α,β-不饱和羧酸酯衍生物是一类重要的有机合成中间体，在合成和药物化学中具有重要的应用价值，广泛用于天然产物、具有环状或杂环结构的化合物，以及手性和非手性相关药物分子的合成。α,β-不饱和羧酸是制备药理活性物质，如钙拮抗剂或杀虫剂的重要中间体，通过不对称加氢还可制备具有旋光活性的酸。另外α,β-不饱和羧酸羟烷基酯与乙烯类的单体进行共聚反应可得到具有优良抗静电性能的化学纤维，适用于电子、汽车、有色金属材料的涂料，还可制得具有特殊功能的粘合剂；这类产品和丙烯酸酯类单体聚合得到的合成橡胶具有良好的耐热与耐油性；该产品的乳胶可用在纸制品加工上，可以提高纸制品的耐水性及强度；也可做为润滑油添加剂及特殊功能高分子材料的合成单体。由于双键的取代基有多种可能，其中如下所示的α,β-不饱和羧酸酯衍生物(式I)，其合成方法主要为：(1)用有机金属试剂和Baylis-Hillman加成产物的加成反应来合成(PCTInt.Appl.,2017176461；JournalofOrganicChemistry,2008,73,3823)，但是该方法的缺点是需要用到制备繁琐的有机金属试剂；(2)通过钯催化卤化的Baylis-Hillman加成产物与三芳基铋发生取代反应(Tetrahedron,2010,66,3623)，可以合成一系列α,β-不饱和羧酸酯衍生物，但原料只局限于三芳基铋，不仅使用条件苛刻，而且无法使用杂环或者脂肪族化合物，同时会有副产物联苯的生成；(3)近两年有报道用可见光催化有机三氟硼酸钾(TetrahedronLetters,2018,59,2046)或有机硼酸(TetrahedronLetters,2019,60,1302)制备多取代的α,β-不饱和羧酸酯衍生物，但使用的原料有机硼酸和有机三氟硼酸钾合成麻烦。虽然合成该类结构的α,β-不饱和羧酸酯衍生物取得了很大的进展，但报道方法中许多原料制备繁琐，需要过渡金属试剂来催化反应，或升高温度来进行反应。从绿色化学的观点来看，更迫切希望开发更便利的方法来构建该类结构α,β-不饱和羧酸酯衍生物的实用合成方法。(三)
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种利用可见光催化汉斯酯化合物和Baylis-Hillman衍生物反应合成α,β-不饱和羧酸酯衍生物的方法，该方法具有反应条件温和、易于操作、广泛的官能团耐受性、可见光催化剂使用量低、收率高等优点。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种式(I)所示的α,β-不饱和羧酸酯衍生物的合成方法，所述合成方法是：在反应溶剂中，以式(III)所示的汉斯酯化合物和式(II)所示的Baylis-Hillman衍生物为原料，在惰性气体或N2保护、可见光光照条件以及光催化剂作用下，于室温常压下充分搅拌反应，之后反应混合物经后处理得到式(I)所示的α,β-不饱和羧酸酯衍生物；所述的光催化剂选自下列化合物：EosinY、Ir(ppy)3、[Ir(dFCF3ppy)2(dtbpy)]PF6、RoseBengal；所述的反应溶剂选自下列一种或任意几种的组合：N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、乙腈、二甲基亚砜；反应式如下所示：其中R1为正丙基、环己基、芳基、取代芳基、杂环芳基或者取代杂环芳基，所述取代芳基的芳环上被单取代或多取代，每个取代基各自独立选自C1～C3的烷基、C1-C3的烷氧基、氟、氯或溴；所述取代杂环芳基的杂环上被单取代或多取代，每个取代基各自独立选自C1～C3的烷基、C1-C3的烷氧基、氟、氯或溴；R2为异丙基、环戊基、环己基、苄基或取代苄基，所述取代苄基的苯环上被单取代或多取代，每个取代基各自独立选自C1～C3的烷基、C1～C3的烷氧基、氟、氯或溴；R3为C1～C4的烷基；Boc为叔丁氧羰基。本专利技术中，所述C1～C4的烷基可以是甲基、乙基、直链或支链丙基、直链或支链丁基。所述C1～C3的烷基以此类推。所述C1～C3的烷氧基可以是甲氧基、乙氧基、直链或支链丙氧基。作为优选，所述的芳基为苯基或萘基，所述杂环芳基为噻吩基、呋喃基。本专利技术所使用的光催化剂，其中EosinY可通过购买获得(如上海麦克林生化科技有限公司)，其他金属催化剂的合成方法来源于以下文献：1、BeilsteinJ.Org.Chem.2015,11,61；2、J.Am.Chem.Soc.2013,125,7377；3、J.Am.Chem.Soc.2004,126,2763；4、Chem.Mater.2005,17,5712。作为优选，所述光催化剂为EosinY，该催化剂可使反应在无过渡金属参与的情况下进行，获得最佳产率。本专利技术中，反应溶剂的选择会影响产物收率。作为优选，所述的反应溶剂为N-甲基吡咯烷酮。作为优选，所述有机溶剂的体积用量以式(II)所示的Baylis-Hillman衍生物的物质的量计为10mL/mmol。作为进一步的优选，所述光催化剂为EosinY，所述的反应溶剂为N-甲基吡咯烷酮。作为优选，所述式(II)所示的Baylis-Hillman衍生物与式(III)所示的汉斯酯化合物的投料物质的量之比为1:1～2，优选为3:4。作为优选，所述式(II)所示的Baylis-Hillman衍生物与光催化剂投料物质的量之比1:0.0001～0.01，最优选为1:0.001，若催化剂量过少，目标产物收率会降低，过多，则不会有明显提高收率。作为优选，所述可见光的光源选择下列之一：25～45W白光节能灯、7W～14蓝光LED灯。最优选光源为：45W白光节能灯，反应时间最短。作为优选，反应时间为12-24h，更优选20～24h。作为进一步的优选，所述式(II)所示的Baylis-Hillman衍生物与式(III)所示的汉斯酯化合物的投料物质的量之比为3：4，所述式(II)所示的Baylis-Hillman衍生物与光催化剂投料物质的量之比为1:0.001；所述可见光的光源为45W白光节能灯，反应时间为20～24h。本专利技术反应得到的反应混合物的后处理方法推荐为：反应混合物用蒸馏水洗涤，乙醚萃取，所得有机相用无水硫酸钠进行干燥，旋转蒸发仪旋干溶剂，通过硅胶柱层析分离，洗脱剂为体积比为1:10～20的乙酸乙酯/石油醚，最后得到式(I)所示的α,β-不饱和羧酸酯衍生物。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术中室温常压下即可反应、无需加入其它添加剂、催化剂的使用量极低、反应收率高；而且采用可见光催化，具有无污染、环境友好等特点，是一种具有广阔前景的方法。(四)附图说明图1为产物2-苄基-3-苯基丙烯酸甲酯的1HNMR谱图。图2为产物2-苄基-3-苯基丙烯酸甲酯的13CNMR谱图。(五)具体实施方式以下具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种式(I)所示的α,β-不饱和羧酸酯衍生物的合成方法，其特征在于：所述合成方法是：在反应溶剂中，以式(III)所示的汉斯酯化合物和式(II)所示的Baylis-Hillman衍生物为原料，惰性气体或N

【技术特征摘要】
1.一种式(I)所示的α,β-不饱和羧酸酯衍生物的合成方法，其特征在于：所述合成方法是：在反应溶剂中，以式(III)所示的汉斯酯化合物和式(II)所示的Baylis-Hillman衍生物为原料，惰性气体或N2保护、可见光光照条件以及光催化剂作用下，于室温常压下充分搅拌反应，之后反应混合物经后处理得到式(I)所示的α,β-不饱和羧酸酯衍生物；所述的光催化剂选自下列化合物：EosinY、Ir(ppy)3、[Ir(dFCF3ppy)2(dtbpy)]PF6、RoseBengal；所述的反应溶剂选自下列一种或任意几种的组合：N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、二氯甲烷、乙腈、二甲基亚砜；反应式如下所示：



其中R1为正丙基、环己基、芳基、取代芳基、杂环芳基或者取代杂环芳基，所述取代芳基的芳环上被单取代或多取代，每个取代基各自独立选自C1～C3的烷基、C1-C3的烷氧基、氟、氯或溴；所述取代杂环芳基的杂环上被单取代或多取代，每个取代基各自独立选自C1～C3的烷基、C1-C3的烷氧基、氟、氯或溴；
R2为异丙基、环戊基、环己基、苄基或取代苄基，所述取代苄基的苯环上被单取代或多取代，每个取代基各自独立选自C1～C3的烷基、C1-C3的烷氧基、氟、氯或溴；
R3为C1～C4的烷基；
Boc为叔丁氧羰基。


2.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述的芳基为苯基或萘基，所述杂环芳基为噻吩基或呋喃基。

【专利技术属性】
技术研发人员：许孝良，陈跃峰，张群峰，马磊，卢春山，丰枫，江大好，李小年，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33