一种α-酮酰胺化合物的光催化制备方法技术

本发明专利技术公开了一种制备α‑酮酰胺化合物的方法，尤其是一种利用光催化技术制备α‑酮酰胺化合物方法。具体包括以下步骤：在反应器中加入α‑酮酸、异腈，水与光催化剂，然后加入有机溶剂混合，在室温可见光照下反应12‑24小时。反应终止后，浓缩反应液，柱层析分离得到α‑酮酰胺化合物。本方法具有以下显著的优点：简便的操作，温和的反应条件，清洁的可见光能，空气为绿色氧化剂，原料简单易得，能耗低、安全性高等。

【技术实现步骤摘要】
一种α-酮酰胺化合物的光催化制备方法
本专利技术属于有机合成化学领域，具体涉及一种制备α-酮酰胺化合物的方法，尤其是一种α-酮酰胺化合物的光催化制备方法。
技术介绍
α-酮酰胺广泛存在于各类天然产物及活性化合物中。这类化合物对多种蛋白酶包括丝氨酸蛋白酶、钙蛋白酶、HIV蛋白酶等具有显著的酶抑制活性。例如，含有α-酮酰胺结构单元的大环内酯类药物依维莫司是一种哺乳动物雷帕霉素靶蛋白抑制剂，具有降低细胞增殖、抑制肿瘤血管形成、抗病毒等作用。该药临床上主要用于预防肾脏和心脏移植手术后的排异反应，2009年被FDA批准用于晚期肾癌患者的治疗。另外，α-酮酰胺也是重要有机合成药物中间体，可用于制备一些生物活性化合物及杂环化合物。由于α-酮酰胺化合物在有机化学和生物化学中的重要性，近年来，它的合成方法研究受到了人们的关注。其传统的合成方法依赖于邻羰基酸及其衍生物与胺的直接酰胺化(J.Org.Chem.2003,68,6063-6065)，金属氧化剂对烯胺、α-羟基酰胺、α-氰基酰胺、炔胺的氧化(Org.Lett.2000,2,347-350；Org.Lett.2000,2,2769-2772；Org.Lett.2002,4,1103-1105；J.Org.Chem.2008,73,8780–8784)过度金属催化的卤代化合物和胺的双羰基化反应(Org.Lett.2009,11,1321-1324；J.Org.Chem.2001,66,5272-5274；Chem.Commun.2006,1739-1741)，醛与异腈的氧化偶联反应(Angew.Chem.Int.Ed.2008,47,947-950；J.Org.Chem.2010,75,2748–2751)等方法。这些方法大都需要多步骤制备、活化原料，反应条件苛刻，或者使用有毒试剂等条件。α-酮酸是一简单易得的原料，其脱酸偶联反应已广泛应用于各种化合物的合成。2013年，王磊课题组报道了溴化铜为催化剂，2当量二叔丁基过氧化物为氧化剂，采用α-酮酸与甲酰胺在110℃下完成脱羧偶联反应合成α-酮酰胺化合物的方法(Chem.Commun.,2013,49,3640)(反应1)。2018年，Patel课题组报道了采用昂贵的三氟醋酸钯为催化剂，2当量过二硫酸铵为氧化剂，利用α-酮酸与烷基腈在80℃下完成脱羧偶联反应合成α-酮酰胺化合物的方法。该两类反应需要加入金属盐为催化剂和当量的无机氧化剂或过氧化物为氧化剂，而且反应需要较高的反应温度，这些条件会造成反应能耗大，废弃物多，操作繁琐，安全性差，环境污染严重等问题。因此开发反应条件温和、环保的高效合成α-酮酰胺的方法一直是迫切需要的。
技术实现思路
为了克服现有合成技术的缺点，本专利技术的目的是提供一种基于非金属介导下光催化制备α-酮酰胺化合物的制备方法，该方法采用清洁的光能，空气为绿色氧化剂，反应不需要金属试剂，原料简单易得，在室温下反应，可高效完成α-酮酰胺化合物的制备。为达到上述目的，本专利技术采取的技术方案是：一种α-酮酰胺化合物的光催化制备方法，将结构式I所示的化合物、结构式II所示的化合物、结构式III所示的化合物和光催化剂加入到反应瓶中，加入有机溶剂进行混合处理，把反应瓶放置在可见光灯照下，空气中室温反应12-24小时，反应结束后，对反应液进行浓缩处理，用柱层析分离提纯得到通式IV所示的α-酮酰胺化合物,反应式如下：R1为任意取代的芳环、杂芳环、萘环、环烷基或1-8碳烷基；R2为任意取代的芳环、环烷基或1-8碳烷基。进一步地，式I所述的化合物、式II所述的化合物和式III所述的化合物摩尔比为1:1:3～4:1:20；更优选地，所述比例为1.5:1:10。式II所示化合物和光催化剂的摩尔比为1:0.01～1:0.05，更优选地，所述比例为1：0.01。进一步地，式I所述的化合物为酮酸；式II所述的化合物为异腈。进一步地，所述光催化剂为水溶伊红、醇溶伊红、亚甲基蓝、吖啶红、曙红B、孟加拉玫瑰红或玫瑰红B；更优选地，所述光催化剂为孟加拉玫瑰红。。进一步地，所述有机溶剂为乙酸乙酯、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺乙腈、甲苯、苯、二甲亚砜、甲醇、丙醇或乙醇；更优选地，所述有机溶剂为乙酸乙酯。进一步地，所述可见光灯光源为功率为3w-60w白色LED灯、功率为3w-60w绿色LED灯或功率为3w-60w的蓝色LED灯；更优选地，所述灯源为3w的蓝色LED灯。进一步地，反应在空气中反应，所述室温反应温度为25～30℃，反应时间为12-24小时；更优选地，所述室温温度为25℃，反应时间为16小时。。进一步地，所述浓缩处理的步骤为：通过TLC检测方法，确认反应瓶中的反应完成后，在0.07-0.10Mpa的压强状态下真空减压浓缩处理，得到不含有机溶剂的粗产物；进一步地，所述柱层析分离提纯处理的步骤为：将石油醚和乙酸乙酯的混合洗脱剂进行冲洗处理，通过硅胶柱对粗产物进行柱层析处理得到通式IV所示的物α-酮酰胺；其中所述的石油醚和乙酸乙酯的体积比为5:1。有益效果1、本专利技术采用酮酸，异腈和水为反应原料，反应具有原料简单易得的优点。2、本专利技术采用可见光催化技术制备α-酮酰胺，反应条件温和、能源清洁。3、本专利技术采用了有机染料为非金属光催化剂，空气为氧化剂，反应避免金属试剂和当量无机氧化剂的使用，大大降低了环境污染。具体实施方式下面通过具体实施例进一步说明本专利技术，应该理解的是，本专利技术实施例的制备方法仅仅是用于阐明本专利技术，而不是对本专利技术的限制；在本专利技术构思的前提下，对本专利技术制备方法的简单改进都属于本专利技术要求的保护范围。还应注意到前面提到的本专利技术方法的各个优选的技术特征以及下面具体描述的实施例中的各个具体技术特征可以组合在一起，所有这些技术特征的各种组合由本专利技术具体公开的数值作为上下限的所有数值范围等等都落在本专利技术的范围内。下述实施例中所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂如无特殊说明，均可从商业途径得到或由商业途径所得原料合成。下面结合技术方案详细叙述本专利技术的具体实施例，但工艺条件不仅限于这些实施例。以下实施例中所述的室温温度均为25～30℃。实施例1室温下，在15mL反应管中依次加入苯乙酮酸(0.3mmol)，异腈基乙酸乙酯(0.2mmol)，水(2mmol),光催化剂孟加拉玫瑰红(0.002mmol)，乙酸乙酯2mL，混合均匀，然后在3w蓝色LED灯照射下，空气中搅拌反应16h。用TLC检测至反应完成后，反应液经真空(0.08Mpa)减压浓缩至无溶剂，得到粗产物，然后用体积比为5:1的石油醚和乙酸乙酯的混合洗脱剂冲洗，硅胶柱快速柱层析，得到本实施例的α-酮酰胺产物，为白色固体40.0mg,收率85％。1HNMR(CDCl3,500MHz,ppm)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种α-酮酰胺化合物的光催化制备方法，其特征在于，将结构式I所示的化合物、结构式II所示的化合物、结构式III所示的化合物和光催化剂加入到反应瓶中，加入有机溶剂进行混合处理，把反应瓶放置在可见光灯照下，空气中室温反应12-24小时，反应结束后，对反应液进行浓缩处理，用柱层析分离提纯得到通式IV所示的α-酮酰胺化合物,反应式如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种α-酮酰胺化合物的光催化制备方法，其特征在于，将结构式I所示的化合物、结构式II所示的化合物、结构式III所示的化合物和光催化剂加入到反应瓶中，加入有机溶剂进行混合处理，把反应瓶放置在可见光灯照下，空气中室温反应12-24小时，反应结束后，对反应液进行浓缩处理，用柱层析分离提纯得到通式IV所示的α-酮酰胺化合物,反应式如下：



R1为任意取代的芳环、杂芳环、萘环、环烷基或1-8碳烷基；R2为任意取代的芳环、环烷基或1-8碳烷基。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，式I所述的化合物、式II所述的化合物和式III所述的化合物摩尔比为1:1:3～4:1:20；式II所示化合物和光催化剂的摩尔比为1:0.01～1:0.05。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，式I所述的化合物为酮酸；式II所述的化合物为异腈。


4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述光催化剂为水溶伊红、醇溶伊红、亚甲基蓝、吖啶红、曙红B、孟加拉玫瑰红或玫瑰红B。


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【专利技术属性】
技术研发人员：魏伟，鲍鹏丽，吕玉芬，
申请(专利权)人：曲阜师范大学，
类型：发明
国别省市：山东;37