一种炔酮衍生物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于有机合成技术领域，公开了一种炔酮衍生物及其制备方法和应用。该炔酮衍生物的结构式如式(Ⅰ)所示，R

A alkynone derivative and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种炔酮衍生物及其制备方法和应用
本专利技术属于有机合成
，特别涉及一种炔酮衍生物及其制备方法和应用。
技术介绍
有效构建目标分子的关键在于安装、利用并转化、移除官能团到达想要的复杂度，而增加分子复杂度的一个强有力的策略是使用一种可以转移目标官能团的试剂。该策略依赖于拥有足够活性的试剂，以增强想要转移的官能团的能力的同时，保证其化学选择性。对于构建含有多个活性反应位点的目标分子，鉴于其自身良好的化学活性，控制其反应的化学活性和化学选择性，包括防止过度官能团化反应也是高效的有机化学转化设计时需要考虑的问题。炔基羰基衍生物，特别炔酮化合物，作为关键结构片段广泛存在于天然产物中。炔酮还常常作为快速的结构增值的构建复杂合成目标分子的重要模板。直接将羰基官能团连接到乙炔片段上，提供了很多为结构多样化的合成出口。例如，炔酮是非常吸引人的合成杂环化合物的前体，比如吡咯、呋喃、呋喃酮、吡唑、异噁唑、嘧啶、喹啉酮、黄酮等。因此，化学家已经发展出很多合成炔酮的方法，经典的合成策略有：1)钯催化酰氯与末端炔的Sonogashira类型的反应，然而这类方法仅能实现芳基或烯基酰氯底物参与的炔酮的合成，底物范围有限；且酰氯不仅具有腐蚀性，其合成需要化学计量的环境不友好的二氯亚砜等试剂；2)末端炔与化学计量的丁基锂试剂，以原位生成炔基锂，进而与羰基化合物加成，得到炔丙基醇后再经氧化反应，得到目标炔酮化合物。该类转化不仅需要化学计量的金属有机试剂，其使用具有一定的不便和危险性；其它零星的例子如Müller报道了钯、铜协同催化的芳基卤与一氧化碳、末端炔的炔酮合成方法。尽管这些已经报道的炔酮合成方法，使用简单易得的原材料，发展温和条件下，对使用者友好型，普适性的炔酮合成方法非常受期待。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺点与不足，本专利技术的首要目的在于提供一种炔酮衍生物。本专利技术的再一目的在于提供一种上述炔酮衍生物的制备方法；该制备方法是基于还原偶联策略实现的镍催化室温下进行的。本专利技术的又一目的在于提供一种上述炔酮衍生物的应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种炔酮衍生物，该炔酮衍生物的结构式如式(Ⅰ)所示：其中，R1和R2分别为C1～C20的烃基、卤素、酯基、羰基、硝基、取代氨基，C5～C30的芳基或C5～C30的芳杂环基。上述的炔酮衍生物的制备方法，包括以下步骤：将式(Ⅱ)所示化合物和式(III)所示化合物溶于惰性溶剂中，在还原剂、金属催化剂和配体的作用下进行反应，得到炔酮衍生物；其中，X为Cl、Br或I；R1和R2分别为C1～C20的烃基、卤素、酯基、羰基、硝基、取代氨基，C5～C30的芳基或C5～C30的芳杂环基；所述金属催化剂为碘化镍、溴化镍、氯化镍，乙酰丙酮镍、硝酸镍、二氯二-(三苯基膦)镍、溴化镍(乙二醇二甲醚)、氯化镍(乙二醇二甲醚)。所述反应的温度为20℃～120℃；所述反应的时间为8h～36h。所述配体为取代的联吡啶、取代的1,10-菲啰啉或取代的三联吡啶。所述还原剂为锌粉、锰粉或联硼酸酯。所述惰性溶剂为四氢呋喃、1,4-二氧六环、N,N’-二甲基甲酰胺、N,N’-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜、乙腈和1,2-二氯乙烷中的一种以上。所述式(Ⅱ)所示化合物和式(III)所示化合物的摩尔比为1:1～1:5；所述金属催化剂的用量为所述式(Ⅱ)所示化合物用量的1mol％～5mol％；所述配体的用量为所述式(Ⅱ)所示化合物用量的1mol％～30mol％；所述还原剂的用量为所述式(Ⅱ)所示化合物用量的50mol％～300mol％；所述式(Ⅱ)所示化合物在惰性溶剂中的浓度为0.1mol/L～3.0mol/L。优选的，所述式(Ⅱ)所示化合物和式(III)所示化合物的摩尔比为1:2；优选的，所述金属催化剂的用量为所述式(Ⅱ)所示化合物用量的2mol％；优选的，所述配体的用量为所述式(Ⅱ)所示化合物用量的5mol％；优选的，所述还原剂的用量为所述式(Ⅱ)所示化合物用量的150mol％；优选的，所述式(Ⅱ)所示化合物在惰性溶剂中的浓度为0.5mol/L。上述的炔酮衍生物在作为合成杂环化合物的前体中的应用或在药物分子后期修饰中的应用。所述杂环化合物为呋喃、吡唑、喹啉或嘧啶；所述药物分子为布洛芬或丙磺舒。上述衍生物可应用到药物分子如布洛芬、丙磺舒的后期修饰，以及杂环取代炔酮的简捷合成，考虑到炔酮的丰富反应活性，该申请专利技术有望进一步通过产物向含氮杂环分子的快速转化而实现上述具有潜在生物活性、高性能的材料的分子库的快速建立，并有望在新药开发、新型材料分子的发现提供新思路。本专利技术中，制备方法优选包括以下步骤：在氮气氛围下，在反应器中依次加入6.1mg乙二醇二甲醚溴化镍、4.7mg三联吡啶、5.8mg氯化锌和12.8mg锌粉，用注射器注射式(II)所示羧酸硫酯(0.2mmol)，式(III)所示炔基化试剂(0.3mmol)的N,N-二甲基乙酰胺与四氢呋喃的混合溶剂(0.2mL/0.2mL)的溶液到反应器中置于室温下反应24小时，经薄层色谱分析确定反应结束，将反应液经硅藻土抽滤后用400目硅胶经旋蒸浓缩制成干粉，再采用柱层析分离反应产物，400目硅胶10克，展开剂为体积比为100:1至50：1的石油醚与乙酸乙酯，得到炔酮化合物。本专利技术的原理：鉴于一直以来对炔烃化合物合成的研究兴趣，本专利技术人发展了一系列金属催化的炔烃衍生物合成方法，如将羰基化合物的衍生物转化为炔烃包括内炔、共轭二炔等(Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,14485–14489)，向羰基化合物如酮、酯类化合物中通过碳氢键活化策略直接引入炔基官能团(J.Org.Chem.2017,82,13003-13011)，向一级磺酰胺、酰胺衍生物中通过区域选择性的碳氢键活化策略引入炔基化片段(Org.Chem.Front.,2019,6,284–289)。上述方法为构建一系列炔烃衍生物分子库提供了重要方法。在本专利技术中，我们发展了镍催化还原偶联策略实现的温和条件下，羧酸衍生物硫酯与炔基化试剂，在三联吡啶类配体和锌粉作为还原剂的条件下，炔酮的一种普适性合成方法。本专利技术制备方法中，采用式(Ⅱ)所示羧酸硫酯化合物，式(III)所示炔基化试剂，利用镍催化还原偶联的策略，即：吡啶取代的羧酸硫酯化合物不仅作为有一定氧化性的羰基衍生物，其吡啶取代基还具有一定的与金属催化剂的配位性，同时吡啶兼具离去基团，加快了这一步骤。另一方面，炔基卤化合物是一类易合成的、有较好的氧化性的向分子中选择性引入炔基片段的有效试剂。一般认为，该类镍催化的还原偶联的基本历程为，镍催化剂通过被底物还原或歧化，生成活性一价镍物种，进而对吡啶取代的硫酯进行氧化加成，得到二价镍，该二价镍中间体进一步被炔基卤化合物氧化为三价镍中间体，进而还原消除，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种炔酮衍生物，其特征在于：该炔酮衍生物的结构式如式(Ⅰ)所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种炔酮衍生物，其特征在于：该炔酮衍生物的结构式如式(Ⅰ)所示：



其中，R1和R2分别为C1～C20的烃基、卤素、酯基、羰基、硝基、取代氨基，C5～C30的芳基或C5～C30的芳杂环基。


2.根据权利要求1所述的炔酮衍生物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
将式(Ⅱ)所示化合物和式(III)所示化合物溶于惰性溶剂中，在还原剂、金属催化剂和配体的作用下进行反应，得到炔酮衍生物；



其中，X为Cl、Br或I；R1和R2分别为C1～C20的烃基、卤素、酯基、羰基、硝基、取代氨基，C5～C30的芳基或C5～C30的芳杂环基；
所述金属催化剂为碘化镍、溴化镍、氯化镍，乙酰丙酮镍、硝酸镍、二氯二-(三苯基膦)镍、溴化镍(乙二醇二甲醚)、氯化镍(乙二醇二甲醚)。


3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述反应的温度为20℃～120℃；所述反应的时间为8h～36h。


4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述配体为取代的联吡啶、取代的1,10-菲啰啉或取代的三联吡啶。


5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述还原剂为锌粉、锰粉或联硼酸酯。


6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述惰性溶剂为四氢呋喃、1,4-二氧六环、N,N...

【专利技术属性】
技术研发人员：李先纬，蔡晓清，欧阳文森，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44