一种电化学条件下实现酮α位甲基化反应的方法技术

本发明专利技术公开了一种电化学条件下实现酮α位甲基化反应的方法。这种方法采用电化学脱氢偶联策略，实现了酮类化合物和甲醇直接进行酮

An electrochemical method for the methylation of ketones at a position

【技术实现步骤摘要】
一种电化学条件下实现酮α位甲基化反应的方法
本专利技术涉及化学合成，具体是一种电化学条件下实现酮α位甲基化反应的方法。
技术介绍
甲基化反应在生物活性分子的合成和功能化中具有关键作用的基本转化(Chem.Rev.2011,111,5215-5246)。甲基片段存在于许多畅销的药物化合物中，可以有效地调节化合物的物理和生物学性质，而许多重要的天然产物和药物活性化合物中都含有α-甲基酮(J.Nat.Prod.2011,74,997-1002)。例如，乙哌立松Eperisone和托哌酮Tolperisone是抗痉挛剂(Pharmacology.2004,71,150-156)；Eprazinone(商品名Eftapan)是粘液溶解剂并且可以缓解支气管痉挛(Fortschr.Med.1980,98,871-874)，此外，含有α-甲基羧酸基团的“profen家族”例如布洛芬、萘普生、酮洛芬和氟比洛芬广泛存在于用作非甾体抗炎剂的药物当中(Synthesisofessentialdrugs2006)。传统的酮α位甲基化反应主要通过各种过渡金属催化剂、杂环卡宾金属配体等的催化来实现(Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,761-765；Chem.Eur.J.2015,21,3576-3579)。这些年随着光催化以及一些多功能负载材料的发展，也发展了一些较为新颖、环保的合成路径(ACSSust.Chem.Eng.2017,5,9683-9691；Adv.Synth.Catal.2018,360,3471-3476)，目前所有方法的反应机制大致类似，首先甲醇在催化剂下被氧化成为甲醛，甲醛分子在碱的促进下和酮发生羟醛缩合脱水得到烯酮中间体，烯酮中间体在亲核试剂的进攻下得到酮α位甲基化产物或是含其他基团的甲基化化合物，现有技术尽管存在着各种各样的酮α位甲基化合成手段，但是，运用电化学氧化的方式促进酮α位甲基化反应却未见报道。C(sp3)-H键甲基化是有机化学中的一个基本化学转变，也是有机官能团化研究的一个热点问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，而提供一种电化学条件下实现酮α位甲基化反应的方法。这种方法反应条件温和、过程操作简单、反应原料廉价易得、清洁无污染。实现本专利技术目的的技术方案是：一种电化学条件下实现酮α位甲基化反应的方法，与现有技术不同处在于，所述合成方法的通式如下：通式中，R1＝烷基、卤素；R2＝烷基，电解质为：四丁基四氟硼酸铵或四乙基四氟磷酸铵或高氯酸铝，碱为：碳酸钾或碳酸铯或叔丁醇钾。上述电化学条件下实现酮α位甲基化反应的方法为：将0.5mmol酮、2当量的碱和0.5当量的电解质置于10mL的三颈圆底烧瓶中，三颈圆底烧瓶配有冷凝器、用网状玻璃体碳RVC规格为100ppi、1cmx1cmx1.2cm作阳极、铂板规格为1cmx1cm作阴极、套上氧气球后往反应瓶三颈圆底烧瓶中添加6mL甲醇，在60℃-75℃下、10mA恒定电流状态下进行反应，直到原料完全消耗即由薄层色谱监测、反应3-4h，然后将反应混合物冷却至室温，用30mL水淬灭反应，并添加30mL乙酸乙酯进行萃取、分离有机相，并再用30mL乙酸乙酯萃取水相、合并有机相并用无水硫酸镁干燥、过滤，减压浓缩，将残留物经硅胶柱层析用乙酸乙酯/石油醚洗脱分离，即可得到产物。所述碱为碳酸钾或碳酸铯或叔丁醇钾。所述电解质为四丁基四氟硼酸铵或四乙基四氟磷酸铵或高氯酸铝。本技术方案采用电化学脱氢偶联策略，实现了酮类化合物和甲醇直接进行酮α位甲基化反应，在温和的电化学氧化条件下，以甲醇作为C-1源，碱性条件下，氧气氛围中通过酮和甲醇直接进行酮α位甲基化反应，反应利用溶剂甲醇作为甲基化试剂，具有绿色环保、原子经济和步骤简单优点，反应避免了过渡金属催化剂和氧化剂的使用，操作简单，产率高，原料易得，清洁环保，很好地符合了现代绿色化学概念。这种方法反应条件温和、过程操作简单、反应原料廉价易得、清洁无污染。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术的内容作进一步的阐述，但不是对本专利技术的限定。实施例1：2-甲基-3甲氧基-1-苯基-1-丙酮(2a)的制备及表征：将苯丙酮(0.5mmol、1.0equiv)、碳酸铯(1.0mmol，2equiv)和四丁基四氟硼酸铵(0.25mmol，0.5equiv)置于10mL的三颈圆底烧瓶中,烧瓶配有冷凝器、RVC(100ppi，1cmx1cmx1.2cm)阳极和铂板(1cmx1cm)阴极,套上氧气球后往反应瓶添加6mL甲醇，65℃下，10mA恒定电流进行反应，直到原料完全消耗(由薄层色谱监测，反应3h),将反应混合物冷却至室温，用30mL水淬灭反应，并添加30mL乙酸乙酯进行萃取，分离有机相，并再用30mL乙酸乙酯萃取水相，合并有机相并用无水硫酸镁干燥、过滤，减压浓缩，残留物经硅胶柱层析用乙酸乙酯/石油醚洗脱分离，即可得到产物2a，产率90％。产物表征为：1HNMR(500MHz,CDCl3)δ7.99-7.94(m,2H),7.57-7.52(m,1H),7.46(d,J＝7.9Hz,2H),3.80-3.72(m,2H),3.47-3.42(m,1H),3.31(s,3H),1.20(d,J＝6.8Hz,3H)ppm；13CNMR(125MHz,CDCl3)δ202.6,136.6,132.9,128.5,128.3,74.9,59.0,41.2,14.8ppm。实施例2：2-甲基-3-甲氧基-1-(4-甲基)苯基-1-丙酮(2b)的制备及表征：将4-甲基苯丙酮(0.5mmol、1.0equiv)、碳酸铯(1.0mmol、2equiv)和四丁基四氟硼酸铵(0.25mmol、0.5equiv)置于10mL的三颈圆底烧瓶中，烧瓶配有冷凝器、RVC(100ppi，1cmx1cmx1.2cm)阳极和铂板(1cmx1cm)阴极，套上氧气球后往反应瓶添加6mL甲醇，65℃下，10mA恒定电流进行反应，直到原料完全消耗(由薄层色谱监测，反应3h)，将反应混合物冷却至室温，用30mL水淬灭反应，并添加30mL乙酸乙酯进行萃取、分离有机相，并再用30mL乙酸乙酯萃取水相，合并有机相并用无水硫酸镁干燥、过滤，减压浓缩，残留物经硅胶柱层析用乙酸乙酯/石油醚洗脱分离，即可得到产物2b，产率88％。产物表征为：1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.88(d,J＝8.2Hz,2H),7.26(d,J＝8.0Hz,2H),3.80-3.70(m,2H),3.50-3.40(m,1H),3.31(s,3H),2.40(s,3H),1.19(d,J＝6.7Hz,3H)ppm；13CNMR(100MHz,CDCl3)δ202.2,143.7,134.1,129.2,128.4,75.0,59.0,41.0,21.5,14.8ppm。实施例3：<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学条件下实现酮α位甲基化反应的方法，其特征在于，所述合成方法的通式如下：/n

【技术特征摘要】
1.一种电化学条件下实现酮α位甲基化反应的方法，其特征在于，所述合成方法的通式如下：



通式中，R1=烷基、卤素；R2=烷基，电解质为：四丁基四氟硼酸铵或四乙基四氟磷酸铵或高氯酸铝，碱为：碳酸钾或碳酸铯或叔丁醇钾。


2.根据权利要求1所述电化学条件下实现酮α位甲基化反应的方法，其特征在于，所述方法为：
将0.5mmol酮、2当量的碱和0.5当量的电解质置于10mL的三颈圆底烧瓶中，三颈圆底烧瓶配有冷凝器、用网状玻璃体碳RVC规格为100ppi、1cmx1cmx1.2cm作阳极、铂板规格为1cmx1cm作阴极、套上氧气球后往反应瓶三颈圆底烧瓶中添加6mL甲醇，...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘永周，唐海涛，莫始坤，蒙秀金，潘英明，
申请(专利权)人：广西师范大学，
类型：发明
国别省市：广西;45