一种连续光诱导催化合成吡咯酮类化合物的方法技术

本发明专利技术公开了一种连续光诱导催化合成吡咯酮类化合物的方法，将有机催化剂、烯烃类有机化合物、溴代乙酸酯类化合物和胺类化合物溶于溶剂中，得到均相溶液；将所述的均相溶液泵入设有光源的微通道反应装置中进行反应，即得含有吡咯酮类化合物的反应液。与现有技术相比，本发明专利技术通过有机光催化代替催化剂，绿色高效，无金属残留，在合成医药产物方面有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种连续光诱导催化合成吡咯酮类化合物的方法
本专利技术涉及于医药化学与精细化学合成领域，具体涉及一种连续光诱导催化合成吡咯酮类化合物的方法
技术介绍
吡咯酮类化合物具有与吲哚、氮杂吲哚等类似的特殊结构和良好的生物活性，在医药和农药工业有着广泛的应用(例如治疗癌症、治疗乙型病毒性肝炎、治疗心脏病等)。目前一般采用金属催化剂(Pd、Fe、Cu、Ni、Co、Au)催化环合合成吡咯酮类化合物，但是往往存在反应温度高，反应时间较长，产率较低的问题，并且金属残留限制着其在医药等领域的应用。近些年来，烯烃的双官能团化反应得到了飞速的发展，该反应不仅可以通过经济的方法仅用一步就合成多个位点反应产物，而且为构建多种多样的化学结提供了更丰富的可能性，采用烯烃进行双官能化后，对环合过程形成势能更低的化合物具有显著优势，经过这种反应可以结构多样的药物活性分子或功能性化合物，然而由于烯烃的管能化过程往往通过自由基引发，但是在引发过程中极易造成引发烯烃的聚合副反应，在间歇反应模式中，往往通过优化参数难以达到较好效果，需要找到尽可能高的转化率、高产率和低量副产物的平衡点，会存在过程稳定性差的问题，产品产率低，后处理繁琐等问题。此外，采用光引发自由基过程，是一种目前认为较为绿色的化工过程，但光源产生的热点不均衡，光源功率提高会引起副反应和能耗利用低的问题，光源效率低又会引发反应转化效率低的难题，这也是为什么光化学反应在自由基反应中工程应用成功率低的原因。根据动力学和热力学的分析，采用微反应过程，光源离所有传递过程的物料等距离，短距离，能够解决上述转化效率低、均一性差、热点差异、能量转化低、副反应难以控制的问题。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种连续光诱导催化合成吡咯酮类化合物的方法，以解决现有技术存在的反应效率低和金属残留大的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种连续光诱导催化合成吡咯酮类化合物的方法，其反应式如下：其中，R1为CH3，H，F，Cl，Br，NO2和OCH3中的任意一种或几种组合；R2，R3分别独立地为CH3，H，F，Cl，Br，Aryl，OCH3和CO2R中的任意一种或几种组合；其中，所述的R为任意烷基。R4为Aryl或Alkyl；PC为有机光催化剂。具体的反应过程为：将有机催化剂、烯烃类有机化合物、溴代乙酸酯类化合物和胺类化合物溶于溶剂中，得到均相溶液；将所述的均相溶液泵入设有光源的微通道反应装置中，在光照充分反应，收集产物，即得含有吡咯酮类化合物的反应液，提纯，即得目标产物吡咯酮类化合物。其中，所述的有机催化剂选自5,10-二(4-(三氟甲基)苯基)-5,10-二氢吩嗪、5,10-二(4-(甲氧基)苯基)-5,10-二氢吩嗪、5,10-二苯基-5,10-二氢吩嗪、5,10-二(2-萘基)-5,10-二氢吩嗪、5,10-二(1-萘基)-5,10-二氢吩嗪、10-苯基吩噻嗪、10-(4-甲氧基苯基)吩噻嗪、10-(1-萘基)吩噻嗪、二萘嵌苯、3,7-二(4-(1,1'-联苯))-(10-(1-萘基))-10-吩恶嗪或5,10-二(4-(腈基)苯基)-5,10-二氢吩嗪；优选地，所述的有机催化剂为5,10-二(4-(三氟甲基)苯基)-5,10-二氢吩嗪。其中，所述的烯烃类有机化合物选自苯乙烯、2-氟苯乙烯、3-氟苯乙烯、4-氟苯乙烯、2-氯苯乙烯、3-氯苯乙烯、4-氯苯乙烯、2-溴苯乙烯、3-溴苯乙烯、4-溴苯乙烯、2-甲氧基苯乙烯、3-甲氧基苯乙烯、4-甲氧基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2-硝基苯乙烯、3-硝基苯乙烯、4-硝基苯乙烯或a-溴苯乙烯；优选地，所述的烯烃类有机化合物为苯乙烯。其中，所述的溴代乙酸酯类化合物选自2-溴-2-甲基丙二酸二乙酯、2-溴-2-甲基丙酸乙酯、2-溴丙酸甲酯、2-溴丙酸乙酯、α-溴苯乙酸乙酯、溴苯乙酸乙酯或二氟溴乙酸乙酯；优选地，所述的溴代乙酸酯类化合物为2-溴-2-甲基丙酸乙酯。其中，所述的胺类化合物选自苯胺、邻甲苯胺、间甲苯胺、对甲苯胺、2-氟苯胺、3-氟苯胺、4-氟苯胺、2-硝基苯胺、3-硝基苯胺、4-硝基苯胺、2-氯苯胺、3-氯苯胺、4-氯苯胺、2,6-二甲基苯胺、2,4,6-三溴苯胺、2-溴苯胺、3-溴苯胺、4-溴苯胺、2-甲氧基苯胺、3-甲氧基苯胺、4-甲氧基苯胺、2-三氟甲基苯胺、3-三氟甲基苯胺、4-三氟甲基苯胺、苄胺、a-甲基苄胺、2-氯-5-氨基三氟甲苯、邻苄基苯胺、4-氟-α-甲基苄胺、2-溴-5-甲基苯胺或4-溴-a-甲基苯乙胺；优选地，所述的胺类化合物为苯胺。其中，所述的溶剂选自二氯乙烷(1,2-二氯乙烷)、二甲基亚砜、乙二醇二甲醚、乙腈、苯、N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基苯胺；优选地，所述的溶剂为二氯乙烷。进一步优选地，上述反应的反应式如下：其中，所述的均相溶液中有机催化剂与烯烃类有机化合物、溴代乙酸酯类化合物和胺类化合物的摩尔比为0.005～0.025:1:2:1。其中，所述的均相溶液中烯烃类有机化合物的浓度为0.01～1mmol/mL。其中，所述微反应装置包括进样器、微通道反应器、接收器、光源；所述进样器、微通道反应器和接收器串联连接；所述光源位于微通道反应器外侧，其光照范围覆盖微通道反应器；所述连接为通过管道连接。优选地，所述微通道反应器使用石英盘管，保留体积为1～2mL，管径为0.2～2mm。优选地，所述的均相溶液在微反应装置中的流速为0.05～0.2mL/min，优选为0.1mL/min。进一步优选地，所述的进样器与微通道反应器之间的连接管长度为10～50cm，微通道反应器与接收器之间的连接管长度为10～50cm。其中，所述的光源为模拟太阳光灯(300W，230V)，波长为250～780nm。其中，所述的反应中，反应温度为室温，反应停留时间为5～40min。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下优势：(1)本专利技术通过有机光催化代替催化剂，绿色高效，无金属残留，反应时间短、不需要加热、产率高；其在生物医用材料领域应用更有竞争力。(2)本专利采用有机催化剂催化烯烃双官能化反应合成吡咯酮类化合物，并且与微流场技术相结合，建立微尺度下高效合成的新方法，本专利技术大幅度提升物料混合、传质和传热的效率，加快了反应速度；同时反应温度分布更加均匀，光照更加均匀，连续流过程控制更加精确，能够有效避免副产物的产生。(3)本专利技术反应条件温和、反应速度快、转化率高、副反应少、有利于连续化生产。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。图1为本专利技术的反应装置图。图2为实施例1、2、3产物的氢谱和碳谱图。图3为实施例4产物的氢谱和碳谱图。图4为实施例5产物的氢谱和碳谱图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续光诱导催化合成吡咯酮类化合物的方法，其特征在于，将有机催化剂、烯烃类有机化合物、溴代乙酸酯类化合物和胺类化合物溶于溶剂中，得到均相溶液；将所述的均相溶液泵入设有光源的微通道反应装置中进行反应，即得含有吡咯酮类化合物的反应液。/n

【技术特征摘要】
1.一种连续光诱导催化合成吡咯酮类化合物的方法，其特征在于，将有机催化剂、烯烃类有机化合物、溴代乙酸酯类化合物和胺类化合物溶于溶剂中，得到均相溶液；将所述的均相溶液泵入设有光源的微通道反应装置中进行反应，即得含有吡咯酮类化合物的反应液。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的有机催化剂选自5,10-二(4-(三氟甲基)苯基)-5,10-二氢吩嗪、5,10-二(4-(甲氧基)苯基)-5,10-二氢吩嗪、5,10-二苯基-5,10-二氢吩嗪、5,10-二(2-萘基)-5,10-二氢吩嗪、5,10-二(1-萘基)-5,10-二氢吩嗪、10-苯基吩噻嗪、10-(4-甲氧基苯基)吩噻嗪、10-(1-萘基)吩噻嗪、二萘嵌苯、3,7-二(4-(1,1'-联苯))-(10-(1-萘基))-10-吩恶嗪或5,10-二(4-(腈基)苯基)-5,10-二氢吩嗪。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的烯烃类有机化合物选自苯乙烯、2-氟苯乙烯、3-氟苯乙烯、4-氟苯乙烯、2-氯苯乙烯、3-氯苯乙烯、4-氯苯乙烯、2-溴苯乙烯、3-溴苯乙烯、4-溴苯乙烯、2-甲氧基苯乙烯、3-甲氧基苯乙烯、4-甲氧基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2-硝基苯乙烯、3-硝基苯乙烯、4-硝基苯乙烯或a-溴苯乙烯。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的溴代乙酸酯类化合物选自2-溴-2-甲基丙二酸二乙酯、2-溴-2-甲基丙酸乙酯、2-溴丙酸甲酯、2-溴丙酸乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭凯，魏明辉，方正，掌亚军，朱宁，何伟，刘成扣，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32