一种制备2-吡咯烷酮化合物的方法技术

本发明专利技术涉及一种在生物质衍生溶剂下铜催化的环丁酮肟酯与1，6

A method for preparing 2-pyrrolidone compound

【技术实现步骤摘要】
一种制备2
‑
吡咯烷酮化合物的方法


[0001]本申请属于有机合成领域，具体涉及一种在生物质衍生溶剂2
‑
甲基四氢呋喃体系下铜催化的环丁酮肟酯与1，6
‑
烯炔或1，6
‑
二烯开环/环化反应制备2
‑
吡咯烷酮化合物的新方法。

技术介绍

[0002]用更环保和可持续的资源取代有毒有害的化学品是目前“绿色化学”的一个重点研究课题，其中溶剂作为化学化工过程中最大的废物来源，开发环保绿色的溶剂是重中之重。在这方面，生物质衍生溶剂由于对健康和环境的影响极低受到了极大的关注。其中，2
‑
甲基四氢呋喃(2
‑
MeTHF)受到很大关注，因为它可以从可再生的木质纤维素生物质中获得，可被阳光或空气降解，且具有稳定性好、沸点高、与水的混溶性低的特点。特别是作为一种绿色溶剂，2
‑
甲基四氢呋喃符合绿色化学的第3(危险性较小的化学合成)，第5(更安全的溶剂和助剂)，第7(使用可再生原料)和第10条(为降解设计)原则，并已经广泛应用于各种合成转化。
[0003]1，n
‑
烯炔和1，n
‑
二烯的环化，特别是自由基环化反应，由于其高效、步骤经济的特点，在绿色合成化学中得到了广泛的关注。另一方面，环丁酮肟酯开环已成为将有价值的氰烷基安装到多种分子中最有效的方法之一，利用过渡金属催化剂或光氧化还原催化在这一领域取得了巨大进展。然而，该方法在1，n
‑
烯炔或1，n
‑
二烯的环化方面的应用仍然很少且有一定的局限性，如需要配体和碱，使用有机溶剂，需要较高的反应温度。基于专利技术人对绿色和可持续化学的持续兴趣，在本专利技术中我们提出了一种在生物质衍生溶剂2
‑
甲基四氢呋喃体系下铜催化环丁酮肟酯与1，6
‑
烯炔或1，6
‑
二烯的开环/环化反应制备2
‑
吡咯烷酮化合物的方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于克服现有技术的不足，提供一种绿色高效、低成本的环丁酮肟酯与1，6
‑
烯炔或1，6
‑
二烯开环/环化反应制备2
‑
吡咯烷酮化合物的方法，该方法在生物质衍生溶剂2
‑
甲基四氢呋喃体系中以较高产率制备获得目标产物。
[0005]本专利技术提供的开环/环化反应方法，该方法以环丁酮肟酯与1，6
‑
烯炔或1，6
‑
二烯为原料，通过下列步骤进行制备获得：
[0006]向Schlenk反应瓶中加入环丁酮肟酯(式1)、1，6
‑
烯炔(式2)或1，6
‑
二烯化合物(式3)、催化剂、氧化剂和溶剂，将反应瓶置于一定温度下搅拌反应，经TLC或GC监测反应进程，至原料反应完全，经后处理得到2
‑
吡咯烷酮化合物(I)或(II)。
[0007]本专利技术提供的环丁酮肟酯与1，6
‑
烯炔或1，6
‑
二烯开环/环化制备2
‑
吡咯烷酮化合物的方法，其化学反应式可表述为(见式一)：
[0008][0009]所述的后处理操作如下：将反应完成后的反应液用乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤并减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离，洗脱溶剂为：乙酸乙酯/止己烷，得到2
‑
吡咯烷酮化合物(I)或(II)。
[0010]式1、2、3及式I、II表示的化合物中，R1选自氢、C1‑
C
10
烷基、C6‑
C
20
芳基、氰基；
[0011]R2选自C1‑
C
10
烷基、取代或未取代的C6‑
C
20
芳基；
[0012]R3选自C1‑
C
10
烷基、取代或未取代的C6‑
C
20
芳基；
[0013]R4选自C1‑
C
10
烷基、C6‑
C
20
芳基、C6‑
C
20
芳基
‑
C1‑
C
10
烷基；
[0014]R5选自氢、C1‑
C
10
烷基、C6‑
C
20
芳基；
[0015]R6选自C1‑
C
10
烷基、取代或未取代的C6‑
C
20
芳基；
[0016]R7选自C1‑
C
10
烷基、C6‑
C
20
芳基；
[0017]其中所述取代或未取代的中的取代基选自卤素、C1‑
C
10
烷基、C1‑
C
10
卤代烷基、C1‑
C
10
烷氧基、硝基、氰基。
[0018]优选地，式1、2、3及式I、II表示的化合物中，R1选自氢、C1‑
C6烷基、C6‑
C
12
芳基、氰基；
[0019]R2选自C1‑
C6烷基、取代或未取代的C6‑
C
12
芳基；
[0020]R3选自C1‑
C6烷基、取代或未取代的C6‑
C
12
芳基；
[0021]R4选自C1‑
C6烷基、C6‑
C
12
芳基、C6‑
C
12
芳基
‑
C1‑
C3烷基；
[0022]R5选自氢、C1‑
C6烷基、C6‑
C
12
芳基；
[0023]R6选自C1‑
C6烷基、取代或未取代的C6‑
C
12
芳基；
[0024]R7选自C1‑
C6烷基、C6‑
C
12
芳基；
[0025]其中所述取代或未取代的中的取代基选自氟、氯、溴、碘、甲基、乙基、叔丁基、三氟甲基、甲氧基、硝基、氰基。
[0026]最优选地，式1、2、3及式I、II表示的化合物中，R1选自氢、甲基、叔丁基、苯基、萘基、氰基；
[0027]R2选自甲基、叔丁基、苯基、萘基、对三氟甲基苯基、对甲基苯基、对氯苯基；
[0028]R3选自甲基、苯基、萘基、间氯苯基、间甲基苯基、对三氟甲基苯基、对氰基苯基、对溴苯基、对氟苯基、对叔丁基苯基、对甲基苯基、对甲氧基苯基；
[0029]R4选自甲基、苯基、苄基；
[0030]R5选自氢、苯基；
[0031]R6选自苯基、间氟苯基、间甲基苯基、对氟苯基、对叔丁基苯基、对甲氧基苯基。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备2
‑
吡咯烷酮化合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：向Schlenk反应瓶中加入式1所示的环丁酮肟酯、式2所示的1，6
‑
烯炔或式3所示的1，6
‑
二烯化合物、催化剂、氧化剂和溶剂，将反应瓶置于一定温度下搅拌反应，经TLC或GC监测反应进程，至原料反应完全，经后处理得到式I或式II的2
‑
吡咯烷酮化合物；式1、2、3及式I、II表示的化合物中，R1选自氢、C1‑
C
10
烷基、C6‑
C
20
芳基、氰基；R2选自C1‑
C
10
烷基、取代或未取代的C6‑
C
20
芳基；R3选自C1‑
C
10
烷基、取代或未取代的C6‑
C
20
芳基；R4选自C1‑
C
10
烷基、C6‑
C
20
芳基、C6‑
C
20
芳基
‑
C1‑
C
10
烷基；R5选自氢、C1‑
C
10
烷基、C6‑
C
20
芳基；R6选自C1‑
C
10
烷基、取代或未取代的C6‑
C
20
芳基；R7选自C1‑
C
t0
烷基、C6‑
C
20
芳基；其中所述取代或未取代的中的取代基选自卤素、C1‑
C
10
烷基、C1‑
C
10
卤代烷基、C1‑
C
10
烷氧基、硝基、氰基；所述的催化剂选自氯化亚铜、溴化亚铜、碘化亚铜、氯化铜中的任意一种或几种的混合物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，R1选自氢、C1‑
C6烷基、C6‑
C
12
芳基、氰基；R2选自C1‑
C6烷基、取代或未取代的C6‑
C
12
芳基；R3选自C1‑
C6烷基、取代或未取代的C6‑
C
12
芳基；R4选自C1‑
C6烷基、C6‑
C
12

【专利技术属性】
技术研发人员：刘益林，魏文廷，唐伯孝，连琰，邹婕，章林，罗青霞，
申请(专利权)人：怀化学院，
类型：发明
国别省市：