具有亚甲基环丁烷结构的化合物的制备方法及衍生的二甲基亚甲基环丁烷化合物的制备方法技术

本发明专利技术公开了具有亚甲基环丁烷结构的化合物的制备方法及衍生的二甲基亚甲基环丁烷化合物的制备方法。其以容易制备的脂肪族炔烃化合物为起始原料，发展了一种通过过渡金属催化硼化环化的方法一步构筑分离得到含有硼酸酯官能团地亚甲基环丁烷化合物的方法。并通过简洁的化学反应对其进行了各种官能团转化，制备了含各种官能团的环丁烷类化合物。本发明专利技术提供的合成方法有原料易制备、原子经济性高、易分离、应用广泛等优点。应用广泛等优点。

【技术实现步骤摘要】
具有亚甲基环丁烷结构的化合物的制备方法及衍生的二甲基亚甲基环丁烷化合物的制备方法


[0001]本专利技术属于有机合成领域，具体涉及具有亚甲基环丁烷的化合物的制备方法以及其衍生的二甲基环丁烷化合物的制备方法。具有二甲基环丁烷的化合物是用于合成昆虫性信息素的有用中间体。

技术介绍

[0002]具有亚甲基环丁烷骨架的化合物不仅是一些天然产物的基本结构，而且还是一类重要的有机合成中间体。它们表现出一些不寻常的化学反应性，因此在合成化学中得到了广泛的应用。将应变环掺入候选药物中可以在很大程度上改变其结构刚性和空间构象，这导致其物理化学和药代动力学性质显著变化，例如代谢稳定性、亲脂性和溶解度，从而提高其药物活性。除此之外，其衍生的二甲基亚甲基环丁烷化合物可以用于合成昆虫性信息素。
[0003]昆虫性信息素是一些具有生物活性的化合物，通常是昆虫所分泌的能引诱同种异性个体进行交尾的微量化学物质，它是物种特定的通讯系统。其可以应用在农业领域来检测、监控、吸引和杀死某些种类的害虫。
[0004]目前在农业生产上对于害虫的基本防治手段主要还是依赖于化学农药，但是长期无节制地使用化学农药带来了许多副作用。一是害虫抗药性的产生，致使用药量和用药浓度不断增加，成本逐年提高，防治日益困难；二是破坏生态平衡，在防治害虫的同时，大量天敌被杀伤，造成次要性害虫的猖獗为害；三是污染环境，大量农药残留于农作物、土壤和江河湖海中，又通过食物链的形式富集于人体，对人类造成再次危害。因此，目前国内外有关研究部门均在努力探索和研究害虫防治的新途径、新技术，这些研究就包括昆虫激素的应用。其中，利用昆虫激素，特别是利用性信息素进行害虫防治的研究正日益受到人们的关注和重视。
[0005]性信息素种类当中有一个独特的化学结构就是二甲基亚甲基环丁烷结构。但是，在制备具有这些二甲基环丁烷结构的信息素的常用方法当中，通常是将蒎烯当作原料，经过冗杂的一系列化学反应来合成这些性信息素。这些反应涉及到一些重金属的参与，不仅对环境造成了很大的污染；而且某些反应条件存在很大的安全隐患，极不利于工业实践。
[0006]因此，迫切需要开发一个操作性简单，原子经济性高，易分离，适用性更广的合成方法，以用于对具有二甲基环丁烷结构的信息素进行一些药物活性和农业领域的研究。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供具有亚甲基环丁烷结构的化合物的制备方法及其衍生的二甲基亚甲基环丁烷化合物的制备方法。并且，这些方法操作简单，经济性高，环保以及高效。
[0008]为达到上述目的，本专利技术的技术方案具体如下:
[0009]具有硼酸酯官能团的亚甲基环丁烷衍生物的合成方法，以化合物1作为原料，在惰性气体氩气保护下，加入催化剂、添加剂在溶剂中反应生成目标产物；
[0010]反应路线如下式(1)所示：
[0011][0012]其中，所述的R1、R2、R3以及R4分别为碳原子数不超过18的脂肪烃基或芳香烃基；所述的LG基团为离去基团；所述的添加剂为联硼酸频那醇酯和碱；反应时间为12至24小时。
[0013]优选地，所述的催化剂为铜盐。
[0014]优选地，所述的碱为甲醇钠、甲醇锂、甲醇钾、叔丁醇钠、叔丁醇钾、叔丁醇锂、叔戊醇钾中的任意一种。
[0015]优选地，所述的化合物1与铜盐、联硼酸频那醇酯、碱的物质的量比为1:(0.05～0.20)：(1.0～2.0)：(0.20～2.0)。
[0016]优选地，所述的溶剂为四氢呋喃(THF)、苯、甲苯、DMF、DMA、DCM中的任意一种。
[0017]本专利技术还提供具有其它官能团的亚甲基环丁烷衍生物的合成方法，以化合物2作为原料，在惰性气体氩气保护下，加入添加剂在溶剂中反应生成目标产物；
[0018]反应路线如下式(2)所示：
[0019][0020]其中，所述R1、R2、R3、R4和R5分别为碳原子数不超过18的脂肪烃基或芳香烃基或杂原子基团；所述Bpin为硼酸频那醇酯；反应时间为3
‑
24小时。
[0021]优选地，所述的添加剂为金属催化剂、碱、氧化剂、酰化试剂、烯烃化试剂、炔烃化合物及芳基卤化物中的任意一种或几种的组合
[0022]优选地，所述的催化剂为钯或铜催化剂。
[0023]优选地，所述的碱为叠氮化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、过硼酸钠水合物、碳酸钾、氟氢化钾、吗啉、抗坏血酸钠、甲基三苯基溴化膦、碘化钾对甲苯磺酰氯、正丁基锂、吡啶中的任意一种或几种的组合。
[0024]优选地，所述的氧化剂为间氯过氧苯甲酸、双氧水或其组合；
[0025]优选地，酰化试剂为碳原子数不超过10的烃类羧酸、酰氯或酸酐化合物。
[0026]优选地，烯烃化试剂为碳原子数不超过10的膦酰基乙酸三烷基酯。
[0027]优选地，炔烃化合物为带有各种官能团且碳原子数不超过20的炔烃类化合物。
[0028]优选地，芳基卤化物为碳原子数不超过20的含溴或氯或碘或其组合的芳香类化合物。
[0029]优选地，所述的化合物2与添加剂的比例为1：(0.05～10.0)。
[0030]优选地，所述的溶剂为四氢呋喃(THF)、苯、甲苯、DMF、DMA、DCM、乙腈、水、氘水、甲
醇、叔丁醇、氨水中的任意一种或几种的组合。
[0031]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0032]1)条件温和，所需的试剂廉价且商业易得，多种官能团兼容，适用范围更广；
[0033]2)反应使用的原料只需1
‑
4步简单的化学反应即可高收率地转化为产物，大大减少了反应步骤；
[0034]3)在制备两种昆虫性信息素上，传统方法是将蒎烯当作原料，经过冗杂的一系列化学反应来合成这些性信息素。这些反应涉及到一些重金属的参与，不仅对环境造成了很大的污染；而且某些反应条件存在很大的安全隐患，极不利于工业实践。而本专利技术仅通过简洁的的化学反应即可制备该类性信息素，避免了具有安全隐患的有机试剂及贵重金属试剂的使用，经济环保、原子经济性高，且反应操作简单、易分离提纯。
具体实施方式
[0035]在本说明书中的中间体、试剂和目标化合物的化学式中，可能存在一些在结构上具有不同取代位置的异构体，或立体异构体，例如对映体或非对映异构体。除非另有说明，否则在每种情况下，每个化学式应解释为代表所有这些异构体。此外，这些异构体可以是异构体或其组合。为了使本
的技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合最佳实施例对本专利技术作进一步的详细说明。
[0036]实施例1.1：2
‑
(环丁基甲基)
‑
4，4，5，5
‑
四甲基
‑
1，3，2
‑
二氧杂硼烷化合物(2a)的合成：
[0037][0038]离去基团LG为
‑
OMs时，在充满氩气的手套箱中，取磁子于5mL Schlenk瓶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有硼酸酯官能团的亚甲基环丁烷衍生物的合成方法，其特征在于：以化合物1作为原料，在惰性气体氩气保护下，加入催化剂、添加剂在溶剂中反应生成目标产物；反应路线如下式(1)所示：其中，所述的R1、R2、R3以及R4分别为碳原子数不超过18的脂肪烃基或芳香烃基；所述的LG基团为离去基团；所述的催化剂为铜盐；所述的添加剂为联硼酸频那醇酯和碱；反应时间为12至24小时。2.根据权利要求1所述的亚甲基环丁烷衍生物的合成方法，其特征在于：所述的碱为甲醇钠、甲醇锂、甲醇钾、叔丁醇钠、叔丁醇钾、叔丁醇锂、叔戊醇钾中的任意一种。3.根据权利要求1所述的亚甲基环丁烷衍生物的合成方法，其特征在于：所述的化合物1与铜盐、联硼酸频那醇酯、碱的物质的量比为1:(0.05～0.20)：(1.0～2.0)：(0.20～2.0)。4.根据权利要求1所述的亚甲基环丁烷衍生物的合成方法，其特征在于：所述的溶剂为四氢呋喃(THF)、苯、甲苯、DMF、DMA、DCM中的任意一种。5.具有其它官能团的亚甲基环丁烷衍生物的合成方法，其特征在于：以化合物2作为原料，在惰性气体氩气保护下，加入添加剂在溶剂中反应生成目标产物；反应路线如下式(2)所示：其中，所述R1、R2、R3、R4和R5分别为碳原子数不超过1...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏波，赵浩天，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：