專(zhuān)利名稱(chēng)：多取代環(huán)戊二烯酮衍生物的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有機(jī)中間體的合成，特別是一種多取代環(huán)戊二烯酮衍生物的合成方法。
環(huán)戊二烯酮衍生物是一種重要的有機(jī)合成中間體。利用環(huán)戊二烯酮衍生物作為原料，可以合成多種有用的環(huán)狀化合物。環(huán)戊二烯酮衍生物本身作為配體，在過(guò)渡金屬有機(jī)化學(xué)以及功能配位化學(xué)等方面發(fā)揮著重要的作用。另外，二氧化碳的應(yīng)用研究多年來(lái)一直受到人們的關(guān)注，是一項(xiàng)具有重要理論意義和應(yīng)用價(jià)值的重大應(yīng)用基礎(chǔ)研究課題。生物化學(xué)家、電化學(xué)家、光化學(xué)家、高分子化學(xué)家以及無(wú)機(jī)化學(xué)家等都在各自的研究領(lǐng)域研究二氧化碳的反應(yīng)和人為利用的可能性。當(dāng)然，有機(jī)化學(xué)家也在考慮利用二氧化碳進(jìn)行有機(jī)合成。二氧化碳之所以受到如此大的關(guān)注，主要有如下的兩個(gè)原因，1、二氧化碳作為自然界中碳鏈的最后一環(huán)，在自然界中大量存在，是能為人類(lèi)所用的重要碳源之一；2、近年來(lái)，“溫室效應(yīng)”的逐漸嚴(yán)重化威脅著人類(lèi)、地球和整個(gè)自然界，二氧化碳被稱(chēng)為“溫室氣體”，成為罪魁；利用二氧化碳作原料，是“綠色科學(xué)”或“綠色合成化學(xué)”的核心之一，是未來(lái)合成工業(yè)的趨勢(shì)。但是，由于二氧化碳的相對(duì)惰性，真正使其選擇性地轉(zhuǎn)變成其它有用物質(zhì)還很困難。目前利用二氧化碳為原料的工業(yè)合成過(guò)程僅有合成尿素、水楊酸和碳酸酯三種。
雖然通過(guò)傳統(tǒng)的方法可以合成環(huán)戊二烯酮衍生物，但產(chǎn)率低，選擇性差，并且通過(guò)傳統(tǒng)的合成方法，很難合成多取代環(huán)戊二烯酮衍生物。
本發(fā)明的目的是提供一種利用取之不盡、用之不竭的二氧化碳作為原料，與合成易得的1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物發(fā)生環(huán)化，高產(chǎn)率、高選擇性地合成多取代環(huán)戊二烯酮衍生物的合成方法。
本發(fā)明的從二氧化碳合成多取代環(huán)戊二烯酮衍生物的合成方法包括先將溶在溶劑中的1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物降溫至-78℃--30℃溫度下，與丁基鋰反應(yīng)1小時(shí)，再通入二氧化碳，在-78℃至-30℃溫度下反應(yīng)5-10分鐘后，淬滅反應(yīng)，經(jīng)提純即得純品。
其中，所述溶劑可為乙醚或四氫呋喃；所述乙醚和四氫呋喃溶劑是經(jīng)過(guò)無(wú)水無(wú)氧處理的，所述無(wú)水無(wú)氧處理過(guò)程是采用處理無(wú)水無(wú)氧溶劑的一般方法，即在高純氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向配有回流冷凝管和通氣活塞的三口圓底燒瓶中加入溶劑(乙醚或四氫呋喃)、幾小塊金屬鈉和適量二苯甲酮。加熱回流4至5小時(shí)后蒸餾，并保存于氮?dú)庀隆Ｋ?，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物與溶劑的比例為1mmol的1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物使用的溶劑的體積為3-6ml。
所述1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物是根據(jù)文獻(xiàn)方法合成的。所述文獻(xiàn)是
a S．L．Buchwald，R．B．Nielsen，J．Am，Chem．Soc．1989，111，2870-2874；bS．Yamaguchi，R，Jin，K．Tamao，F(xiàn)．Sato，J，Org，Chem， 1998，63，10060-10062；cC．Xi，S．Huo，T．H．Afifi，R．Hara，T．Takahashi，TetrahedronLett，1997，38，4099-4102。
所述1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物可為四取代、三取代或二取代的同種或異種取代基的1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物；所述取代基可為烷基(C1-C12)、芳香基等。
所述丁基鋰可為正丁基鋰或叔丁基鋰。所述正丁基鋰采用濃度為1．24M或1．50M的正丁基鋰-正己烷溶液；所述叔丁基鋰采用濃度為1．60M的叔丁基鋰-正戊烷溶液。
所述降溫過(guò)程可采用冷浴法，如干冰-丙酮浴。
所述二氧化碳可用＞99．9％的高純二氧化碳?xì)?，也可以用于冰?br> 所述反應(yīng)原料的摩爾比為1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物∶正丁基鋰∶二氧化碳=1．0∶2．0∶1．5-10或1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物∶叔丁基鋰∶二氧化碳=1．0∶4．0∶1．5-10。
所述淬滅反應(yīng)可采用1-3N的稀鹽酸、水或氯化銨水溶液。
所述提純過(guò)程包括萃取、洗滌、干燥、濃縮和純化。
所述萃取液的洗滌過(guò)程包括用水洗兩次，用飽和食鹽水洗一次。
所述有機(jī)相干燥過(guò)程是用無(wú)水MgSO4干燥30分鐘。
所述濃縮過(guò)程是采用常壓蒸餾、減壓蒸餾等方法，如用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀真空濃縮。所述常壓蒸餾是將溶劑蒸干。如采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀真空濃縮；真空度為30-40mmHg，溫度為室溫。
所述純化過(guò)程是用石油醚作洗脫劑、200-300目硅膠柱分離。
所述合成得到的多取代環(huán)戊二烯酮衍生物的結(jié)構(gòu)式通式如Ⅰ和Ⅱ?；痉磻?yīng)式如下。
本發(fā)明的從二氧化碳合成多取代環(huán)戊二烯酮衍生物的合成方法科學(xué)合理，不僅利用了在自然界中大量存在的、但又嚴(yán)重威脅著人類(lèi)、地球和整個(gè)自然界的溫室氣體，使之變害為寶，而且還具有傳統(tǒng)方法不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。該方法根據(jù)未來(lái)合成工業(yè)的趨勢(shì)，可以合成得到其它方法不能合成的具有各種各樣取代基的多取代環(huán)戊二烯酮衍生物，合成產(chǎn)率高，選擇性好，產(chǎn)品易于純化。
下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明。
實(shí)施例1結(jié)構(gòu)式中1類(lèi)化合物之一(R1=R2=R3=R4=正丙基)2，3，4，5-四(正丙基)-環(huán)戊二烯酮的合成。
在惰性氣體高純氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下，向20ml的Schlenk反應(yīng)管(無(wú)水無(wú)氧操作時(shí)常用的一種玻璃儀器)加入1mmol 4，7-二碘-5，6-二(正丙基)-4，6-奎二烯和5ml無(wú)水無(wú)氧處理過(guò)的乙醚溶劑。首先將以上乙醚溶液用干冰-丙酮冷浴降至-78℃，然后在磁力攪拌下滴加4mmol 1．6M的叔丁基鋰正戊烷溶液，在-78℃溫度下繼續(xù)攪拌反應(yīng)1小時(shí)后，通入二氧化碳1分鐘；在-30℃溫度下繼續(xù)攪拌反應(yīng)10分鐘后，加入約1ml稀鹽酸(3N)淬滅反應(yīng)。用石油醚萃取三次(每次10ml)。萃取液用水洗二次(每次10ml)、飽和食鹽水10ml洗一次。有機(jī)相用無(wú)水MgSO4干燥30分鐘。用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀真空濃縮后用石油醚作洗脫劑柱分離(300目硅膠)，得到純度＞98％的桔紅色油狀液體產(chǎn)品2，3，4，5-四(正丙基)-環(huán)戊二烯酮0．186g。分離產(chǎn)率75％。該化合物的核磁及高分辨質(zhì)譜數(shù)據(jù)如下。1HNMR(C6D6，TMS)δ=0．81-0．91(m，12H)，1．30-1．38(m，4H)，1．45-1．55(m，4H)，2．05-2．16(m，8H)；13CNMR(C6D6，TMS)δ=14．38，14．42，22．76，23．23，25．41，28．41，126．22，154．56，203．86；IR(neat)v=1716cm-1(C=O)；HRMS calcdfor C17H28O 248．2140，found 248．2145。
實(shí)施例2結(jié)構(gòu)式中Ⅰ類(lèi)化合物之二(R1=R2=正丙基，R3=丁基，R4=三甲基硅基)2，3-二丙基-4-丁基-5-三甲基硅基-環(huán)戊二烯酮的合成。
合成路線(xiàn)基本同實(shí)施例1，本合成的出發(fā)原料二碘化合物為4，7-二碘-5-正丙基-6-正丁基-7-三甲基硅基-4，6-庚二烯。得到純度＞98％的桔紅色油狀液體產(chǎn)品2，3-二丙基-4-丁基-5-三甲基硅基-環(huán)戊二烯酮0．228g。分離產(chǎn)率78％。該化合物的核磁及高分辨質(zhì)譜數(shù)據(jù)如下1HNMR(CDCI3，TMS)δ=0．16(s，9H)，0．83-0．98(m，9H)，1．23-1．48(m，8H)，2．03(t，J=6．82Hz，2H)，2．20(t，J=8．10Hz，2H)，2．33(t，J=7．48Hz，2H)；13CNMR(CDCI3，TMS)；δ=0．13，13．89，14．31，14．47，22．70，22．75，23．16，25．25，27．84，28．85，32．55，122．94，130．25，154．88，173．60，207．91；IR(neat)v=1678cm-1(C=O)；HRMS calcd for C18H32OSi 292．2222，found 292．2231。
實(shí)施例3結(jié)構(gòu)式中Ⅱ類(lèi)化合物之一(R5=R6=正丁基)2，3-二正丁基-1H-茚酮的合成。
合成路線(xiàn)基本同實(shí)施例1。本合成的出發(fā)原料二碘化合物為5-碘-6-(2-碘苯基)-5-奎烯。得到純度＞98％的淡綠色液體2，3-二正丁基-1H-茚酮產(chǎn)品0．16g，分離產(chǎn)率65％。該化合物的核磁及高分辨質(zhì)譜數(shù)據(jù)如下1HNMR(CDCI3，TMS)δ=0．81-0．91(m，6H)，1．23-1．55(m，8H)，2．17(t，J=7．47Hz，2H)，2．45(t，J=7．47Hz，2H)，6．93-7．29(m，4H)；13CNMR(CDCI3，TMS)；δ=13．88(2CH3)，22．58，22．75，22．99，25．97，29．94，31．42，118．90，121．59，127．79，131．11，133．08，134．75，145．64，157．71，198．50；IR(neat)v=1716cm-1(C=O)；HRMS calcd for C17H22O 242．1671，found242．1679。
權(quán)利要求
1.一種從二氧化碳合成多取代環(huán)戊二烯酮衍生物的合成方法，其特征是包括先將溶在溶劑中的1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物降溫至-78℃--30℃溫度下，與丁基鋰反應(yīng)1小時(shí)，再通入二氧化碳，在-78℃至-30℃溫度下反應(yīng)5-10分鐘后，淬滅反應(yīng)，經(jīng)提純即得純品。
2.如權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征是所述溶劑為經(jīng)過(guò)無(wú)水無(wú)氧處理的乙醚或四氫呋喃。
3.如權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征是所述1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物與溶劑的比例為1mmol的1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物使用的溶劑的體積為3-6ml。
4.如權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征是所述1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物為四取代、三取代或二取代的同種或異種取代基的1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物；所述取代基為烷基(C1-C12)或芳香基。
5.如權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征是所述丁基鋰為正丁基鋰或叔丁基鋰；所述正丁基鋰采用濃度為1．24M或1．50M的正丁基鋰-正己烷溶液；所述叔丁基鋰采用濃度為1．60M的叔丁基鋰-正戊烷溶液。
6.如權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征是所述降溫過(guò)程采用干冰-丙酮冷浴法。
7.如權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征是所述二氧化碳用＞99．9％的高純二氧化碳?xì)饣蚋杀?br> 8.如權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征是所述反應(yīng)原料1，4-二碘-1，3-丁二烯衍生物、正丁基鋰和二氧化碳的摩爾比為1．0∶2．0∶1．5-10。
9.如權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征是所述反應(yīng)原料1，4-碘-1，3-丁二烯衍生物、叔丁基鋰和二氧化碳的摩爾比為1．0∶4．0∶1．5-10。
10.如權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征是所述淬滅反應(yīng)采用1-3N的稀鹽酸、水或氯化銨水溶液。
11.如權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征是所述提純過(guò)程包括萃取、洗滌、干燥、濃縮和純化。
12.如權(quán)利要求11所述的合成方法，其特征是所述萃取液的洗滌過(guò)程包括用水洗兩次，用飽和食鹽水洗一次；所述有機(jī)相干燥過(guò)程是用無(wú)水MgSO4干燥30分鐘；所述濃縮過(guò)程是采用常壓蒸餾、減壓蒸餾方法；所述純化過(guò)程是用石油醚作洗脫劑、200-300目硅膠柱分離。
13.如權(quán)利要求11所述的合成方法，其特征是所述常壓蒸餾是將溶劑蒸干。
14.如權(quán)利要求11所述的合成方法，其特征是所述濃縮過(guò)程采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀真空濃縮；真空度為30-40mmHg，溫度為室溫。
15.如權(quán)利要求1所述的合成方法，其特征是所述合成得到的多取代環(huán)戊二烯酮衍生物的結(jié)構(gòu)式通式如Ⅰ和Ⅱ
全文摘要
本發(fā)明為一種從二氧化碳合成多取代環(huán)戊二烯酮衍生物的合成方法。它包括先將溶在溶劑中的1,4－二碘－1,3－丁二烯衍生物降溫至－78℃－－30℃溫度下與丁基鋰反應(yīng),再通入二氧化碳,在－78℃至－30℃溫度下反應(yīng)5－10分鐘后,淬滅反應(yīng),經(jīng)提純即得純品。本發(fā)明的合成方法科學(xué)合理,不僅利用了在自然界中大量存在的、但又嚴(yán)重威脅著人類(lèi)、地球和整個(gè)自然界的溫室氣體,使之變害為寶,而且還具有合成產(chǎn)率高、選擇性好、產(chǎn)品易于純化等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07C45/00GK1283605SQ00109460
公開(kāi)日2001年2月14日 申請(qǐng)日期2000年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月26日
發(fā)明者席振峰, 宋秋玲 申請(qǐng)人:席振峰, 宋秋玲