[發(fā)明專(zhuān)利]一種以水作為溶劑合成α-羥基-β-二羰基類(lèi)化合物的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811329035.4
• 申請(qǐng)日: 2018-11-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109627161B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王亞坤;高慶賀;劉興霞;張濤;王帥飛;李洛豪;智浩宇
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): C07C67/31
• 分類(lèi)號(hào): C07C67/31;C07C69/757;C07C231/12;C07C235/82
• 代理公司: 新鄉(xiāng)市平原智匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41139
• 代理人: 路寬

本發(fā)明公開(kāi)了一種以水作為溶劑合成α?羥基?β?二羰基類(lèi)化合物的方法，屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域。發(fā)明的有效性主要體現(xiàn)在通過(guò)使用綠色的水作為溶劑，并添加廉價(jià)易得的表面活性劑，利用過(guò)氧化物產(chǎn)生的自由基氧化偶聯(lián)策略，成功實(shí)現(xiàn)了無(wú)有機(jī)溶劑、無(wú)酸無(wú)堿添加的綠色的β?二羰基類(lèi)化合物水相α?羥基化，為制備具有較大應(yīng)用價(jià)值的α?氧代?β?二羰基類(lèi)化合物提供了新穎且高效的途徑。此外，該反應(yīng)后處理簡(jiǎn)便，放大至克級(jí)仍能保持較好的反應(yīng)效果，具有廣闊的生產(chǎn)應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以水作為溶劑合成α-羥基-β-二羰基類(lèi)化合物的方法。

背景技術(shù)

眾所周知，水是生命之源。許多復(fù)雜的生物合成和生命過(guò)程都在水中進(jìn)行。對(duì)于化學(xué)家來(lái)講，水與其他有機(jī)溶劑相比有許多優(yōu)點(diǎn)，它可以降低反應(yīng)成本，簡(jiǎn)化工藝流程，并且環(huán)境友好，符合綠色化學(xué)發(fā)展的要求(Chem.Soc.Rev.,2012,41,1415–1427)。但對(duì)于大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)來(lái)講，水的存在通常會(huì)對(duì)反應(yīng)造成不好的影響，例如收率的降低以及選擇性差等問(wèn)題。大多數(shù)精細(xì)化工合成都使用石油衍生的溶劑，這會(huì)產(chǎn)生大量的有毒廢棄物，環(huán)境污染大，生產(chǎn)成本高。因此，無(wú)論在工業(yè)屆中還是學(xué)術(shù)屆，都希望用水來(lái)代替常用的有機(jī)試劑，實(shí)現(xiàn)綠色有機(jī)合成。

α-羥基-β-二羰基化合物是一類(lèi)非常重要的結(jié)構(gòu)單元，廣泛的存在于天然產(chǎn)物，精細(xì)化工以及農(nóng)藥醫(yī)藥中間體中。例如5-氯茚酮甲酸甲酯的α-羥基化產(chǎn)物就是高效農(nóng)藥殺蟲(chóng)劑茚蟲(chóng)威的重要中間體(Pest.Manages.Sci.2001,57,153–164)。而茚酮衍生的β-酮酰胺的α-羥基化產(chǎn)物Pramanicin是一種新型的抗菌劑，具有很好的抗菌活性(J.Org.Chem.,1999,64,6005-6018.)獲得該類(lèi)化合物最簡(jiǎn)單、最直接的方法是對(duì)β-二羰基化合物進(jìn)行α位的氧化羥基化反應(yīng)。目前為止，已經(jīng)有許多種方法可以獲得該類(lèi)化合物，Davis在1981年首次報(bào)道了使用Davis試劑獲得ɑ-氧代-β-酮酸酯化合物的方法(Tetrahedron Lett.1981,22,4385-4388)，但是該方法操作繁瑣，反應(yīng)條件較為苛刻，使用化學(xué)劑量的手性氧化劑，成本較高，不適合生產(chǎn)應(yīng)用。目前來(lái)講，使用酸或堿作為催化劑，在常用有機(jī)溶劑(例如二氯甲烷、甲苯等)中加入氧化劑是制備該類(lèi)化合物最常見(jiàn)的方法。2004年，約根森課題組使用二氫奎寧作為催化劑，過(guò)氧化氫異丙苯作為氧化劑，二溴乙烷作為反應(yīng)溶劑，實(shí)現(xiàn)了茚酮衍生的β-酮酸酯的α-羥基化反應(yīng)(J.Org.Chem.,2004,69,8165-8167)。焦寧等人使用碳酸銫作為催化劑，氧氣作為氧化劑，亞磷酸三乙酯作為還原劑，在二甲基亞砜(DMSO)中反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了一系列羰基化合物的α-羥基化反應(yīng)(Angew.Chem.Int.Ed.,2014,126,558–562)。申請(qǐng)人也利用可見(jiàn)光光敏化氧化策略，使用金雞納堿季銨鹽作為相轉(zhuǎn)移催化劑，甲苯作為溶劑，四苯基卟啉作為光敏劑，在空氣中實(shí)現(xiàn)了β-酮酸酯的α-羥基化反應(yīng)(Green Chem.,2016,18,5493–5499)。然而，目前為止所有的氧化體系都依賴于有機(jī)溶劑介質(zhì)，并且反應(yīng)中需要加入化學(xué)計(jì)量或者催化量的堿來(lái)激活反應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是提供了一種以水作為溶劑合成α-羥基-β-二羰基類(lèi)化合物的方法，該方法以綠色且環(huán)境友好的水相作為溶劑，在無(wú)金屬、無(wú)酸堿添加的情況下實(shí)現(xiàn)高效高選擇性的β-二羰基類(lèi)化合物的α-羥基化反應(yīng)，并且拓展β-二羰基類(lèi)化合物的底物范圍，具有十分重要的理論價(jià)值和應(yīng)用前景。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案，一種以水作為溶劑合成α-羥基-β-二羰基類(lèi)化合物的方法，其特征在于具體過(guò)程為：將β-二羰基類(lèi)化合物、過(guò)氧化物和表面活性劑在溶劑水中于15-100℃反應(yīng)制得目標(biāo)產(chǎn)物α-羥基-β-二羰基類(lèi)化合物，其中β-二羰基類(lèi)化合物為IIa化合物或IIb化合物，相對(duì)應(yīng)的α-羥基化產(chǎn)物分別為Ia或Ib；

合成過(guò)程中對(duì)應(yīng)的反應(yīng)方程式為：