[發明專利]一種C-C鍵斷裂制備醛/酮的方法

有效

• 申請號: 202110917000.8
• 申請日: 2021-08-11
• 公開（公告）號: CN113651681B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 胡鵬;劉瑋
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: C07C45/51
• 分類號: C07C45/51;C07C45/54;C07C67/475;C07B41/06;C07C49/76;C07C49/80;C07C49/643;C07C47/225;C07C47/228;C07C47/54;C07C49/403;C07C69/04;C07C47/04
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 薛建強

本發明公開了一種C?C鍵斷裂制備醛/酮的方法，包括如下步驟：在無氧條件、有機溶劑體系中，以醇為反應原料，在鐵催化劑、有機堿和添加劑共同作用下，選擇性斷裂C?C鍵反應得到醛/酮。所述方法中醇和鐵催化劑廉價易得、底物范圍廣泛、后處理簡單以及產物的產率和純度高，為醛酮類化合物開拓了新的合成路線和方法，具有良好的應用潛力和研究價值。

技術領域

本發明屬于有機合成技術領域，具體涉及一種C-C鍵斷裂制備醛/酮的方法。

背景技術

醛/酮類化合物是一類重要的生物活性分子，不僅廣泛存在于藥物分子和天然產物中，而且是有機合成和工業界的通用中間體。醇類物質選擇性氧化制羰基化合物是現代有機合成中一類極為重要的反應。傳統的氧化醇到醛酮的方法主要利用過渡金屬鉻的氧化物，但是鉻毒性大且價格昂貴，而且在反應過程中氧化過程難以控制，容易發生過度氧化，導致敏感基團無法兼容，難以在醫藥行業中大規模使用。

1978年，美國化學家Dainel Swern發現草酰氯與二甲基亞砜在低溫下可以和醇反應形成一種中間體，然后繼續和三乙胺處理以后得到相應高收率醛酮。雖然斯文氧化效率高，但是在反應過程中會劇烈放熱，并產生有毒的一氧化碳氣體，因此，需要在低溫通風條件下反應，且使用了有毒的草酰氯試劑，復雜繁瑣，使得其應用前景不佳。2016年，Knowels課題組開發了一種在氧化還原中性條件下，將銥作為光催化劑，采用質子耦合電子轉移策略活化醇的O-H鍵，使得氧的β位發生選擇性的C-C鍵斷裂，從而將醇轉化為有合成價值的酮。但是該反應中需要使用昂貴的銥金屬作為催化劑，難以大規模應用于工業生產中。此外，相關技術中還發展了如釕、鈀等貴金屬復合物類催化劑，用于醇的有氧氧化制備醛/酮類化合物，這些制備方法不僅價格昂貴，且有氧條件下存在有機溶劑易燃燒爆炸等潛在風險，使得其工業應用受到一定限制。

基于此，開發一種新的僅需使用廉價且污染小的金屬催化劑在無氧條件下進行醇氧化具有重要意義。

本背景技術中所陳述內容并不代表承認其屬于已公開的現有技術。

發明內容

本發明旨在至少解決上述現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明提出一種C-C鍵斷裂制備醛/酮的方法，使用常規金屬催化劑及無氧條件即可有效實現將醇轉化為醛/酮。

根據本發明的一個方面，提出了一種C-C鍵斷裂制備醛/酮的方法，包括如下步驟：

在無氧條件、有機溶劑體系中，以醇為反應原料，在鐵催化劑、有機堿和添加劑共同作用下，選擇性斷裂C-C鍵反應得到醛/酮；

其中，所述有機溶劑包括芳烴類溶劑、鹵代烷烴溶劑、腈類溶劑或酮類溶劑中的至少一種；

所述添加劑用于促進所述鐵催化劑形成親電自由基。

根據本發明的一種優選的實施方式，至少具有以下有益效果：采用本發明方案制備醛/酮化合物不僅反應效率及收率高，而后處理簡單；本發明方案采用鐵催化劑進行催化，無需使用貴金屬，大幅節約了生產成本，且鐵催化劑儲量豐富，廉價易得，無須氧化劑，反應過程綠色、經濟；通過添加鹵化物季銨鹽或鏻鹽等添加劑促進鐵催化劑形成親電自由基，無氧條件下反應，可以避免有氧氧化的安全隱患，同時，反應底物官能團容忍性高、底物范圍廣且容易制備，整個過程操作簡便，易于大規模工業化推廣應用，具有良好的工業應用前景。

在本發明的一些優選的實施方式中，所述醇為伯醇、仲醇或叔醇中的至少一種；更優選為仲醇或叔醇中的至少一種。以廉價易得的伯醇、仲醇或叔醇為反應原料，在無氧條件下在過渡金屬鐵催化劑、助助催化劑、堿和添加劑共同作促進作用下，反應得到醛或酮化合物。反應條件、后處理操作簡單，且對環境不產生污染。

在本發明的一些實施方式中，所述醇為如式(I)所示結構的化合物：