本發(fā)明涉及一種取代苯并芴酮類化合物的合成方法。

背景技術(shù)：

苯并芴酮及其衍生物作為芴酮中重要的分支，其被廣泛地應(yīng)用于高分子材料、染料、發(fā)光材料、醫(yī)藥和農(nóng)藥等領(lǐng)域。如從Streptomyces murayamaensis的大腦中提取出來的卡娜芴酮具有抗腫瘤特性。因此，研究開發(fā)苯并芴酮的相關(guān)合成技術(shù)具有廣闊應(yīng)用前景。至今，關(guān)于苯并芴酮的合成方法有以下四種方法：1、苯并芴的氧化反應(yīng)，此法底物普及性差和易產(chǎn)生大量的廢棄物；2、二芳基化合物的傅-克?；磻?yīng)，此法的反應(yīng)條件較為苛刻；3、共軛烯炔的[4+2]環(huán)化反應(yīng)，此法反應(yīng)選擇性較差；4、過渡金屬催化C-H官能團(tuán)化反應(yīng)，此法需使用昂貴金屬或有毒配體。

鑒于上述存在的問題，開發(fā)一種操作簡單、條件溫和、原子利用率高的合成路線來合成取代苯并芴酮類化合物的方法是十分有必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決目前取代苯并芴酮的合成方法中存在著反應(yīng)原料不易制備、反應(yīng)溫度高、反應(yīng)步驟繁多、收率較低、反應(yīng)時(shí)間長等問題，本發(fā)明提出了一種取代苯并芴酮類化合物的合成方法，本發(fā)明以廉價(jià)金屬替代昂貴的貴金屬、以簡單易得的1,6-烯炔代替多組分原料、并實(shí) 現(xiàn)在較溫和的條件下進(jìn)行反應(yīng)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種取代苯并芴酮類化合物的合成方法，所述方法為：

以式I所示的1,6-烯炔類化合物為原料，在有機(jī)溶劑中，在銅催化劑和氧化劑的作用下，于25～80℃反應(yīng)1～6小時(shí)，所得反應(yīng)液分離純化制得式II所示的取代苯并芴酮類化合物；

本發(fā)明方法的反應(yīng)式如下所示：

式I中R¹選自甲基、乙基中的一種，優(yōu)選甲基；

式I或式II中，R²為H、甲基、甲氧基、氟、氯、溴、三氟甲基中的一種或兩種以上；R³為H、氟、氯、溴、甲基、甲氧基、乙基或三氟甲基；R⁴為H、氟、氯、溴、甲基、甲氧基、乙基、三氟甲基或苯基；R⁵為H、氟、氯、溴、甲基、甲氧基、乙基、異丙基、叔丁基、三氟甲基或苯基。優(yōu)選R²為H、甲基、甲氧基、氟、氯、溴或三氟甲基，更優(yōu)選R²為H；

優(yōu)選R³為H、氟、氯、溴、甲基、甲氧基、乙基或三氟甲基，更優(yōu)選R³為H或甲基。

優(yōu)選R⁴為H、氟、氯、溴、甲基、甲氧基、乙基或三氟甲基，更優(yōu)選R⁴為H、甲基或甲氧基。

優(yōu)選R⁵為H、氟、氯、溴、甲基、甲氧基、乙基或三氟甲基， 更優(yōu)選R⁵為H、甲基或叔丁基。

所述的銅催化劑為銅粉、氯化亞銅、溴化亞銅、碘化亞銅或醋酸銅中的一種或兩種以上的混合，優(yōu)選銅催化劑為銅粉，其特點(diǎn)是價(jià)廉易得，低毒高效，且無需額外配體輔助。

所述銅催化劑的物質(zhì)的量用量為式I所示的1,6-烯炔類化合物的物質(zhì)的量的1％～20％，優(yōu)選為5％。

所述氧化劑選自Selectfluor(1-氯甲基-4-氟-1,4-二氮雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷二(四氟硼酸)鹽)、二醋酸碘苯、過硫酸鉀中的一種或兩種以上的混合,作為優(yōu)選，氧化劑選自Selectfluor。

所述氧化劑的物質(zhì)的量用量為式I所示的1,6-烯炔類化合物的物質(zhì)的量的100％～250％，優(yōu)選為200％。

所述有機(jī)溶劑為乙腈、二甲基甲酰胺(DMF)、1,4-二氧六環(huán)、二甲基亞砜(DMSO)、甲苯中的一種或兩種以上的混合，優(yōu)選為乙腈

所述有機(jī)溶劑的體積用量一般以式I所示的1,6-烯炔類化合物的物質(zhì)的量計(jì)為5～20mL/mmol，優(yōu)選10mL/mmol。

本發(fā)明反應(yīng)溫度優(yōu)選25～60℃，更優(yōu)選50℃。

反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選2.5小時(shí)。

所述反應(yīng)液分離純化方法為：反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)液蒸除溶劑，用硅膠柱層析分離，以石油醚、乙酸乙酯體積比30:1的混合溶劑作為洗脫劑，收集含有產(chǎn)物的洗脫液，洗脫液蒸除溶劑得到式II所示的取代苯并芴酮類化合物。

進(jìn)一步，優(yōu)選本發(fā)明方法按以下步驟進(jìn)行：

以式I所示的1,6-烯炔類化合物為原料，在有機(jī)溶劑中，在銅催化劑和氧化劑的作用下，于25～80℃反應(yīng)1～6小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，反應(yīng)液蒸除溶劑，用硅膠柱層析分離，以石油醚、乙酸乙酯體積比30:1的混合溶劑作為洗脫劑，收集含有產(chǎn)物的洗脫液，洗脫液蒸除溶劑得到式II所示的取代苯并芴酮類化合物；

所述銅催化劑為銅粉；所述氧化劑為Selectfluor；所述銅催化劑的物質(zhì)的量用量為式I所示的1,6-烯炔類化合物的物質(zhì)的量的5％；所述氧化劑的物質(zhì)的量用量為式I所示的1,6-烯炔類化合物的物質(zhì)的量的200％；所述有機(jī)溶劑為乙腈；所述有機(jī)溶劑的體積用量以式I所示的1,6-烯炔類化合物的物質(zhì)的量計(jì)為5～20mL/mmol。

本發(fā)明通過1,6-烯炔類化合物在[Cu]/Selectfluor催化體系作用下，通過烯炔的C-Si鍵切斷/環(huán)化芳構(gòu)化過程制得取代苯并芴酮。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)操作簡單，催化劑價(jià)廉易得，毒性較低；

(2)反應(yīng)條件較溫和，節(jié)約能源消耗；

(3)產(chǎn)率高，底物普適性強(qiáng)。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，實(shí)施例中所用原料均可市購。

原料1,6-烯炔類化合物，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)公開的方法自行制備，例如文獻(xiàn)[Hu Yimin et al,Adv.Synth.Catal.,2012,354,2113-2116]等。

(E)-3-對(duì)甲苯基-1-(2’-三甲基硅基乙炔基)苯基-2-烯丙酮的合成：氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在三口燒瓶中依次加入10mmol無水鄰碘苯乙酮(2.46g)、12mmol三甲基硅基乙炔(1.176g)、0.2mmol雙三苯基膦二氯化鈀(0.140g)、0.1mmol碘化亞銅(0.019g)和40mL無水三乙胺，于50℃下反應(yīng)8h，用乙酸乙酯萃取，無水硫酸鈉干燥后除去溶劑，再通過柱層析法分離得到純鄰三甲基硅基乙炔基苯乙酮(9.2mmol，收率92％)；將5mmol鄰三甲基硅基乙炔基苯乙酮(1.08g)、5mmol對(duì)甲苯甲醛(0.600g)和15mL無水乙醇加入到50mL的圓底燒瓶中，0℃下滴加5mL 10％氫氧化鈉水溶液，再于室溫下反應(yīng)3-4h，用二氯甲烷萃取，無水硫酸鈉干燥后除去溶劑，再通過柱層析法分離得到純鄰(E)-3-對(duì)甲苯基-1-(2’-三甲基硅基乙炔基)苯基-2-烯丙酮(4.5mmol，收率90％)。

(E)-3-苯基-1-(2’-三甲基硅基乙炔基)苯基-2-烯丙酮的合成：將5mmol鄰三甲基硅基乙炔基苯乙酮(1.08g)、5mmol苯甲醛(0.530g)和15mL無水乙醇加入到50mL的圓底燒瓶中，0℃下滴加5mL 10％氫氧化鈉水溶液，再于室溫下反應(yīng)3-4h，用二氯甲烷萃取，無水硫酸鈉干燥后除去溶劑，再通過柱層析法分離得到純鄰(E)-3-苯基-1-(2’-三甲基硅基乙炔基)苯基-2-烯丙酮(4.6mmol，收率92％)。

實(shí)施例1

將0.3mmol(E)-3-對(duì)甲苯基-1-(2’-三甲基硅基乙炔基)苯基-2-烯丙酮(95.4mg)、0.6mmol Selectfluor(212.4mg)和0.015mmol Cu粉(0.96mg)加入到15mL厚壁耐壓反應(yīng)管中，再加入3mL乙腈作溶劑。接著，于50℃下磁力攪拌2.5小時(shí)。然后，在反應(yīng)液中加入兩藥匙柱層析硅膠(100-200目)，并通過減壓蒸餾除去溶劑，再通過柱色譜分離，以石油醚/乙酸乙酯體積比＝30:1作為洗脫劑，收集含有產(chǎn)物的洗脫液，洗脫液蒸除溶劑得到7-甲基-11H-苯并芴酮。該物質(zhì)為黃色固體，產(chǎn)率70％。

表征數(shù)據(jù)：IR(KBr,cm^-1):ν＝1706(C＝O)；¹H NMR(500MHz,CDCl₃):δ8.15(s,1H),7.804(d,J＝8.0Hz 1H),7.803(s,1H),7.77(d,J＝7.5Hz,1H),7.72(d,J＝7.5Hz,1H),7.63(s,1H),7.59-7.56(m,1H),7.37-7.31(m,2H),2.54(s,3H)；GC-MS(EI,70eV):m/z(％)＝244(38)[M⁺].

實(shí)施例2

將0.3mmol(E)-3-對(duì)甲苯基-1-(2’-三甲基硅基乙炔基)苯基-2-烯丙酮(95.4mg)、0.6mmol Selectfluor(212.4mg)和0.015mmol Cu 粉(0.96mg)加入到15mL厚壁耐壓反應(yīng)管中，再加入3mL 1,4-二氧六環(huán)作溶劑。接著，于80℃下磁力攪拌1.5小時(shí)。然后，在反應(yīng)液中加入兩藥匙柱層析硅膠(100-200目)，并通過減壓蒸餾除去溶劑，再通過柱色譜分離，以石油醚/乙酸乙酯體積比＝30:1作為洗脫劑，收集含有產(chǎn)物的洗脫液，洗脫液蒸除溶劑得到7-甲基-11H-苯并芴酮該物質(zhì)為黃色固體，產(chǎn)率66％。

表征數(shù)據(jù)：IR(KBr,cm^-1):ν＝1706(C＝O)；¹H NMR(500MHz,CDCl₃):δ8.15(s,1H),7.804(d,J＝8.0Hz 1H),7.803(s,1H),7.77(d,J＝7.5Hz,1H),7.72(d,J＝7.5Hz,1H),7.63(s,1H),7.59-7.56(m,1H),7.37-7.31(m,2H),2.54(s,3H)；GC-MS(EI,70eV):m/z(％)＝244(38)[M⁺].

實(shí)施例3

將0.3mmol(E)-3-對(duì)甲苯基-1-(2’-三甲基硅基乙炔基)苯基-2-烯丙酮(95.4mg)、0.3mmol二醋酸碘苯(96.6mg)和0.015mmol CuI(2.87mg)加入到15mL厚壁耐壓反應(yīng)管中，再加入3mL DMF作溶劑。接著，于60℃下磁力攪拌4小時(shí)。然后，在反應(yīng)液中加入兩藥匙柱層析硅膠(100-200目)，并通過減壓蒸餾除去溶劑，再通過柱色譜分離，以石油醚/乙酸乙酯體積比＝30:1作為洗脫劑，收集含有產(chǎn)物的洗脫液，洗脫液蒸除溶劑得到7-甲基-11H-苯并芴酮。該物質(zhì)為黃色固體，產(chǎn)率64％。

表征數(shù)據(jù)：IR(KBr,cm^-1):ν＝1706(C＝O)；¹H NMR(500MHz,CDCl₃):δ8.15(s,1H),7.804(d,J＝8.0Hz 1H),7.803(s,1H),7.77(d,J＝7.5Hz,1H),7.72(d,J＝7.5Hz,1H),7.63(s,1H),7.59-7.56(m,1H),7.37-7.31(m,2H),2.54(s,3H)；GC-MS(EI,70eV):m/z(％)＝244(38)[M⁺].

實(shí)施例4

將0.3mmol(E)-3-對(duì)甲苯基-1-(2’-三甲基硅基乙炔基)苯基-2-烯丙酮(95.4mg)、0.75mmol過硫酸鉀(202.5mg)和0.06mmol CuCl(5.94mg)加入到15mL厚壁耐壓反應(yīng)管中，再加入3mL DMSO作溶劑。接著，于80℃下磁力攪拌1小時(shí)。然后，在反應(yīng)液中加入兩藥匙柱層析硅膠(100-200目)，并通過減壓蒸餾除去溶劑，再通過柱色譜分離，以石油醚/乙酸乙酯體積比＝30:1作為洗脫劑，收集含有產(chǎn)物的洗脫液，洗脫液蒸除溶劑得到7-甲基-11H-苯并芴酮。該物質(zhì)為黃色固體，產(chǎn)率62％。

表征數(shù)據(jù)：IR(KBr,cm^-1):ν＝1706(C＝O)；¹H NMR(500MHz,CDCl₃):δ8.15(s,1H),7.804(d,J＝8.0Hz 1H),7.803(s,1H),7.77(d,J＝7.5Hz,1H),7.72(d,J＝7.5Hz,1H),7.63(s,1H),7.59-7.56(m,1H), 7.37-7.31(m,2H),2.54(s,3H)；GC-MS(EI,70eV):m/z(％)＝244(38)[M⁺].

實(shí)施例5

將0.3mmol(E)-3-對(duì)甲苯基-1-(2’-三甲基硅基乙炔基)苯基-2-烯丙酮(95.4mg)、0.45mmol Selectfluor(159.3mg)和0.015mmol Cu(OAc)₂(2.73mg)加入到15mL厚壁耐壓反應(yīng)管中，再加入3mL甲苯作溶劑。接著，于25℃下磁力攪拌6小時(shí)。然后，在反應(yīng)液中加入兩藥匙柱層析硅膠(100-200目)，并通過減壓蒸餾除去溶劑，再通過柱色譜分離，以石油醚/乙酸乙酯體積比＝30:1作為洗脫劑，收集含有產(chǎn)物的洗脫液，洗脫液蒸除溶劑得到7-甲基-11H-苯并芴酮。該物質(zhì)為黃色固體，產(chǎn)率60％。

表征數(shù)據(jù)：IR(KBr,cm^-1):ν＝1706(C＝O)；¹H NMR(500MHz,CDCl₃):δ8.15(s,1H),7.804(d,J＝8.0Hz 1H),7.803(s,1H),7.77(d,J＝7.5Hz,1H),7.72(d,J＝7.5Hz,1H),7.63(s,1H),7.59-7.56(m,1H),7.37-7.31(m,2H),2.54(s,3H)；GC-MS(EI,70eV):m/z(％)＝244(38)[M⁺].

實(shí)施例6

將0.3mmol(E)-3-對(duì)甲苯基-1-(2’-三甲基硅基乙炔基)苯基-2-烯丙酮(95.4mg)、0.6mmol Selectfluor(212.4mg)和0.003mmol CuBr(0.43mg)加入到15mL厚壁耐壓反應(yīng)管中，再加入3mL乙腈作 溶劑。接著，于80℃下磁力攪拌5小時(shí)。然后，在反應(yīng)液中加入兩藥匙柱層析硅膠(100-200目)，并通過減壓蒸餾除去溶劑，再通過柱色譜分離，以石油醚/乙酸乙酯體積比＝30:1作為洗脫劑，收集含有產(chǎn)物的洗脫液，洗脫液蒸除溶劑得到7-甲基-11H-苯并芴酮。該物質(zhì)為黃色固體，產(chǎn)率61％。

表征數(shù)據(jù)：IR(KBr,cm^-1):ν＝1706(C＝O)；¹H NMR(500MHz,CDCl₃):δ8.15(s,1H),7.804(d,J＝8.0Hz 1H),7.803(s,1H),7.77(d,J＝7.5Hz,1H),7.72(d,J＝7.5Hz,1H),7.63(s,1H),7.59-7.56(m,1H),7.37-7.31(m,2H),2.54(s,3H)；GC-MS(EI,70eV):m/z(％)＝244(38)[M⁺].

實(shí)施例7

將0.3mmol(E)-3-對(duì)甲苯基-1-(2’-三甲基硅基乙炔基)苯基-2-烯丙酮(95.4mg)、0.45mmol二醋酸碘苯(144.9mg)和0.03mmol Cu粉(1.92mg)加入到15mL厚壁耐壓反應(yīng)管中，再加入3mL DMF作溶劑。接著，于70℃下磁力攪拌2小時(shí)。然后，在反應(yīng)液中加入兩藥匙柱層析硅膠(100-200目)，并通過減壓蒸餾除去溶劑，再通過柱色譜分離，以石油醚/乙酸乙酯體積比＝30:1作為洗脫劑，收集含有產(chǎn)物的洗脫液，洗脫液蒸除溶劑得到7-甲基-11H-苯并芴酮。該物質(zhì)為黃色固體，產(chǎn)率65％。

表征數(shù)據(jù)：IR(KBr,cm^-1):ν＝1706(C＝O)；¹H NMR(500MHz,CDCl₃):δ8.15(s,1H),7.804(d,J＝8.0Hz 1H),7.803(s,1H),7.77(d,J＝7.5Hz,1H),7.72(d,J＝7.5Hz,1H),7.63(s,1H),7.59-7.56(m,1H),7.37-7.31(m,2H),2.54(s,3H)；GC-MS(EI,70eV):m/z(％)＝244(38)[M⁺].

實(shí)施例8

將0.3mmol(E)-3-苯基-1-(2’-三甲基硅基乙炔基)苯基-2-烯丙酮(91.2mg)、0.3mmol過硫酸鉀(54mg)和0.06mmol Cu粉(3.84mg)加入到15mL厚壁耐壓反應(yīng)管中，再加入3mL 1,4-二氧六環(huán)作溶劑。接著，于50℃下磁力攪拌2小時(shí)。然后，在反應(yīng)液中加入兩藥匙柱層析硅膠(100-200目)，并通過減壓蒸餾除去溶劑，再通過柱色譜分離，以石油醚/乙酸乙酯＝30:1作為洗脫劑，收集含有產(chǎn)物的洗脫液，洗脫液蒸除溶劑得到11H-苯并芴酮。該物質(zhì)為黃色固體，產(chǎn)率68％。

表征數(shù)據(jù)：IR(KBr,cm^-1):ν＝1703(C＝O)；¹H NMR(500MHz,CDCl₃):δ8.12(s,1H),7.80(d,J＝8.0Hz,1H),7.79(s,1H),7.76(d,J＝7.5Hz,1H),7.73(d,J＝7.5Hz,1H),7.60-7.49(m,3H),7.36-7.30(m,2H)；GC-MS(EI,70eV):m/z(％)＝230(41)[M⁺].

實(shí)施例9

將0.3mmol(E)-3-苯基-1-(2’-三甲基硅基乙炔基)苯基-2-烯丙酮(91.2mg)、0.75mmol Selectfluor(265.7mg)和0.015mmol CuCl(1.49mg)加入到15mL厚壁耐壓反應(yīng)管中，再加入3mL甲苯作溶劑。接著，于30℃下磁力攪拌5小時(shí)。然后，在反應(yīng)液中加入兩藥匙柱層析硅膠(100-200目)，并通過減壓蒸餾除去溶劑，再通過柱色譜分離，以石油醚/乙酸乙酯＝30:1作為洗脫劑，收集含有產(chǎn)物的洗脫液，洗脫液蒸除溶劑得到11H-苯并芴酮。該物質(zhì)為黃色固體，產(chǎn)率67％。

表征數(shù)據(jù)：IR(KBr,cm^-1):ν＝1703(C＝O)；¹H NMR(500MHz,CDCl₃):δ8.12(s,1H),7.80(d,J＝8.0Hz,1H),7.79(s,1H),7.76(d,J＝7.5Hz,1H),7.73(d,J＝7.5Hz,1H),7.60-7.49(m,3H),7.36-7.30(m,2H)；GC-MS(EI,70eV):m/z(％)＝230(41)[M⁺].

實(shí)施例10

將0.3mmol(E)-3-苯基-1-(2’-三甲基硅基乙炔基)苯基-2-烯丙酮(91.2mg)、0.6mmol Selectfluor(212.4mg)和0.03mmol CuI(5.97mg)加入到15mL厚壁耐壓反應(yīng)管中，再加入3mL DMSO作溶劑。接著，于65℃下磁力攪拌3小時(shí)。然后，在反應(yīng)液中加入兩藥匙柱層析硅膠(100-200目)，并通過減壓蒸餾除去溶劑，再通過柱色譜分離，以石油醚/乙酸乙酯＝30:1作為洗脫劑，收集含有產(chǎn)物的洗脫液，洗脫液 蒸除溶劑得到11H-苯并芴酮。該物質(zhì)為黃色固體，產(chǎn)率69％。

表征數(shù)據(jù)：IR(KBr,cm^-1):ν＝1703(C＝O)；¹H NMR(500MHz,CDCl₃):δ8.12(s,1H),7.80(d,J＝8.0Hz,1H),7.79(s,1H),7.76(d,J＝7.5Hz,1H),7.73(d,J＝7.5Hz,1H),7.60-7.49(m,3H),7.36-7.30(m,2H)；GC-MS(EI,70eV):m/z(％)＝230(41)[M⁺]。