本發(fā)明涉及一種制備α，β-不飽和酮的方法，屬于有機(jī)合成工藝及精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

α，β-不飽和酮是一類在有機(jī)合成中具有廣泛利用價值的共軛不飽和羰基化合物，含有一個雙功能結(jié)構(gòu)單元，即1，2-碳氧羰基與3，4-碳碳雙鍵形成的1，4-共軛體系，廣泛地存在于生物體的許多必須的重要功能分子的結(jié)構(gòu)中，并發(fā)揮著重要的作用。此外，α，β-不飽和酮還是一類重要的有機(jī)合成前體化合物和關(guān)鍵的中間體，被廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥、香料等領(lǐng)域。

α，β-不飽和酮的合成，通常是利用芳香醛與含有α-H的羰基化合物通過Claisen-Schmidt反應(yīng)制得，反應(yīng)通常需要化學(xué)當(dāng)量的NaOH、KOH、Ba(OH) ₂等強堿。這些強堿的使用勢必造成官能團(tuán)兼容性差，底物范圍狹窄。同時由于苯甲醛類在強堿條件下的副反應(yīng)較多，造成反應(yīng)產(chǎn)率一般不太理想，同時反應(yīng)的后處理及產(chǎn)品的純化較為麻煩，產(chǎn)生較多的廢料，不利于環(huán)境保護(hù)。其它的傳統(tǒng)合成方法還包括：Wittig反應(yīng)和氧化還原反應(yīng)等，但這些方法需要用到較為特殊的底物/試劑，反應(yīng)條件苛刻，底物范圍狹窄，毒性大，選擇性差，操作困難等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種制備α，β-不飽和酮的方法，無需化學(xué)當(dāng)量的堿即可實現(xiàn)高效、溫和的α，β-不飽和酮的制備。

按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述制備α，β-不飽和酮的方法，其特征是，包括以下步驟：

(1)將銅催化劑和堿加入反應(yīng)管中，在氮氣保護(hù)下加入反應(yīng)物β-羥基酮、芳香醛和溶劑的混合液進(jìn)行反應(yīng)；

(2)反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)行過濾、萃取、干燥、低壓移除溶劑，得到α，β-不飽和酮粗產(chǎn)物；

(3)分離提純得到α,β-不飽和酮產(chǎn)物。

進(jìn)一步的，所述β-羥基酮的結(jié)構(gòu)式為其中，R₁和R₂為苯基或甲基。

進(jìn)一步的，所述芳香醛的結(jié)構(gòu)式為其中，R為甲基、硝基、甲氧基、鹵素、三氟甲基、酯基或醛基；R位于醛基的鄰位、間位或?qū)ξ唬环辑h(huán)為苯環(huán)、雜環(huán)或萘環(huán)。

進(jìn)一步的，所述步驟(1)反應(yīng)溫度為25℃～120℃，反應(yīng)時間為3～8小時。

進(jìn)一步的，所述芳香醛和β-羥基酮的摩爾比為1:1～1:6，銅催化劑與芳香醛的摩爾比為0.001～0.025，堿與芳香醛的摩爾比為0.002～0.050。

進(jìn)一步的，所述銅催化劑為氯[1，3-雙(2，6-二異丙苯基)咪唑-2-亞基]銅，結(jié)構(gòu)式為：

進(jìn)一步的，所述堿為叔丁醇鈉；所述溶劑為甲苯。

進(jìn)一步的，所述步驟(2)中萃取時萃取劑采用乙酸乙酯，干燥時干燥劑采用無水硫酸鈉。

進(jìn)一步的，所述步驟(3)分離提純采用柱層析法進(jìn)行分離提純，洗脫液采用石油醚和乙酸乙酯的混合試劑，濃度比例為2：1～20:1。

進(jìn)一步的，所述柱層析法采用的硅膠粒徑為200目～300目，柱高為10cm～20cm。

本發(fā)明所述制備α，β-不飽和酮的方法，無需化學(xué)當(dāng)量的堿即可實現(xiàn)高效的、溫和的α,β-不飽和酮的制備。由于反應(yīng)條件溫和，副反應(yīng)少，底物官能團(tuán)兼容性也非常廣，對于不同取代基取代的芳香醛具有較好的普適性，同時操作簡便，具有良好的應(yīng)用前景。并且，本發(fā)明所述的α,β-不飽和羰基化合物的制備方法，環(huán)境友好、產(chǎn)率可觀，在藥物化學(xué)和材料化學(xué)等領(lǐng)域都具有非常重要而且廣泛的應(yīng)用前景。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

本發(fā)明所述制備α，β-不飽和酮化合物的方法，通過銅催化的逆羥醛縮合類型的C-C鍵活化反應(yīng)，實現(xiàn)了β-羥基酮和醛的逆羥醛縮合/親核加成反應(yīng)，制備了一系列不同種類的α,β-不飽和酮，合成路線如下：

本發(fā)明是通過銅催化β-羥基酮2和醛1的逆羥醛縮合反應(yīng)，生成不飽和酮化合物，具有條件溫和、實驗操作簡單、底物兼容性好等優(yōu)點，展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。

下面結(jié)合具體實施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。在本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員對本發(fā)明的簡單替換或改進(jìn)均屬于本發(fā)明所保護(hù)的技術(shù)方案之內(nèi)。

實施例1：苯亞甲基丙酮的合成

稱取氯[1，3-雙(2，6-二異丙苯基)咪唑-2-亞基]銅(3mg，0.006mmol)、叔丁醇鈉(3mg，0.031mmol)，依次將其加入到干燥的25mL Schlenk反應(yīng)管中，抽真空，充氮氣，重復(fù)此操作三次將其置換為氮氣環(huán)境，用注射器將混有雙丙酮醇(232mg，2mmol)和苯甲醛(53mg，0.5mmol)的甲苯(3mL)溶液在氮氣環(huán)境下注射到反應(yīng)管中，將反應(yīng)管密封使其在室溫條件下反應(yīng)3小時。

反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)管中加入10mL乙酸乙酯，抽濾，然后將濾液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中。用飽和NaCl(20mL×3)洗滌，靜置分層，分離出有機(jī)層。然后再用乙酸乙酯(5mL×2)對水層進(jìn)行萃取，最后將混合的有機(jī)層溶液用Na₂SO₄干燥。過濾，低壓移除溶劑，通過柱層析法(淋洗劑：V石油醚/V乙酸乙酯＝10:1～5:1)分離提純得到新產(chǎn)物苯亞甲基丙酮(產(chǎn)率為90％)，結(jié)構(gòu)式為

實施例1得到的苯亞甲基丙酮的¹H和¹³C核磁數(shù)據(jù)如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ7.57(m,2H),7.56(d,J＝16.3Hz,1H),7.45–7.39(m,3H),6.74(d,J＝16.3Hz,1H),2.41(s,3H)；¹³C NMR(101MHz,CDCl₃):δ198.3,143.4,134.5,130.5,129.0,128.3,127.2,27.5。

實施例2：2-甲基苯亞甲基丙酮的合成

稱取氯[1，3-雙(2，6-二異丙苯基)咪唑-2-亞基]銅(3mg，0.006mmol)、叔丁醇鈉(3mg，0.031mmol)，依次將其加入到干燥的25mL Schlenk反應(yīng)管中，抽真空，充氮氣，重復(fù)此操作三次將其置換為氮氣環(huán)境，用注射器將混有雙丙酮醇(232mg，2mmol)和2-甲基苯甲醛(0.5mmol)的甲苯(3mL)溶液在氮氣環(huán)境下注射到反應(yīng)管中，將反應(yīng)管密封使其在70℃條件下反應(yīng)3小時。

反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)管中加入10mL乙酸乙酯，抽濾，然后將濾液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中。用飽和NaCl(20mL×3)洗滌，靜置分層，分離出有機(jī)層。然后再用乙酸乙酯(5mL×2)對水層進(jìn)行萃取，最后將混合的有機(jī)層溶液用Na₂SO₄干燥。過濾，低壓移除溶劑，通過柱層析法(淋洗劑：V石油醚/V乙酸乙酯＝10:1～5:1)分離提純新產(chǎn)物2-甲基苯亞甲基丙酮(產(chǎn)率為76％)，結(jié)構(gòu)式為

實施例2得到的2-甲基苯亞甲基丙酮的¹H和¹³C核磁數(shù)據(jù)如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ7.84(d,J＝16.1Hz,1H),7.59(d,J＝7.3Hz,1H),7.34–7.29(m,1H),7.24(t,J＝7.0Hz,2H),6.67(d,J＝16.1Hz,1H),2.47(s,3H),2.41(s,3H)；¹³C NMR(101MHz,CDCl₃):δ198.0,140.8,137.8,133.4,130.9,130.2,128.1,126.4(d,J＝1.4Hz),27.8,19.8。

實施例3：4-甲氧基苯亞甲基丙酮的合成

稱取氯[1，3-雙(2，6-二異丙苯基)咪唑-2-亞基]銅(3mg，0.006mmol)和叔丁醇鈉(3mg，0.031mmol)，依次將其加入到干燥的25mL Schlenk反應(yīng)管中，抽真空，充氮氣，重復(fù)此操作三次將其置換為氮氣環(huán)境，用注射器將混有雙丙酮醇(232mg，2mmol)和4-甲氧基苯甲醛(0.5mmol)的甲苯(3mL)溶液在氮氣環(huán)境下注射到反應(yīng)管中，將反應(yīng)管密封使其在120℃條件下反應(yīng)3小時。

反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)管中加入10mL乙酸乙酯，抽濾，然后將濾液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中。用飽和NaCl(20mL×3)洗滌，靜置分層，分離出有機(jī)層。然后再用乙酸乙酯(5mL×2)對水層進(jìn)行萃取，最后將混合的有機(jī)層溶液用Na₂SO₄干燥。過濾，低壓移除溶劑，通過柱層析法(淋洗劑：V石油醚/V乙酸乙酯＝10:1～5:1)分離提純新產(chǎn)物4-甲氧基苯亞甲基丙酮，結(jié)構(gòu)式為

實施例3得到的4-甲氧基苯亞甲基丙酮的¹H和¹³C核磁數(shù)據(jù)如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ7.53–7.47(m,3H),6.96–6.92(m,2H),6.63(d,J＝16.2Hz,1H),3.86(s,3H),2.38(s,3H)；¹³C NMR(101MHz,CDCl₃):δ198.4,161.6,143.2,130.0,127.1,125.0,114.4,55.4,27.4。

實施例4：4-氟苯亞甲基丙酮的合成

稱取氯[1，3-雙(2，6-二異丙苯基)咪唑-2-亞基]銅(3mg，0.006mmol)和叔丁醇鈉(3mg，0.031mmol)，依次將其加入到干燥的25mL Schlenk反應(yīng)管中，抽真空，充氮氣，重復(fù)此操作三次將其置換為氮氣環(huán)境，用注射器將混有雙丙酮醇(232mg，2mmol)和4-氟苯甲醛(0.5mmol)的甲苯(3mL)溶液在氮氣環(huán)境下注射到反應(yīng)管中，將反應(yīng)管密封使其在室溫條件下反應(yīng)3小時。

反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)管中加入10mL乙酸乙酯，抽濾，然后將濾液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中。用飽和NaCl(20mL×3)洗滌，靜置分層，分離出有機(jī)層。然后再用乙酸乙酯(5mL×2)對水層進(jìn)行萃取，最后將混合的有機(jī)層溶液用Na₂SO₄干燥。過濾，低壓移除溶劑，通過柱層析法(淋洗劑：V石油醚/V乙酸乙酯＝20:1～5:1)分離提純新產(chǎn)物4-氟苯亞甲基丙酮(產(chǎn)率為84％)，結(jié)構(gòu)式為

實施例4得到的4-氟苯亞甲基丙酮的¹H和¹³C核磁數(shù)據(jù)如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ7.58–7.54(m,2H),7.50(d,J＝16.3Hz,1H),7.11(t,J＝8.6Hz,2H),6.67(d,J＝16.3Hz,1H),2.40(s,3H)；¹³C NMR(101MHz,CDCl₃):δ198.1,163.9(d,J＝223.0Hz),142.0,130.7(d,J＝3.4Hz),130.1(d,J＝8.5Hz),126.9(d,J＝2.4Hz),116.2(d,J＝22.0Hz),27.6。

實施例5：4-三氟甲基苯亞甲基丙酮的合成

稱取氯[1，3-雙(2，6-二異丙苯基)咪唑-2-亞基]銅(3mg，0.006mmol)和叔丁醇鈉(3mg，0.031mmol)，依次將其加入到干燥的25mL Schlenk反應(yīng)管中，抽真空，充氮氣，重復(fù)此操作三次將其置換為氮氣環(huán)境，用注射器將混有雙丙酮醇(232mg，2mmol)和4-三氟甲基苯甲醛(0.5mmol)的甲苯(3mL)溶液在氮氣環(huán)境下注射到反應(yīng)管中，將反應(yīng)管密封使其在室溫條件下反應(yīng)3小時。

反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)管中加入10mL乙酸乙酯，抽濾，然后將濾液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中。用飽和NaCl(20mL×3)洗滌，靜置分層，分離出有機(jī)層。然后再用乙酸乙酯(5mL×2)對水層進(jìn)行萃取，最后將混合的有機(jī)層溶液用Na₂SO₄干燥。過濾，低壓移除溶劑，通過柱層析法(淋洗劑：V石油醚/V乙酸乙酯＝10:1～5:1)分離提純新產(chǎn)物4-三氟甲基苯亞甲基丙酮(產(chǎn)率為65％)，結(jié)構(gòu)式為

實施例5得到的4-三氟甲基苯亞甲基丙酮的¹H和¹³C核磁數(shù)據(jù)如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ7.67(s,4H),7.54(d,J＝16.3Hz,1H),6.80(d,J＝16.3Hz,1H),2.43(s,3H)；¹³C NMR(101MHz,CDCl₃):δ197.9,141.3,137.9,131.9(q,J＝32.7Hz),129.1,128.3,125.9(q,J＝3.8Hz),123.8(q,J＝273.2Hz),27.8。

實施例6：1-(2-噻吩基)-1-丁烯-3-酮的合成

稱取氯[1，3-雙(2，6-二異丙苯基)咪唑-2-亞基]銅(3mg，0.006mmol)和叔丁醇鈉(3mg，0.031mmol)，依次將其加入到干燥的25mL Schlenk反應(yīng)管中，抽真空，充氮氣，重復(fù)此操作三次將其置換為氮氣環(huán)境，用注射器將混有雙丙酮醇(232mg，2mmol)和2-噻吩苯甲醛(0.5mmol)的甲苯(3mL)溶液在氮氣環(huán)境下注射到反應(yīng)管中，將反應(yīng)管密封使其在室溫條件下反應(yīng)3小時。

反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)管中加入10mL乙酸乙酯，抽濾，然后將濾液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中。用飽和NaCl(20mL×3)洗滌，靜置分層，分離出有機(jī)層。然后再用乙酸乙酯(5mL×2)對水層進(jìn)行萃取，最后將混合的有機(jī)層溶液用Na₂SO₄干燥。過濾，低壓移除溶劑，通過柱層析法(淋洗劑：V石油醚/V乙酸乙酯＝10:1～5:1)分離提純新產(chǎn)物1-(2-噻吩基)-1-丁烯-3-酮(產(chǎn)率為83％)，結(jié)構(gòu)式為

實施例6得到的1-(2-噻吩基)-1-丁烯-3-酮的¹H和¹³C核磁數(shù)據(jù)如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ7.64(d,J＝15.9Hz,1H),7.41(d,J＝4.9Hz,1H),7.31(m,1H),7.08(m,1H),6.54(d,J＝15.9Hz,1H),2.34(s,3H).¹³C NMR(101MHz,CDCl₃):δ197.7,139.7,135.7(d,J＝10.0Hz),131.5,128.9(d,J＝7.0Hz),128.3(d,J＝6.9Hz),125.8,124.4,27.6。

實施例7：1-(2-吡啶基)-1-丁烯-3-酮的合成

稱取氯[1，3-雙(2，6-二異丙苯基)咪唑-2-亞基]銅(3mg，0.006mmol)和叔丁醇鈉(3mg，0.031mmol)，依次將其加入到干燥的25mL Schlenk反應(yīng)管中，抽真空，充氮氣，重復(fù)此操作三次將其置換為氮氣環(huán)境，用注射器將混有雙丙酮醇(232mg，2mmol)和2-吡啶苯甲醛(0.5mmol)的甲苯(3mL)溶液在氮氣環(huán)境下注射到反應(yīng)管中，將反應(yīng)管密封使其在室溫條件下反應(yīng)3小時。

反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)管中加入10mL乙酸乙酯，抽濾，然后將濾液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中。用飽和NaCl(20mL×3)洗滌，靜置分層，分離出有機(jī)層。然后再用乙酸乙酯(5mL×2)對水層進(jìn)行萃取，最后將混合的有機(jī)層溶液用Na₂SO₄干燥。過濾，低壓移除溶劑，通過柱層析法(淋洗劑：V石油醚/V乙酸乙酯＝10:1～5:1)分離提純新產(chǎn)物1-(2-吡啶基)-1-丁烯-3-酮(產(chǎn)率為71％)，結(jié)構(gòu)式為

實施例7得到的1-(2-吡啶基)-1-丁烯-3-酮的¹H和¹³C核磁數(shù)據(jù)如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ8.65(s,1H),7.72(t,J＝7.6Hz,1H),7.56–7.43(m,2H),7.32–7.22(m,1H),7.18–7.06(m,1H),2.39(s,3H)；¹³C NMR(101MHz,CDCl₃):δ198.5,153.1,150.1,141.8,136.8,130.2,124.3(d,J＝14.8Hz),28.0。

實施例8：苯亞甲基苯乙酮的合成

稱取氯[1，3-雙(2，6-二異丙苯基)咪唑-2-亞基]銅(3mg，0.006mmol)和叔丁醇鈉(3mg，0.031mmol)，依次將其加入到干燥的25mL Schlenk反應(yīng)管中，抽真空，充氮氣，重復(fù)此操作三次將其置換為氮氣環(huán)境，用注射器將混有β-羥基酮(1mmol)和苯甲醛(53mg，0.5mmol)的甲苯(3mL)溶液在氮氣環(huán)境下注射到反應(yīng)管中，將反應(yīng)管密封使其在室溫條件下反應(yīng)3小時。

反應(yīng)結(jié)束后，向反應(yīng)管中加入10mL乙酸乙酯，抽濾，然后將濾液轉(zhuǎn)移至分液漏斗中。用飽和NaCl(20mL×3)洗滌，靜置分層，分離出有機(jī)層。然后再用乙酸乙酯(5mL×2)對水層進(jìn)行萃取，最后將混合的有機(jī)層溶液用Na₂SO4干燥。過濾，低壓移除溶劑，通過柱層析法(淋洗劑：V石油醚/V乙酸乙酯＝10:1～5:1)分離提純新產(chǎn)物苯亞甲基丙酮(產(chǎn)率為73％)，結(jié)構(gòu)式為

實施例8得到的苯亞甲基丙酮的¹H和¹³C核磁數(shù)據(jù)如下：

¹H NMR(400MHz,CDCl₃):δ8.07–8.03(m,2H),7.84(d,J＝15.7Hz,1H),7.70–7.42(m,9H))；¹³C NMR(101MHz,CDCl₃):δ190.6,144.9,138.2,134.9,132.8,130.6,129.0,128.6,128.5,128.4,122.1。