本發(fā)明屬于有機合成
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種甲烯基環(huán)丙烷類衍生物與醚類化合物c(sp3)-h鍵反應的方法。
背景技術(shù)：
：甲烯基環(huán)丙烷（methylenecyclopropanes，mcps）是一種具有很大角張力的三元碳環(huán)分子結(jié)構(gòu)，它的反應活性非常高，因此在有機合成中常用來合成許多重要的環(huán)狀骨架。近年來，對于甲烯基環(huán)丙烷的研究非常多，一般情況下都用過渡金屬來催化實現(xiàn)開環(huán)，絕大多數(shù)集中在與雜原子的反應。xianhuang課題組先后報道了一種甲烯基環(huán)丙烷衍生物在mn(oac)3或aibn促進下分別與丙二酸乙二酯（現(xiàn)有技術(shù)文獻1：j.org.chem.,2004,69,5471-5472.）、甲基取代的二羰基化合物（現(xiàn)有技術(shù)文獻2:journaloforganometallicchemistry,692,(2007),740–745.）、亞膦酸二乙酯（現(xiàn)有技術(shù)文獻3:synlett,2005,no.19,pp2953–2957.）或苯硫酚（現(xiàn)有技術(shù)文獻4:synlett,2006,no.3,pp0423–0426）的自由基環(huán)化反應，合成了一系列取代的1,2-二氫萘衍生物。shimin課題組報道了一種甲烯基環(huán)丙烷衍生物在cu(i)-催化的分子內(nèi)三氟甲基化反應，以中等到優(yōu)異的產(chǎn)率獲得了一系列三氟甲基取代的1,2-二氫萘衍生物（現(xiàn)有技術(shù)文獻5：organicletters,17(24),5994-5997;2015）。然而，現(xiàn)有技術(shù)報道的此甲烯基環(huán)丙烷衍生物的環(huán)化反應雖然能夠取得較好的收率，但是反應底物適應范圍很窄，而且大部分都要用過渡金屬作為催化劑。醚類化合物是一類重要的有機溶劑，由于它們的化學性質(zhì)不活潑且溶解性好，因此，許多化學反應都用醚類化合物做溶劑。雖然也有許多反應用醚類化合物作為反應物，但由于醚c(sp3)-h鍵是一個穩(wěn)定的惰性鍵，因此，用醚c(sp3)-h鍵參與反應的報道很少，據(jù)發(fā)明人所知，目前還沒有現(xiàn)有技術(shù)報道甲烯基環(huán)丙烷類衍生物與醚c(sp3)-h鍵的反應。因此，本發(fā)明提出了一種甲烯基環(huán)丙烷類衍生物與醚c(sp3)-h鍵自由基環(huán)化反應的新方法，通過該反應實現(xiàn)了甲烯基環(huán)丙烷與一個芳基碳原子和一個c(sp3)-h鍵的環(huán)化，一步構(gòu)建了兩個新的碳-碳鍵。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一類甲烯基環(huán)丙烷類衍生物與醚類化合物c(sp3)-h鍵反應的新方法。本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：式ii所示的甲烯基環(huán)丙烷類衍生物與式iii所示的的醚類化合物在自由基引發(fā)劑存在的條件下反應，得到式i所示的1,2-二氫萘衍生物（式一）。（式一）上述式ii和式iii中，所述的r1表示所連接苯環(huán)上的一個或多個取代基，可選自氫、c1-c20的烷基、c1-c20的烷氧基、c2-c20的烯基、c1-c20的烷硫基、c6-c20的芳基、c3-c20的雜芳基、c3-c20的環(huán)烷基、硝基、鹵素、-oh、-sh、-cn、-coor5、-cor6、-ocor7、-nr8r9；其中，r5、r6、r7、r8、r9各自獨立地表示氫、c1-c20的烷基、c6-c20的芳基、c3-c20的雜芳基、c3-c20的環(huán)烷基中的任意一種或多種。其中，上述各取代基中的烷基、烯基、芳基、雜芳基、環(huán)烷基部分可任選地被一個或多個選自c1-c6的烷基、c1-c6的烷氧基、鹵素、-no2、-cn、-oh、c6-c20的芳基、c3-c6的環(huán)烷基所取代。并且，當r1表示所連接苯環(huán)上的兩個或多個取代基時，相鄰的任意兩個取代基可以彼此相連，從而與所連接苯環(huán)的兩個碳原子形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述r1表示所連接苯環(huán)上的一個或多個取代基，選自c1-c6的烷基、c1-c6的烷氧基、c1-c6的烷硫基、c6-c14的芳基、c3-c12的雜芳基、c3-c8的環(huán)烷基、硝基、鹵素、-oh、-sh、-cn、-coor5、-cor6、-ocor7、-nr8r9；其中，r5、r6、r7、r8、r9各自獨立地表示氫、c1-c6的烷基、c6-c12的芳基、c3-c12的雜芳基、c3-c8的環(huán)烷基中的任意一種或多種。且各取代基中的烷基、芳基、雜芳基、環(huán)烷基部分可任選地被一個或多個選自c1-c6的烷基、c1-c6的烷氧基、鹵素、-no2、-cn、-oh、c6-c12的芳基、c3-c6的環(huán)烷基所取代。并且優(yōu)選地，當r1表示所連接苯環(huán)上的兩個或多個取代基時，相鄰的任意兩個取代基可以彼此相連，從而與所連接苯環(huán)的兩個碳原子形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，例如萘環(huán)結(jié)構(gòu)、四氫萘環(huán)結(jié)構(gòu)。進一步優(yōu)選地，所述c1-c6的烷基可以選自甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、正丁基、異丁基、叔丁基、戊基、異戊基、新戊基；所述c1-c6的烷氧基可以選自甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基；所述的c6-c12的芳基可以選自苯基、萘基、蒽基；所述的c3-c12的雜芳基可以選自噻吩基、咪唑基、吡啶基；所述的c3-c8的環(huán)烷基可以選自環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)已基；其中上述各基團可以任選地被一個或多個選自c1-c6的烷基、c1-c6的烷氧基、鹵素、-no2、-cn、-oh、c6-c12的芳基、c3-c6的環(huán)烷基所取代。所述的r2表示氫、c1-c20的烷基、c6-c20的芳基、c3-c20的雜芳基中的任意一種。優(yōu)選地、所述的r2表示氫、c1-c6的烷基、c6-c12的芳基。進一步優(yōu)選地、所述的r2表示氫、甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、苯基、萘基。其中上述各r2基團可以任選地被一個或多個選自c1-c6的烷基、c1-c6的烷氧基、鹵素、-no2、-cn、-oh、c6-c12的芳基、c3-c6的環(huán)烷基所取代。所述的r3選自c1-c20的烷基、c6-c20的芳基；優(yōu)選為c1-c6的烷基、c6-c12的芳基。進一步優(yōu)選地、所述的r3選自甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、苯基、萘基。所述的r4選自c1-c20的烷基、c1-c20的烷氧基、c1-c20的烷氧基烷基、c6-c20的芳基；優(yōu)選為c1-c6的烷基、c1-c6的烷氧基、c2-c6的烷氧基烷基、c6-c12的芳基。進一步優(yōu)選地，所述的r4選自甲基、乙基、丙基、丁基、異丙基、苯基、萘基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、甲氧基甲基、乙氧基甲基、丙氧基甲基、丁氧基甲基、甲氧基乙基、甲氧基丙基、甲氧基丁基。所述r3和r4可以互相連接，以與所分別相連的氧原子和亞甲基形成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，因此相應地式iii化合物可以優(yōu)選為四氫呋喃、四氫吡喃、二氧六環(huán)。式一所示反應可以在存在或不存在其它任何有機溶劑的條件下進行，使用有機溶劑的例子包括但不限于buoac、苯等，優(yōu)選不在其它任何有機溶劑中進行。式一所示反應中，自由基引發(fā)劑選自tbhp(過氧化叔丁醇)、chp(異丙苯過氧化氫)、thap（特戊基過氧化氫）中的一種或幾種的混合物。所述反應可以在保護或不保護的條件下進行，保護氣氛可選自氮氣或氬氣氣氛，優(yōu)選為氬氣。上述由式ii所示的甲烯基環(huán)丙烷類衍生物與式iii所示的醚類化合物在自由基引發(fā)劑存在的條件下反應，得到式i所示的1,2-二氫萘衍生物的典型操作如下：向反應器中加入一顆磁力攪拌子，并加入反應原料化合物ii，然后用氬氣或氮氣置換反應器中的空氣，置換3-5次之后，在氬氣或氮氣氣流環(huán)境下加入自由基引發(fā)劑和反應原料化合物iii，然后將反應器置于100-120℃油浴下加熱反應8-36小時。反應完全后，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干溶劑，殘余物用層析柱分離提純，獲得目標產(chǎn)物i。其中，所述的自由基引發(fā)劑選自tbhp(過氧化叔丁醇)、chp(異丙苯過氧化氫)、thap（特戊基過氧化氫）中的一種或幾種的混合物。所述的反應溫度優(yōu)選為110℃，所述的反應時間優(yōu)選為24小時。所述原料ii、原料iii與自由基引發(fā)劑的摩爾比為：1:1～100:1.5～3.0，優(yōu)選為1:1～30:2。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明首先披露了甲烯基環(huán)丙烷類衍生物與式醚類化合物在自由基引發(fā)劑存在的條件下反應，得到式i所示的1,2-二氫萘衍生物，該方法未見現(xiàn)有技術(shù)文獻報道。本發(fā)明反應體系高效環(huán)保，不使用過渡金屬催化劑，也可以不使用有機溶劑，所述工藝方法原子經(jīng)濟性高、操作簡單。在本發(fā)明反應條件下，可以方便地并以高收率獲得一系列的式i所示的1,2-二氫萘衍生物。具體實施方式本發(fā)明可以結(jié)合以下具體實施例進一步解釋和闡明，但具體實施例并不對本發(fā)明有任何形式的限定。實施例1-16反應條件優(yōu)化以式ii-1所示的化合物及四氫呋喃為反應原料，探索了各種不同的條件對于反應的影響（式二），并選擇出其中具有代表性的實施例1-17，結(jié)果如表一所示：（式二）其中實施例1的操作如下：在一個25mlschelnk封管反應管中加入一顆磁力攪拌子，并投入0.3mmol（約70.8mg）底物ii-1，然后用氮氣置換反應管中的空氣，置換3-5次之后，在氮氣氣流環(huán)境下加入2.0equivtbhp（過氧叔丁醇，5.0mindecane）（約0.15ml）和2.0ml四氫呋喃，蓋好反應管蓋子，置于110攝氏度油浴下加熱反應24小時。反應完全后，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干溶劑，并用層析柱分離提純產(chǎn)物，流動相為石油醚和乙酸乙酯，比例為30:1。即可得到產(chǎn)物i-1，68.8mg，產(chǎn)率約75%(1hnmr(400mhz,cdcl3):7.44-7.37(m,2h),7.35-7.32(m,2h),7.31-7.24(m,1h),7.03(t,j=8.0hz,1h),6.91(s,1h),6.80-6.70(m,2h),5.08(s,2h),4.82(t,j=7.2hz,1h),4.00-3.95(m,1h),3.88-3.83(m,1h),2.80(t,j=8.0hz,2h),2.35-2.19(m,2h),2.09-2.01(m,1h),1.96-1.91(m,2h),1.79-1.72(m,1h);13cnmr(100mhz,cdcl3):153.9,140.6,137.5,136.9,128.5,127.7,127.2,127.1,123.5,120.2,116.7,110.4,82.2,70.2,68.6,30.6,28.4,26.1,22.6.)。表一：實施例反應條件收率(%)1tbhp（2當量）752不加入tbhp，其它條件同實施例103tbhp(1.5當量)，其它條件同實施例1674tbhp(2.5當量)，其它條件同實施例1735dcp代替tbhp，其它條件同實施例106dtbp代替tbhp，其它條件同實施例107bpo代替tbhp，其它條件同實施例108chp代替tbhp，其它條件同實施例1189tahp代替tbhp，其它條件同實施例15110mn(oac)3代替tbhp，其它條件同實施例1011aibn代替tbhp，其它條件同實施例1012加入buoac(1.5ml)作為反應溶劑，，其它條件同實施例14113加入benzene(1.5ml)作為反應溶劑，其它條件同實施例15014空氣代替氮氣，其它條件同實施例16415at100oc，其它條件同實施例17216at120oc，其它條件同實施例16817反應36小時，其它條件同實施例174其中，tbhp為過氧叔丁醇；dcp為過氧化二異丙苯；dtbp為過氧化二叔丁基；bpo為過氧化二苯甲酰；chp為異丙苯過氧化氫；tahp為特戊基過氧化氫；buoac為醋酸正丁酯；benzene為苯；aibn為偶氮二異丁腈。由上述實施例1-17可以看出，本發(fā)明最優(yōu)反應條件為實施例1的條件，即tbhp加入量為底物ii-1加入量的2當量時，可以獲得75%的收率；其它的自由基引發(fā)劑，例如chp(異丙苯過氧化氫)、thap（特戊基過氧化氫）也可以促進反應進行，但效果差于tbhp；而當使用本領(lǐng)域常見的自由基引發(fā)試劑例如dcp、dtbp、bpo以及xianhuang課題組報道的mn(oac)3或aibn代替tbhp作為自由基引發(fā)劑時，通過gc檢測發(fā)現(xiàn)反應并未發(fā)生（實施例1-11）。當加入其它溶劑時，反應收率下降（參見實施例12-13）；以及反應氣氛、反應溫度和時間對于反應收率均有一定程度的影響（參見實施例14-17）.實施例18（式三）在一個25mlschelnk封管反應管中加入一顆磁力攪拌子，并投入0.3mmol底物ii-2，然后用氮氣置換反應管中的空氣，置換3-5次之后，在氮氣氣流環(huán)境下加入2.0equivtbhp（過氧叔丁醇，5.0mindecane）（約0.15ml）和2.0ml四氫呋喃，蓋好反應管蓋子，置于110攝氏度油浴下加熱反應24小時。反應完全后，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干溶劑，并用層析柱分離提純產(chǎn)物，流動相為石油醚和乙酸乙酯，比例為30:1。即可得到產(chǎn)物i-2，產(chǎn)率約70%(1hnmr(400mhz,cdcl3):7.42-7.33(m,3h),7.23-7.07(m,4h),7.01(t,j=7.2hz,1h),6.57(d,j=7.6hz,1h),4.34(t,j=8.0hz,1h),3.94-3.89(m,1h),3.75-3.70(m,1h),2.99-2.81(m,2h),2.61-2.54(m,1h),2.37-2.29(m,1h),1.94-1.64(m,4h);13cnmr(100mhz,cdcl3):138.8,137.5,136.5,135.9,129.9,128.0,127.0,126.8,126.6,126.1,(2c),78.7,68.8,30.8,28.5,21.5.)。實施例19（式四）在一個25mlschelnk封管反應管中加入一顆磁力攪拌子，并投入0.3mmol底物ii-3，然后用氮氣置換反應管中的空氣，置換3-5次之后，在氮氣氣流環(huán)境下加入2.0equivtbhp（過氧叔丁醇，5.0mindecane）（約0.15ml）和2.0ml四氫呋喃，蓋好反應管蓋子，置于110攝氏度油浴下加熱反應24小時。反應完全后，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干溶劑，并用層析柱分離提純產(chǎn)物，流動相為石油醚和乙酸乙酯，比例為30:1。即可得到產(chǎn)物i-3，產(chǎn)率約68%(1hnmr(400mhz,cdcl3):6.84(s,1h),6.72(s,1h),5.94(s,2h),4.46(t,j=7.2hz,1h),4.02-3.96(m,1h),3.90-3.84(m,1h),2.77-2.71(m,2h),2.28-2.16(m,2h),2.12-2.05(m,1h),1.99-1.94(m,2h),1.76-1.70(m,1h);13cnmr(100mhz,cdcl3):146.6,143.9,141.4,127.3,120.9,117.8,112.7,110.2,101.4,81.8,68.6,30.7,26.0,21.8,21.6.)。實施例20（式五）在一個25mlschelnk封管反應管中加入一顆磁力攪拌子，并投入0.3mmol底物ii-4，然后用氮氣置換反應管中的空氣，置換3-5次之后，在氮氣氣流環(huán)境下加入2.0equivtbhp（過氧叔丁醇，5.0mindecane）（約0.15ml）和2.0ml四氫呋喃，蓋好反應管蓋子，置于110攝氏度油浴下加熱反應24小時。反應完全后，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干溶劑，并用層析柱分離提純產(chǎn)物，流動相為石油醚和乙酸乙酯，比例為30:1。即可得到產(chǎn)物i-4，產(chǎn)率約71%(1hnmr(500mhz,cdcl3):7.43-7.40(m,2h),7.36-7.33(m,1h),7.17-7.11(m,4h),7.05-7.02(m,1h),6.59(d,j=4.0hz,1h),4.09-4.06(m,1h),3.54-3.52(m,1h),3.39-3.38(m,1h),3.29(s,3h),3.23(s,3h),2.89-2.85(m,2h),2.55-2.50(m,1h),2.34-2.27(m,1h);13cnmr(125mhz,cdcl3):138.7,138.4,136.3,136.0,133.9,130.5,129.3,128.5,127.1,127.0,126.3(2c),79.2,74.1,59.1,56.3,28.3,21.8)。以上所述實施例僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，而并非本發(fā)明可行實施的窮舉。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，在不背離本發(fā)明原理和精神的前提下，對其所作出的任何顯而易見的改動，都應當被認為包含在本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。當前第1頁12