專利名稱：一種查爾酮類化合物的合成方法
技術領域：
本發明屬于化學合成領域，具體涉及一種查爾酮類化合物的合成方法。
背景技術：
查爾酮，S卩α, β-烯基酮，α , β -不飽和酮中的一種。由于碳-碳雙鍵和碳-氧雙鍵(羰基)以共軛的形式存在，相互影響、相互活化，查爾酮類化合物反應性質活潑、反應類型多樣，可與各種類型的親核試劑發生Michael加成反應構建碳-碳或碳-雜鍵合成各類非常有用的有機、藥物合成中間體，或者通過與其他不飽和化合物的[3+2]、[4+2]等類型的環化反應(包括D-A反應等等)構建環化產物、雜環化合物、以及分子結構較為復雜的多官能團的多環化合物。因此，查爾酮及其衍生物是一類在碳-碳鍵、碳-雜原子鍵構建中重要 的有機合成中間體和碳骨架結構的重要砌塊，其合成和應用研究報道數不勝數。近二三十年來在不對稱催化反應研究的大背景下，查爾酮及其衍生物更多的被用于不對稱催化的合成研究中，在很多直鏈和雜環有機化合物、手性化合物、藥物、生物化學活性物質和天然產物合成中具有無數的應用。鑒于研究界和工業界存在對查爾酮的廣泛的大量的需求，開發經濟、綠色、污染小、且選擇性高的查爾酮化合物的合成方法非常有必要、也非常緊迫，可以解決研究和生產中的不少問題。查爾酮類化合物傳統的合成方法通過經典的Aldol縮合反應來合成，即使用較活潑的醛與含活潑亞甲基的酮類在大量無機堿的堿性條件下使用醇溶劑或者醇-水混合溶劑，在比較溫和、簡單的條件下制備。但是，由于醛比較活潑，在強堿條件下容易發生Cannizzaro等副反應，會降低反應效率，導致需使用較大量的原料，造成污染和浪費；而且一鍋法的反應需控制反應的滴加速度，否則導致反應過熱，不僅增加副反應發生的幾率，而且會使更多的(Z)-型產物的產生，導致(E)-型產物的選擇性降低；在大量制備的情況下，由于散熱不均勻，尤其如此，很難控制產物的選擇性，因此很多商品級的查爾酮是(Z)-型和(E)-型產物的混合物，分離純化較為困難。近幾年文獻上報道的多數方法還是采用Aldol縮合反應，通過改變、優化催化劑、堿、助劑等條件實現，但是仍在存在反應本身固有的一些缺點。此外，使用醛為反應原料也有不少缺點，比如臭味重、不穩定、易被氧化、難以保存運輸，使用前需通過減壓蒸餾純化，且具有較高毒性，反應條件較為苛刻，怕水怕氧，等等。由于醇類化合物是最人們最容易獲取、來源最廣、價格低、毒性較小，又是非常穩定的有機化合物之一，與醛類化合物相比，醇在很多方面都是更為綠色的試劑，而且，近年來在綠色化學方面有很多的應用。采用醇替代醛的方法具有很多優點，比如將醇氧化與醛與甲基酮的縮合兩步反應在一步內使用一鍋合成法實現，可以簡化反應步驟，減少消耗，提高效率；還可以避免使用醛時遇到的醛的保存和使用帶來的困難和較高的反應條件，可以提高資源與能源的利用率，降低消耗等等。目前，有少數文獻報道了利用醇取代醛來合成查爾酮類化合物的方法，但這些方法仍都存在著不少缺陷。比如，從醇和甲基酮出發使用貴重金屬鈀、金的催化劑，在純氧氣和大量堿的存在下(3當量)在高溫下(110° C)反應的方法，如此苛刻的條件，加上使用貴金屬催化劑，很難進行進一步的推廣應用；或者在非均相鈦催化劑(TiO2或者TiN3)的作用下，在有機溶劑中、在惰性條件下高溫下(150° C)進行，但是反應的選擇性不好，還有烷基化、雙鍵還原的多種副產物生成。因此，目前文獻報導的方法中，仍然沒有一種適用范圍廣、綠色、溫和、高效、經濟、選擇性又高的催化體系可以催化醇和酮的氧化縮合反應來合成查爾酮類化合物。
發明內容
本發明要解決的問題在于提供一種原料廉價易得、環境污染小、高效、選擇性高的查爾酮類化合物的合成方法。本發明中所涉及的反應可以用以下通式來表示
R1—OH + r2X^R3(H) ^tCul/Bipy/TEMPQ.air ■ r1^1r2 + h20
Base, TR3(H)R1可以是各種官能團取代在2-、3_或4-的苯基或各類取代芳基，各種碳鏈長度和支鏈取代的烷基，2-取代的呋喃、2-取代噻吩、2-取代吡啶基等各類取代雜芳基，還可以是取代基為烯基、炔基的各類取代烯丙醇、取代炔丙醇等各類不飽和醇。R2基團可以是各種官能團取代在2_，3_，或4-的苯基或者各類芳基，2_、3_或者4-位取代的吡啶基等各類取代雜芳基，各種碳鏈和取代的烷基。R2基團可以是氫原子，或者如R1、R2所示的各類基團。反應的溶劑可以是有機溶劑如甲苯、DMS0、苯、二甲苯、DMF、二氯甲烷、THF、氯仿、甲醇、乙醇、乙酸乙酯、乙腈、1，4- 二氧六環等常規溶劑的一種，或者為無機溶劑如醇與水的混合溶劑，優選為水。本發明所涉及的銅鹽，可以為溴化銅、氯化銅、硫酸銅、醋酸銅、氯化亞銅、溴化亞銅的一種，優選碘化亞銅。本發明的反應中，所用配體為聯吡啶之類的N，N-雙齒配體，其用量優選O. 001 20mol%。本發明的反應中，所用氧化促進劑為TEMPO之類的各類取代氧化氮類(N-O)化合物，其用量優選O. 001 20mol%。本發明的反應中，所用的堿為堿金屬或堿土金屬的堿如LiOH、NaOH, KOH、CsOH、t-BuOK、t-Bu0Na、Mg (OH)2, Ca (OH) 2 等，進一步優化為 NaOH。本發明的反應中，所用添加劑為四氫吡咯、氮-甲基咪唑等有機堿中的一種。本發明的反應中，所用銅鹽的用量優選0. 00r20mol%,所使用的醇與甲基酮的摩爾比優選3:1到1:3。本發明的反應中，所使用的氧化劑可以是空氣或者氧氣，在空氣條件下反應效果已經很好。反應進行的溫度為-1(Γ100° C，優選30-40° C。反應時間為1(Γ96小時，優選24-48小時。本發明中所使用的銅鹽直接可以購買得到，使用該催化體系，可以地催化劑用量條件下仍可實現在室溫和空氣條件下的醇和甲基酮的氧化縮合反應。本催化體系與文獻中報導的其它體系相比，價格便宜，條件溫和，而且反應易于操作。本反應使用水為綠色的溶齊U、當量的堿在水相條件下進行，可以大大降低有機溶劑對環境可能造成的污染以及使用過量堿造成的問題，而且此反應可以在室溫條件下順利進行，對反應條件的要求非常低，具有良好的工業應用前景。
具體實施例方式通過下述實施方式將有助于理解本發明，但并不限制于本發明的內容。實施例I芐醇與苯乙酮的反應
權利要求
1.一種查爾酮類化合物的合成方法，其特征在于堿性條件下，催化劑為銅鹽-2，2’ -聯吡啶-TEMPO體系，在無需惰性氣體保護的空氣條件下催化醇與酮類的串聯氧化縮合反應，酮與醇的摩爾比為3:1到1:3，反應溫度為-1(T10(TC，反應時間為1(Γ96小時，反應式為
2.如權利要求I所述的一種查爾酮類化合物的合成方法，其特征在于所述催化劑中，銅鹽為溴化銅、氯化銅、硫酸銅、醋酸銅、氯化亞銅和溴化亞銅的一種，銅鹽的用量為O. 001 20mol% ；TEMPO 用量為 O. 001_20mol%，聯吡啶用量為 0. 001 20mol%。
3.如權利要求I所述的一種查爾酮類化合物的合成方法，其特征在于所述的堿為NaOH。
4.如權利要求I所述的一種查爾酮類化合物的合成方法，其特征在于所述催化劑的銅鹽為碘化亞銅。
5.如權利要求I所述的一種查爾酮類化合物的合成方法，其特征在于反應溫度為3(T45°C，反應時間為24 48小時。
全文摘要
本發明涉及利用銅鹽-2,2’聯吡啶-TEMPO的催化體系，在室溫和無需氮氣保護的條件下進行醇與酮氧化縮合反應，通過此方法可以實現室溫條件下用價廉易得醇代替醛與酮反應，合成一系列查爾酮類化合物。本發明中所使用的催化體系，可以實現在室溫水相條件下的醇氧化、Aldol縮合反應，催化體系價格便宜、條件溫和，而且反應易于操作，可以大大降低有機溶劑對環境可能造成的污染，而且此反應可以在室溫條件下順利進行，對反應條件的要求非常低，具有良好的工業應用前景。
文檔編號C07C49/223GK102775288SQ201210241388
公開日2012年11月14日 申請日期2012年7月12日 優先權日2012年7月12日
發明者徐清, 田海雯, 金羅路 申請人:溫州大學