本發明屬于有機中間體合成領域，具體涉及一種α-硝基環烷酮的合成方法。
背景技術：
α-苯基-α-硝基環己酮及其衍生物廣泛存在于活性天然產物與臨床藥物分子中，也被用作關鍵的建構單元應用于天然產物(如刺桐類生物堿)與藥物分子的合成。而且α-苯基-α-硝基環己酮及其衍生物可以作為起始原料通過切斷碳-碳鍵的方式合成含多官能團的鏈狀化合物等。
雖然醋酸汞和醋酸鉛可用于合成α-(4-叔丁基苯基)α-硝基環己酮，但需要昂貴的和毒性的有機錫化合物，且只有一例報道目前沒有普適的合成該類化合物的方法(WO 2005087752 A2)。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是克服現有的缺陷，提供了一種α-硝基環烷酮的合成方法。
為了解決上述技術問題，本發明提供了如下的技術方案：
一種α-硝基環烷酮的合成方法，所述α-硝基環烷酮的結構式如下：A為5～10元環(如5元環、6元環、7元環、8元環、9元環、10元環)，R為烷基或芳基，R’為氫、烷基、芳基或稠合芳基，合成步驟包括：在銅基或鐵基催化劑的催化下，與硝化劑反應得到所述的α-硝基環烷酮。
優選地，所述銅基催化劑為醋酸銅(Cu(OAc)2)、硫酸銅、氧化銅、碘化銅、溴化銅、乙酰丙酮銅(Cu(acac)2)或氯化銅。
優選地，所述鐵基催化劑為三氯化鐵。
優選地，所述硝化劑為硝酸、硝酸銅、硝酸鐵、硝酸鎂、硝酸鉍、亞硝酸叔丁酯、亞硝酸異戊酯或硝酸鈰銨(CAN)。
優選地，所述與硝化劑、催化劑的摩爾比為1:(2-20):(0.05-0.3)。
優選地，所述A為含0～3個(如0、1、2、3個)O、S、N雜原子的5～10元環。
優選地，所述烷基為C1-C8烷基，所述芳基為苯基、取代苯基、萘基、芐基。
優選地，所述取代苯基為鹵代苯基、硝基苯基、甲氧基苯基、聯苯基。
優選地，所述的α-硝基環烷酮有
優選地，所述合成方法在有機溶劑中進行，所述有機溶劑為1,2-二氯乙烷(DCE)、二氯甲烷(DCM)、正己烷、環己烷、正壬烷、乙腈、正庚烷、二甲基亞砜(DMSO)、二甲基甲酰胺(DMF)中的一種或幾種，更優選為1,2-二氯乙烷或乙腈。優選的反應溫度為50～120℃，更優選地為70～120℃。
本發明利用廉價的銅基或鐵基催化劑，可經濟、高效地實現α-硝基環烷酮的合成，反應過程簡單、安全且易于操作。
具體實施方式
以下對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。
實施例1
以2-苯基環己酮為原料
在干燥的15mL封管中依次加入2-苯基環己酮(34.8mg,0.2mmol),硝酸鈰銨(330.0mg,0.6mmol)及Cu(OAc)2(16mg,0.10mmol),然后在氬氣氛圍下加入2.0mL DCE,用蓋子密封，于120℃油浴中反應12小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入5.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(25.8mg,產率51.0％)。
產物檢測數據如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.48-7.44(m,3H),7.36-7.33(m,2H),3.10-3.03(m,1H),2.92-2.86(m,1H),2.70-2.63(m,1H),2.59-2.53(m,1H),1.97-1.87(m,3H),1.82-1.73(m,1H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ200.5,132.1,130.2,129.2,128.4,101.0,40.2,35.3,27.3,22.1.
實施例2
以2-苯基環己酮為原料
在干燥的15mL封管中依次加入2-苯基環己酮(34.8mg,0.2mmol),硝酸鈰銨(495.0mg,0.9mmol)及CuSO4(6.4mg,0.04mmol),然后在氬氣氛圍下加入4.0mL DCE,用蓋子密封，于120℃油浴中反應16小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入6.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(20.1mg,產率46.0％)。
產物的波譜數據同上。
實施例3
以2-苯基環己酮為原料
在干燥的15mL封管中依次加入2-苯基環己酮(34.8mg,0.2mmol),硝酸鈰銨(495.0mg,0.9mmol)及CuO(9.54mg,0.06mmol),然后在氬氣氛圍下加入6.0mL DCE,用蓋子密封，于120℃油浴中反應10小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入6.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(23.2mg,產率52.9％)。
產物的波譜數據同上。
實施例4
以2-苯基環己酮為原料
在干燥的15mL封管中依次加入2-苯基環己酮(34.8mg,0.2mmol),硝酸鈰銨(110.0mg,0.2mmol)及Cu(acac)2(21mg,0.04mmol),然后在氬氣氛圍下加入5.0mL DCE,用蓋子密封，于70℃油浴中反應13小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入6.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(21.6mg,產率49.5％)。
產物的波譜數據同上。
實施例5
以2-苯基環己酮為原料
在干燥的15mL封管中依次加入2-苯基環己酮(34.8mg,0.2mmol),硝酸鈰銨(222.0mg,0.4mmol)及FeCl3(26mg,0.16mmol),然后在氬氣氛圍下加入4.0mL DCE,用蓋子密封，于110℃油浴中反應14小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入5.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(19.7mg,產率45.0％)。
產物的波譜數據同上。
實施例6
以2-苯基環己酮為原料
在干燥的15mL封管中依次加入2-苯基環己酮(34.8mg,0.2mmol),硝酸鈰銨(285.0mg,0.50mmol)及CuI(45.7mg,0.16mmol),然后在氬氣氛圍下加入3.0mL DCE,用蓋子密封，于100℃油浴中反應16小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入5.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(18.6mg,產率42.4％)。
產物的波譜數據同上。
實施例7
以2-苯基環己酮為原料
在干燥的15mL封管中依次加入2-苯基環己酮(34.8mg,0.2mmol),硝酸鈰銨(330.0mg,0.6mmol)及Cu(OAc)2(160mg,1.0mmol),然后在氬氣氛圍下加入4.0mL DMSO,用蓋子密封，于90℃油浴中反應10小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入5.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(12.2mg,產率27.8％)。
產物的波譜數據同上。
實施例8
以2-苯基環己酮為原料
在干燥的15mL封管中依次加入2-苯基環己酮(34.8mg,0.2mmol),硝酸鈰銨(330.0mg,0.6mmol)及Cu(OAc)2(64mg,0.40mmol),然后在氬氣氛圍下加入5.0mL DMF,用蓋子密封，于100℃油浴中反應14小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入5.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(14.5mg,產率33.0％)。
產物的波譜數據同上。
實施例9
以2-苯基環己酮為原料
在干燥的15mL封管中依次加入2-苯基環己酮(34.8mg,0.2mmol),硝酸鈰銨(495.0mg,0.9mmol)及Cu(OAc)2(30mg,0.20mmol),然后在氬氣氛圍下加入4.0mL CH3CN,用蓋子密封，于85℃油浴中反應17小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入5.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(25.8mg,產率51.0％)。
產物的波譜數據同上。
實施例10
以2-苯基環己酮為原料
在干燥的100mL封管中依次加入2-苯基環己酮(1.00g),硝酸鈰銨(8.0g)及Cu(OAc)2(500mg),然后在氬氣氛圍下加入30.0mL DCE,用蓋子密封，于90℃油浴中反應24小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入5.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(662mg,產率52.5％)。產物的波譜數據同上。
實施例11
以2-(4-Br-苯基)環己酮為原料
在干燥的15mL封管中依次加入2-(4-Br-苯基)環己酮(50.4mg,0.2mmol),硝酸鈰銨(330.0mg,0.6mmol)及Cu(OAc)2(48mg,0.30mmol),然后在氬氣氛圍下加入4.0mLDCE,用蓋子密封，于85℃油浴中反應12小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入5.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(25.8mg,產率51.0％)。
產物檢測數據如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.59(d,J＝8.7Hz,2H),7.22(d,J＝8.7Hz,2H),3.12-3.06(m,1H),2.81-2.74(m,1H),2.71-2.65(m,1H),2.57-2.50(m,1H),2.01-1.76(m,3H),1.81-1.73(m,1H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ199.9,132.4,131.2,130.0,124.8,100.3,40.1,35.3,27.1,22.0.
實施例12
以2-(3-甲氧基-苯基)環己酮為原料
在干燥的15mL封管中依次加入以2-(3-甲氧基-苯基)環己酮(40.8mg,0.2mmol),硝酸鈰銨(110.0mg,0.2mmol)及Cu(OAc)2(48mg,0.30mmol),然后在氬氣氛圍下加入4.0mL DCE,用蓋子密封，于85℃油浴中反應12小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入5.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(22.9mg,產率46.0％)。
產物檢測數據如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.38(t,J＝8.1Hz 1H),6.98(dd,J＝2.4Hz,J＝2.0Hz,1H),6.94-9.92(m,1H),6.87-6.86(m,1H),3.81(s,3H),3.07-3.00(m,1H),2.90-2.85(m,1H),2.70-2.65(m,1H),2.61-2.53(m,1H),1.96-1.87(m,3H),1.80-1.72(m,1H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ200.5,160.2,133.5,130.2,120.6,115.1,114.8,100.9,55.5,40.2,35.4,27.2,22.1.
實施例13
以2-苯基環戊酮為原料
在干燥的15mL封管中依次加入以2--苯基環戊酮(32.0mg,0.2mmol),硝酸鈰銨(450.0mg,0.75mmol)及Cu(OAc)2(16mg,0.10mmol),然后在氬氣氛圍下加入4.0mL DCE,用蓋子密封，于100℃油浴中反應12小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入5.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(21.7mg,產率51.0％)。
產物檢測數據如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.53-7.51(m,2H),7.47-7.45(m,3H),3.23-3.16(m,1H),2.95-2.88(m,1H),2.70-2.64(m,1H),2.52-2.43(m,1H),2.22-2.15(m,1H),1.99-1.93(m,1H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ205.0,131.2,130.3,129.2,128.1,97.7,36.4,35.4,18.4.
實施例14
以2-(4-硝基苯基)環庚酮為原料
在干燥的15mL封管中依次加入2-(4-硝基苯基)環庚酮(46.6mg,0.2mmol),硝酸鈰銨(330.0mg,0.6mmol)及Cu(OAc)2(16mg,0.10mmol),然后在氬氣氛圍下加入4.0mL DCE,用蓋子密封，于85℃油浴中反應12小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入5.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(31.5mg,產率56.6％)。
產物檢測數據如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.31(d,J＝8.8Hz,2H),7.52(d,J＝8.8Hz,2H),3.20-3.14(m,1H),2.80-2.75(m,1H),2.58-2.45(m,2H),2.09-2.04(m,1H),1.96-1.88(m,3H),1.81-1.71(m,1H),1.55-1.46(m,1H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ200.9,148.6,141.0,129.3,124.2,101.9,41.8,34.6,30.1,26.9,25.4.
實施例15
以二氫異黃酮為原料
在干燥的15mL封管中依次加入二氫異黃酮(44.8mg,0.2mmol),硝酸鈰銨(660.0mg,1.2mmol)及Cu(OAc)2(16mg,0.10mmol),然后在氬氣氛圍下加入4.0mL DCE,用蓋子密封，于85℃油浴中反應12小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入5.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(28.5mg,產率53.0％)。
產物檢測數據如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.02(dd,J＝1.4Hz,J＝1.4Hz,1H),7.55-7.51(m,1H),7.46-7.40(m,5H),7.13-7.10(m,1H),6.97(d,J＝8.4Hz,1H),5.38(d,J＝12.4Hz,1H),5.19(d,J＝12.4Hz,1H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ182.6,160.4,137.3,130.7,129.2,128.9,128.7,128.0,122.9,119.4,118.1,93.4,70.9.
實施例16
以1-甲基-2-四氫萘酮為原料
在干燥的15mL封管中依次加入1-甲基-2-四氫萘酮(32.0mg,0.2mmol),硝酸鈰銨(220.0mg,0.4mmol)及Cu(OAc)2(16mg,0.10mmol),然后在氬氣氛圍下加入4.0mL DCE,用蓋子密封，于85℃油浴中反應12小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入5.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(24.3mg,產率59.2％)。
產物檢測數據如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.44-7.34(m,3H),7.29(d,J＝7.6Hz,1H),3.33-3.25(m,1H),3.03-3.00(m,2H),2.78-2.70(m,1H),2.05(s,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ201.1,137.3,133.7,130.3,128.9,128.0,127.0,92.9,36.6,27.8,22.4.
實施例17
以2-萘基環己酮為原料
在干燥的15mL封管中依次加入2-萘基環己酮(44.8mg,0.2mmol),硝酸鈰銨(825.0mg,1.5mmol)及Cu(OAc)2(32mg,0.20mmol),然后在氬氣氛圍下加入4.0mL DCE,用蓋子密封，于105℃油浴中反應12小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入5.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(26.9mg,產率50.0％)。
產物檢測數據如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.91(d,J＝8.7Hz,1H),7.87-7.83(m,3H),7.58-7.52(m,2H),7.41(dd,J＝2.0Hz,2.0Hz,1H),3.189-3.12(m,1H),3.06-3.01(m,1H),2.74-2.68(m,1H),2.62-2.54(m,1H),1.96-1.92(m,3H),1.85-1.78(m,1H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ200.7,133.8,133.1,129.5,129.1,128.7,128.5,127.79,127.78,127.0,125.1,101.2,40.3,35.4,27.3,22.2.
實施例18
以2-聯苯基環己酮為原料
在干燥的15mL封管中依次加入2-聯苯基環己酮(50.0mg,0.2mmol),硝酸鈰銨(990.0mg,1.8mmol)及Cu(OAc)2(16mg,0.10mmol),然后在氬氣氛圍下加入4.0mL DCE,用蓋子密封，于95℃油浴中反應12小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入5.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(36.0mg,產率61.0％)。
產物檢測數據如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.68(d,J＝8.4Hz,2H),7.60(d,J＝7.4Hz,2H),7.48-7.39(m,5H),3.15-3.08(m,1H),2.96-2.91(m,1H),2.73-2.67(m,1H),2.64-2.56(m,1H),2.00-1.91(m,3H),1.87-1.76(m,1H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ200.6,143.1,139.9,130.9,129.1,128.8,128.1,127.9,127.3,100.9,40.2,35.3,27.3,22.1.
實施例19
以1-芐基-3-甲基羰基吲哚為原料
在干燥的15mL封管中依次加入1-芐基-3-甲基羰基吲哚(47.4mg,0.2mmol),硝酸鈰銨(495.0mg,0.9mmol)及Cu(OAc)2(16mg,0.10mmol),然后在氬氣氛圍下加入4.0mLDCE,用蓋子密封，于75℃油浴中反應12小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入5.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(33.6mg,產率59.5％)。
產物檢測數據如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.38-7.31(m,5H),7.31-7.28(m,2H),7.11-7.07(m,1H),6.76(d,J＝7.9Hz,1H),5.13(d,J＝15.8Hz,1H),4.82(d,J＝15.8Hz,1H),2.07(s,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ169.8,143.2,134.6,131.7,129.1,128.1,127.2,126.3,123.8,123.5,110.5,89.0,44.3,20.3.
實施例20
以6-甲氧基-2-(4-硝基苯基)-1-四氫奈酮為原料
在干燥的15mL封管中依次加入6-甲氧基-2-(4-硝基苯基)-1-四氫奈酮(59.4mg,0.2mmol),硝酸鈰銨(330.0mg,0.6mmol)及Cu(OAc)2(16mg,0.10mmol),然后在氬氣氛圍下加入4.0mL DCE,用蓋子密封，于85℃油浴中反應12小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入5.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(36.3mg,產率53.0％)。
產物檢測數據如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.30-8.26(m,2H),7.62(d,J＝2.2Hz,1H),7.56-7.53(m,2H),7.17-7.12(m,2H),3.88(s,3H),3.50-3.43(m,1H),3.13-3.06(m,2H),2.79-2.71(m,1H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ187.5,159.2,148.7,138.2,134.5,131.4,130.4,129.5,124.13,124.11,110.4,97.4,55.8,33.3,25.3。
實施例21
以2-苯基環己酮為原料
在干燥的15mL封管中依次加入2-苯基環己酮(34.8mg,0.2mmol),硝酸銅(564.0mg,0.30mmol)及Cu(OAc)2(32mg,0.20mmol),然后在氬氣氛圍下加入3.0mL DCE,用蓋子密封，于80℃油浴中反應16小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入5.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(20.6mg,產率44.8％)。
產物的波譜數據同實施例1。
實施例22
以2-苯基環己酮為原料
在干燥的15mL封管中依次加入2-苯基環己酮(34.8mg,0.2mmol),發煙硝酸(0.3mL)及Cu(OAc)2(48mg,0.3mmol),然后在氬氣氛圍下加入4.0mL DCE,用蓋子密封，于100℃油浴中反應16小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入5.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(20.1mg,產率44.5％)。
產物的波譜數據同前。
實施例23
以2-苯基環己酮為原料
在干燥的15mL管中依次加入2-苯基環己酮(34.8mg,0.2mmol),亞硝酸叔丁酯(316mg)及Cu(OAc)2(48mg,0.3mmol),然后在氧氣氛圍下加入3.0mL DCE,于100℃油浴中反應16小時。當原料消耗完之后，將體系降溫至室溫，然后加入5.0mL石油醚稀釋，直接進行柱層析(石油醚/乙酸乙酯＝40：1)。最終得到淺黃色固體(23.6mg,產率52.8％)。
產物的波譜數據同前。
最后應說明的是：以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。