制备2-(烷氧基亚烷基)-3-氧代羧酸酯、嘧啶化合物的方法及铁作为催化剂的用途技术

本发明专利技术涉及制备2-(烷氧基亚烷基)-3-氧代羧酸酯、嘧啶化合物的方法及铁作为催化剂的用途。本发明专利技术提供一种制备2-(烷氧基亚烷基)-3-氧代羧酸酯的方法，包括：结构式2的3-氧代羧酸酯与结构式3的原酸酯在催化剂铁的存在下反应，生成结构式1的2-(烷氧基亚烷基)-3-氧代羧酸酯，其中，R和R2各自是C1-C4低级烷基；R1和R3各自是氢、烷基、环烷基、杂环基、芳基、芳烷基、杂芳基或杂芳烷基；波浪线表示E或Z异构体。本发明专利技术还提供一种制备嘧啶化合物方法，包括：（a）通过上述方法制备2-(烷氧基亚烷基)-3-氧代羧酸酯；以及（b）以步骤（a）获得的2-(烷氧基亚烷基)-3-氧代羧酸酯为原料，制备嘧啶化合物。该方法用铁作为催化剂，成本低，反应简单。

【技术实现步骤摘要】
制备2-(烷氧基亚烷基)-3-氧代羧酸酯、嘧啶化合物的方法及铁作为催化剂的用途
本专利技术涉及制备2-(烷氧基亚烷基)-3-氧代羧酸酯的方法，尤其涉及用铁催化剂由3-氧代羧酸酯制备2-(烷氧基亚烷基)-3-氧代羧酸酯（或2-(烷氧基烷叉基)-3-氧代羧酸酯，2-(烷氧基次烷基)-3-氧代羧酸酯），还涉及合成杂环化合物，例如作为药物，农业和其他相关工业化学制品的重要中间体的嘧啶。
技术介绍
用一个含有活泼亚甲基的羧酸酯类化合物，例如：1,3-二酮、乙酰乙酸酯、丙二酸酯、丙二腈或氰基乙酸酯等，来制备2-（烷氧基亚烷基）化合物的方法已有报道，参见RobertH.DeWolfeCarboxylicOrthoAcidDerivatives,pp231-235,AcademicPress,NewYork,1970。使用羧酸酯与含有活泼亚甲基的化合物在催化剂的作用下反应生成2-(烷氧基亚烷基)化合物的方法在多处均有报道。在Claisen,Ber.26,2729,1893和Postetal,J.Org.Chem.2,260,1937中，乙酸酐作为催化剂被使用在原甲酸三乙酯与不同的含有活泼亚甲基化合物的反应中。同时发现氯化锌在丙二酸二乙酯进行此类反应时是必要的催化剂（美国专利US2824121）。但是使用这两种催化剂会导致反应中酸酯的分解导致产率降低。在Johns，J.Am.Chem.Soc.,74,4889-4891,1952文章中则认为羧酸酯与含有活泼亚甲基化合物的反应中是不需要使用乙酸酐的。这种合成方法的缺点是反应温度高，收率低。美国专利US2824121中提到使用醋酸作催化剂进行同样的反应。在Emelineetal,Zh.Obshsch.Khim.,133-134,64,1994的文章中介绍使用三氟化硼作为催化剂来进行原乙酸三甲酯和乙酰乙酸乙酯与原乙酸三乙酯的反应。美国专利US4808747介绍金属羧酸盐能在醛和酮与某些含有活泼亚甲基的化合物进行反应时起催化作用。该类催化剂适用范围和选择性较单一。美国申请号为2005/0027140A1的专利介绍了使用至少一种叔胺羧酸盐作为催化剂进行此类反应的方法。申请号为EP1849765A1的欧洲专利介绍了使用酸（如硫酸、甲磺酸、苯磺酸及类似物）作为催化剂进行此类反应的方法。该类反应的温度一般较高，须在酸的回流温度下进行，增加工业化生产的成本。因此，需要一种低成本的催化剂以及简单的合成方法。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供制备2-(烷氧基亚烷基)化合物的简单方法，以及用于该反应的低成本催化剂。本专利技术一方面提供一种制备2-(烷氧基亚烷基)-3-氧代羧酸酯（或2-(烷氧基烷叉基)-3-氧代羧酸酯，2-(烷氧基次烷基)-3-氧代羧酸酯）的方法，包括：结构式2的3-氧代羧酸酯与结构式3的原酸酯反应，在催化剂铁的存在下反应生成结构式1的2-(烷氧基亚烷基)-3-氧代羧酸酯，其中，R和R2相同或不同，各自独立地是低级烷基；R1和R3相同或不同，各自独立地是氢、烷基、环烷基、杂环基、芳基、芳烷基、杂芳基或杂芳烷基；波浪线表示E或Z异构体。本专利技术还涉及一种制备嘧啶化合物方法，包括：（a）通过根据本专利技术的方法制备2-(烷氧基亚烷基)-3-氧代羧酸酯；以及（b）以步骤（a）获得的2-(烷氧基亚烷基)-3-氧代羧酸酯为原料，制备嘧啶化合物。其中，步骤（b）包括：（b1）在碱存在下，结构式1的2-(烷氧基亚烷基)-3-氧代羧酸酯与结构式4的化合物反应，生成结构式5的嘧啶化合物，其中，R4为氢原子、羟基、烷基、环烷基、杂环基、芳基、芳烷基、杂芳基或杂芳烷基。本专利技术还涉及铁在用于由结构式2的3-氧代羧酸酯和结构式3的原酸酯制备结构式1的化合物中作为催化剂的用途，其中，结构式2的3-氧代羧酸酯、结构式3的原酸酯和结构式1的2-(烷氧基亚烷基)-3-氧代羧酸酯和/或反应条件如本专利技术方法所限定。本专利技术的方法采用铁作为催化剂，成本低，易于分离和回收，反应简单。具体实施方式在本专利技术中，在不矛盾或冲突的情况下，本专利技术的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本专利技术中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本专利技术公开的内容自制。在本专利技术中，为了突出本专利技术的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。文中所用的条件除非有特殊说明均为以下含义。烷基是指直链和支链的碳链，优选具有一个到二十个碳原子（C1-C20烷基），优选一个到六个碳原子（C1-C6烷基），更优选C1-C3烷基，进一步优选具有一个和二个碳原子（C1-C2烷基）。低级烷基是指1至4个碳原子的直链和支链的碳链（C1-C4烷基），更优选C1-C3烷基，进一步优选具有一个和二个碳原子（C1-C2烷基）。具体为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基和叔丁基。烷基基团可选带有一个或多个相同或不同的取代基，这些取代基可以是卤素、烷基、芳基、环烷基、烷氧基和巯基。这些烷基可以是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、正庚基，但不限于此。芳基（包含芳烷基）是指碳环基团优选是6-15个碳原子，而且至少含有一个芳香环，例如苯基类，1-萘类，2-萘类等。芳环基团可以带有一个或多个卤素、烷基、烷氧基、苯氧基和三氟甲基等取代基。当取代基为两个或更多时，它们可以相同，也可以不同。除非特指，这里所介绍的烷基、芳基和芳烷基基团可以是无取代基的，也可以是任意位置上有一个或多个取代基的。用波浪线表示的键表示的是E和Z异构体。本专利技术人出乎意料地发现，采用铁作为催化剂，可以由3-氧代羧酸酯和原酸酯制备2-(烷氧基亚烷基)-3-氧代羧酸酯。本专利技术一方面提供一种制备2-(烷氧基亚烷基)-3-氧代羧酸酯的方法，包括：结构式2的3-氧代羧酸酯与结构式3的原酸酯反应，在催化剂铁的存在下反应生成结构式1的2-(烷氧基亚烷基)-3-氧代羧酸酯，其中，R和R2相同或不同，各自独立地是低级烷基；R1和R3相同或不同，各自独立地是氢、烷基、环烷基、杂环基、芳基、芳烷基、杂芳基或杂芳烷基；波浪线表示E或Z异构体。优选地，在反应期间，除反应物和产物外，不使用另外的溶剂。优选地，R和R2相同或不同，各自独立地是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基，优选甲基或乙基。优选地，R1和R3相同或不同，各自独立地是：氢；C1-20烷基，优选C1-15烷基，更优选C1-10烷基，最优选C1-6烷基；C3-20环烷基，优选C3-15环烷基，更优选C3-10环烷基，最优选C3-7环烷基；C3-20杂环基，优选C3-15杂环基，更优选C3-10杂环基，最优选C3-7杂环基；C6-20芳基，优选C6-15芳基，更优选C6-10芳基，最优选C6-8芳基；C7-20芳烷基，优选C7-15芳烷基，更优选C7-10芳烷基，最优选C7-8芳烷基；C5-20杂芳基，优选C5-15杂芳基，更优选C5-10杂芳基，最优选C5-8杂芳基；或C5-20杂芳烷基，优选C5-15杂芳烷基，更优选C5-10杂芳烷基，最优选C5-8杂芳烷基。优选地，R1和R3相同或不同，各自独立地是氢、甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基；异丙基、异丁基、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备2‑(烷氧基亚烷基)‑3‑氧代羧酸酯的方法，包括：结构式2的3‑氧代羧酸酯与结构式3的原酸酯反应，在催化剂铁的存在下反应生成结构式1的2‑(烷氧基亚烷基)‑3‑氧代羧酸酯，其中，R和R2相同或不同，各自独立地是C1‑C4低级烷基；R1和R3相同或不同，各自独立地是氢、烷基、环烷基、杂环基、芳基、芳烷基、杂芳基或杂芳烷基；波浪线表示E或Z异构体。

【技术特征摘要】
1.一种制备2-(烷氧基亚烷基)-3-氧代羧酸酯的方法，包括：结构式2的3-氧代羧酸酯与结构式3的原酸酯反应，在催化剂铁的存在下反应生成结构式1的2-(烷氧基亚烷基)-3-氧代羧酸酯，其中，R和R2相同或不同，各自独立地是C1-C4低级烷基；R1和R3相同或不同，各自独立地是氢、烷基、环烷基、杂环基、芳基、芳烷基、杂芳基或杂芳烷基；波浪线表示E或Z异构体。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在反应期间，除反应物和产物外，不使用另外的溶剂。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，R和R2相同或不同，各自独立地是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基或叔丁基。4.根据权利要求3所述的方法，其中，R和R2相同或不同，各自独立地是甲基或乙基。5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，R1和R3相同或不同，各自独立地是：氢、C1-20烷基、C3-20环烷基、C3-20杂环基、C6-20芳基、C7-20芳烷基、C5-20杂芳基或C5-20杂芳烷基。6.根据权利要求5所述的方法，其中，R1和R3相同或不同，各自独立地是C1-15烷基、C3-15环烷基、C3-15杂环基、C6-15芳基、C7-15芳烷基、C5-15杂芳基或C5-15杂芳烷基。7.根据权利要求6所述的方法，其中，R1和R3相同或不同，各自独立地是C1-10烷基、C3-10环烷基、C3-10杂环基、C6-10芳基、C7-10芳烷基、C5-10杂芳基或C5-10杂芳烷基。8.根据权利要求7所述的方法，其中，R1和R3相同或不同，各自独立地是C1-6烷基、C3-7环烷基、C3-7杂环基、C6-8芳基、C7-8芳烷基、C5-8杂芳基或C5-8杂芳烷基。9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，R1和R3相同或不同，各自独立地是氢、甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基；异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、异戊基、新戊基；环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、甲基环丙基、二甲基环丙基、甲基环丁基、二甲基环丁基、甲基环戊基、二甲基环戊基、甲基环己基、二甲基环己基；苯基、苄基、甲苯基、乙基苯基、萘基、蒽基、菲基或芘基。10.根据权利要求9所述的方法，其中，R1和R3相同或不同，各自独立地是氢、甲基、乙基、正丙基或异丙基。11.根据权利要求1所述的方法，其中，结构式2的3-氧代羧酸酯选自乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸正丙酯、乙酰乙酸异丙酯；丙酰乙酸甲酯、丙酰乙酸乙酯、丙酰乙酸正丙酯或丙酰乙酸异丙酯；丁酰乙酸甲酯、丁酰乙酸乙酯、丁酰乙酸正丙酯或丁酰乙酸异丙酯。12.根据权利要求1或11所述的方法，其中，结构式2的3-氧代羧酸酯为乙酰乙酸乙酯。13.根据权利要求1所述的方法，其中，结构式3的原酸酯选自甲原酸三甲酯、甲原酸三乙酯、甲原酸三正丙酯、甲原酸三异丙酯；乙原酸三甲酯、乙原酸三乙酯、乙原酸三正丙酯、乙原酸三异丙酯；丁原酸三甲酯、丁原酸三乙酯、丁原酸三正丙酯或丁原酸三异丙酯。14.根据权利要求1或13所述的方法，其中，结构式3的原酸酯为乙原酸三甲酯。15.根据权利要求1所述的方法，其中，结构式3的原酸酯选自甲基酯或乙基酯。16.根据权利要求1所述的方法，其中，在反应期间，通过蒸馏将一种或多种反应产物从反应体系中去除。17.根据权利要求1所述的方法，其中，所述结构式2的3-氧代羧酸酯为结构式2a的乙酰乙酸乙酯；所述结构式3的原酸酯为结构式3a的原甲酸三乙酯；生成的结构式1的2-(烷氧基亚烷基)-3-氧代羧酸酯为结构式1a的化合物：18.根据权利要求1所述的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文霆，杨光，高海军，胡凤霞，
申请(专利权)人：北京乐威泰克医药技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11