一种合成烷基羧酸酯取代的醌类衍生物的方法技术

本发明专利技术涉及一种合成烷基羧酸酯取代的醌类衍生物的方法，在金属盐与配体催化下，以2‑羟基或2‑氨基取代醌类化合物、烯烃以及α‑卤代羧酸酯为原料，一步合成烷基羧酸酯取代的2‑羟基或2‑氨基取代醌类衍生物。本发明专利技术可以方便地合成多种取代结构烷基羧酸酯取代的2‑氨基或2‑羟基取代醌类衍生物，取得了最高81％的分离收率。本发明专利技术具有操作简单，原料易得，底物适用范围广等特点。

A METHOD FOR SYNTHESIS OF QUINONES DERIVATIVES SUBSTITUTED BY ALKYL CARBOXYLATES

The present invention relates to a method for synthesizing quinone derivatives substituted by alkyl carboxylic esters. Under the catalysis of metal salts and ligands, 2 hydroxy or 2 amino substituted quinones, olefins and alpha halogenated carboxylic esters are used as raw materials to synthesize 2 hydroxy or 2 amino substituted quinones derivatives substituted by alkyl carboxylic esters in one step. The invention can conveniently synthesize various substituted alkyl carboxylate substituted 2 amino or 2 hydroxy substituted quinone derivatives, and achieves the highest separation yield of 81%. The invention has the advantages of simple operation, easy availability of raw materials and wide application range of substrates.

【技术实现步骤摘要】
一种合成烷基羧酸酯取代的醌类衍生物的方法
本专利技术涉及一种通过烯烃双官能化合成烷基羧酸酯取代的2-羟基或2-氨基取代醌类衍生物的新方法，具体涉及在金属/配体络合物催化下，含有烯胺(或烯醇)结构的醌类化合物与烯烃、α-卤代羧酸酯自由基试剂发生三组分自由基串联反应，实现了一种合成多官能化醌类衍生物的新方法。
技术介绍
醌类结构存在于许多植物、微生物以及海洋生物和一些昆虫中，并在这些生物体的生命过程才发挥着不可替代的作用。由于醌类结构特殊的结构及电子特性，一系列的醌类衍生物，特别是胺基或羟基取代的1，4-萘醌类衍生物表现出优异的抗癌、抗菌、抗病毒、抗过敏以及自由基清除等生物活性，它们在医药或农药开发中表现出了巨大的发展潜力[(a)Sunassee,S.N.；Davies-Coleman,M.T.Nat.Prod.Rep.2012,29,513.(b)Inks,E.S.；Josey,B.J.；Jesinkey,S.R.；Chou,C.J.ACSChem.Biol.2012,7,331.(c)Josey,B.J.；Inks,E.S.；Wen,X.；Chou,C.J.J.Med.Chem.2013,56,1007.]。此外，醌类化合物在生物传感器(Piro,B.；Reisberg.S.；Anquetin,G.；Duc,H.-T.；Pham,M.-C.Biosensors,2013,3,58.)、储能材料(Son,E.J.；Kim,J.H.；Kim,K.；Park,C.B.J.Mater.Chem.A.2016,4,11179.)以及有机全合成[(a)Mfuh,A.M.；Zhang,Y.；Stephens,D.E.；Vo,A.X.T.；Arman,H.D.；Larionov,O.V.J.Am.Chem.Soc.2015,137,8050.(b)Zhang,Z.；Chen,J.；Yang,Z.；Tang,Y.Org.Lett.2010,12,5554.(c)Usui,I.；Lin,D.W.；Masuda,T.；Baran,P.S.Org.Lett.2013,15,2080.]等领域也表现出了较高的应用价值。因此，发展此类化合物的合成方法具有重要的价值和意义。然而，在当前发展绿色可持续发展合成技术的要求下，现有的关于多官能化醌类衍生物的合成方法还存在着严重的缺陷：经典的合成方法要首先将对二甲氧基苯类化合物进行官能化，然后在过量强氧化剂的存在下氧化成相应的醌类衍生物。这类方法需要耗费大量的人力物力，强氧化剂的存在也会产生严重的环境问题，而且这类方法不适用于对氧化剂敏感的官能基团[(a)Gutiéttez-Bonet,Remeur,C.；Matsui,J.K.；Molander,G.A.J.Am.Chem.Soc.2017,139,12251.(b)Galloway,J.D.；Mai,D.N.；Baxter,R.D.Org.Lett.2017,19,5772.(c)Naturale,G.；Lamblin,M.；Commandeur,C.；Felpin,F.-X.；Dessolin,J.Eur.J.Org.Chem.2012,5774.(d)Ilangovan,A.；Saravanakumar,S.；Malayappasamy,S.Org.Lett.2013,15,4968.(e)Baral,E.R.；Kim,S.H.；Lee,Y.R.AsianJ.Org.Chem.2016,5,1134.(f)Devari,S.；Shah,B.A.Chem.Commun.2016,52,1490.(g)Li,G.-X.；Morales-Rivera,C.A.；Wang,Y.；Gao,F.；He,G.；Liu,P.；Chen,G.Chem.Sci.2016,7,6407.]。此外，在发展新的醌类衍生物合成技术方面也存在问题：由于醌类化合物具有氧化性以及较强的金属配位作用，过渡金属催化的方法在醌类化合物参与的反应中通常并不适用[(a)Jardim,G.A.M.；daSilvaJúnior,E.N.；Bower,J.F.Chem.Sci.2016,7,3780.(b)Fujiwara,Y.；Domingo,V.；Seiple,I.B.；Gian-atassio,R.；DelBel,M.；Baran,P.S.J.Am.Chem.Soc.2011,133,3292.]。烯烃作为一类大宗工业化产品，其来源丰富，价格低廉，以烯烃作为反应原料可以大大降低合成成本，推动烯烃工业的发展。对烯烃的碳-碳双键直接进行双官能化可以高效的合成具有多官能团化合物，并进一步作为合成原料制备结构多样的有机分子，反应效率高，近年来得到了极大的关注和发展[(a)Tian,Y.；Chen,S.；Gu,Q.-S.；Lin,J.-S.；Liu,X.-Y.TetrahedronLett.2018,59,203.(b)Wu,Z.；Zhang,W.Chin.J.Org.Chem.2017,37,2250.(c)Lan,X.-W.；Wang,N.-X.；Xing,Y.Eur.J.Org.Chem.2017,5821.(d)Yi,G.；Mu,X.；Liu,G.Acc.Chem.Res.2016,49,2413.(e)Wu,K.；Liang,Y.；Jiao,N.Molecules,2016,21,352.(f)Koike,T.；Akita,M.Org.Chem.Front.2016,1345.(g)Courant,T.；Masson,G.J.Org.Chem.2016,81,6945.(h)Cao,M.-Y.；Ren,X.；Lu,Z.Tetrahedron,2015,56,3732.(i)Shimizu,Y.；Kanai,M.Tetrahdedron,2014,55,3727.(j)Romero,R.M.；T.H.；K.Chem.AsianJ.2014,9,972.(k)Egami,H.；Sodeoka,M.Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,8294.(l)Chemler,S.R.；Bovino,M.T.ACSCatal.2013,3,1076.].因此，发展以烯烃的双官能化反应来合成醌类衍生物，所合成的多官能化醌类衍生物将对医药、农药、生物传感器、储能材料等领域产生推动作用，将极大地提高合成效率，节约生产成本，降低废物排放，具有重要科学和经济价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种合成烷基羧酸酯取代的醌类衍生物的新方法。本专利技术具有原料易得，操作简单，反应条件温和，反应效率高等特点。本专利技术通过烯烃双官能化合成烷基羧酸酯取代的2-羟基或2-氨基取代醌类衍生物，在金属/配体络合物催化下，含有烯胺(或烯醇)结构的醌类化合物与烯烃、α-卤代羧酸酯自由基试剂发生三组分自由基串联反应，实现了一种合成多官能化醌类衍生物的新方法。本专利技术中所涉及的烷基羧酸酯取代的2-羟基或2-氨基取代醌类衍生物具有如下结构式：式中：R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9，R10选自H、烷基和环烷基等C1～C40内的含或不含N、S、O、P等官能团的脂肪基团、苄基等C7-C60在内的含或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成烷基羧酸酯取代的醌类衍生物的方法，其特征在于：在金属盐与配体催化下，以2‑羟基或2‑氨基取代醌类化合物、烯烃以及α‑卤代羧酸酯为原料，一步合成烷基羧酸酯取代的2‑羟基或2‑氨基取代醌类衍生物。

【技术特征摘要】
1.一种合成烷基羧酸酯取代的醌类衍生物的方法，其特征在于：在金属盐与配体催化下，以2-羟基或2-氨基取代醌类化合物、烯烃以及α-卤代羧酸酯为原料，一步合成烷基羧酸酯取代的2-羟基或2-氨基取代醌类衍生物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：金属盐为银、铜或铁的各种金属盐之一；配体为各种膦配体、氮配体或膦-氮配体之一，金属盐与配体的摩尔比在1：10到10：1之间。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：反应溶剂为各种极性溶剂，如甲醇，乙醇，N,N-二甲基甲酰胺。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的烷基羧酸酯取代的2-羟基或2-氨基取代醌类衍生物具有如下结构式：式中：R1，R2，R3，R4，R5，R6，R7，R8，R9，R10选自H、烷基和环烷基等C1～C40内的含或不含N、S、O、P等官能团的脂肪基团、苄基等C7-C60在内的含或不含N、S、O、P等官能团的芳香基团与脂肪基的组合基团、芳基等C4-C60内的含或不含N、S、O、P等官能团的芳香基团；X选自N或O；R1,R2也可以是C4-C60元环中含或不含C、N、S、O、P的两个基团。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的2-羟基或2-氨基取代醌类化合物具有如下结构式：式中：R1，R2，R3，R4选自H、烷基和环烷基等C1～C40内的含或不含N、S、O、P等官...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成，王思凡，孟紫薇，张雅琦，张哲铭，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11