一种由非端基烯烃烃基化合成三取代和四取代烯烃的方法技术

本发明专利技术公开了一种由非端基烯烃烃基化合成三取代和四取代烯烃的方法，非端基烯烃与亚砜在铁盐和过氧化氢存在下发生烃基化反应，二取代非端基烯烃一锅反应生成三取代烯烃，三取代非端基烯烃一锅反应生成四取代烯烃。该方法中亚砜同时作为烯烃的烃基化试剂和溶剂，反应产物比反应物的双键碳原子上多了一个烃基取代基，增长了烯烃碳链；反应条件温和、选择性好、收率高，有利于工业化生产。有利于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种由非端基烯烃烃基化合成三取代和四取代烯烃的方法


[0001]本专利技术涉及一种三取代和四取代烯烃的合成方法，具体涉及一种由非端基烯烃烃基化合成三取代和四取代烯烃的方法，属于有机合成领域。

技术介绍

[0002]烯烃是一类被广泛使用的有机化合物，在自然界中的许多化合物中也含有不同结构的烯烃。生物体内具有调节神经生理作用的甾族萜类化合物也是具有不同结构的烯烃化合物。目前，在不同结构烯烃的合成方法中，低级烯烃的烃基化是合成高级烯烃最常用，也是最有效的方法之一(Z.Chen,M.-Y.Rong,J.Nie,X.-F.Zhu, B.-F.Shi and J.-A.Ma,Chem.Soc.Rev.,2019,48,4921；T.Irrgang and R.Kempe,Chem.Rev.2019, 119,2524；C.Shan,L.Zhu,L.-B.Qu,R.Bai and Y.Lan,Chem.Soc.Rev.,2018,47,7552；Z. Dong,Z.Ren,S.Thompson,Y.Xuand G.Dong,Chem.Rev.2017,117,9333)。钯催化下卤代烃和烯烃偶合合成的Heck反应是经典的烯烃直接烃基化反应(R.F.Heck and J.P. Nolley,J.Org.Chem.,1972,37,2320；I.P.Beletskaya and A.V.Cheprakov,Chem.Rev.,2000, 100,3009；A.B.Dounay and L.E.Overman,Chem.Rev.,2003,103,2945；K.C.Nicolaou,P.G. Bulger and D.Sarlah,Angew.Chem.,Int.Ed.,2005,44,4442；C.Torborg and M.Beller,Adv. Synth.Catal.,2009,351,3027；X.-F.Wu,P.Anbarasan,H.Neumann and M.Beller,Angew.Chem., Int.Ed.,2010,49,9047；F.Akiyama,H.Miyazaki,K.Kaneda,S.Teranishi,Y.Fujiwara,M.Abeand H.Taniguchi,J.Org.Chem.,1980,45,2359)。在过去几十年里，许多有机合成工作者提出了一些改进的Heck反应来合成各种烯烃。Fujiwara提出了钯盐催化下使用烷基胺作为烃基化试剂与单芳基取代端基烯烃合成1,2-二取代甲基芳基烯烃的方法(Scheme 1,(1a))(Y.Ikeda,T.Nakamura,H.Yorimitsu and K.Oshima,J.Am.Chem. Soc.,2002,124,6514)；Oshima提出了钴盐催化下使用卤代烃作为烃基化试剂和单芳基取代端基烯烃合成1,2-二取代甲基芳基烯烃的方法(Scheme 1,(1b))(W.Affo, H.Ohmiya,T.Fujioka,Y.Ikeda,T.Nakamura,H.Yorimitsu,K.Oshima,Y.Imamura,T.Mizutaand K.Miyoshi,J.Am.Chem.Soc.,2006,128,8068)；Brown报道了N-甲基-N-甲基硅脲作为甲基化试剂与芳基端烯烃和多取代芳基端烯烃甲基化反应生成甲基芳基烯烃的方法(Scheme 1,(1c))(W.Rauf and J.M.Brown,Angew.Chem.,Int.Ed.,2008,47, 4228)；Bao报道了铁配合物催化下使用烃基过氧酸酯作为烃基化试剂与芳基端烯烃生成1,2-二取代烃基芳基烯烃的方法(Scheme 1,(1d))(N.Zhu,J.Zhao and H.Bao, Chem.Sci.,2017,8,2081)。这些已经公开的方法经由离子化过程(Scheme 1,(1a, 1b,1c))或者自由基过程(Scheme 1,(1d))实现了烯烃碳氢键的烃基化，但使用了难得到的复杂的含碳卤键、碳氮键、碳氧键化合物作为烃基化试剂，还使用了昂贵的金属催化剂。这些缺点使得上述制备烯烃的方法难以工业规模应用。同时，这些方法都只不能用于非端基烯烃的烃基化制备多取代烯烃。
[0003]
技术实现思路

[0004]针对现有由非端基烯烃无法直接烃基化合成三取代和四取代烯烃的缺陷，本专利技术的目的是在于提供一种能用于由亚砜作为烃基化试剂对非端基烯烃底物烃基化的方法。该合成方法通过一锅法反应，烯烃碳上的一个氢原子被烃基取代，得到产物为烯烃碳原子偶联了一个来自亚砜烃基的烃基烯烃；二取代非端基烯烃生成三取代烯烃，三取代非端基烯烃生成四取代烯烃；原料易得，且反应条件温和、选择性好、收率高，有利于工业化生产。
[0005]所述非端基烯烃具有式1中结构：
[0006][0007]所述亚砜具有式2结构：
[0008][0009]其中，
[0010]R为甲基、乙基、苯基、苄基等烷基；
[0011]R1或者R2或者R3可以是简单芳环基或者取代芳基或者C1～C
10
的烷基或氟、氯、溴、碘、氰基、羧基、酯基、硝基；所述取代芳基，包含的取代基个数为1～2个，取代基选自卤素取代基、烷基、羟基、氨基、硝基、醛基、羧基中至少一种，卤素取代基如氟、氯、溴、碘等，烷基为C1～C
10
的烷基，更优选为C1～C5的短链烷基、如甲基、乙基、丙基等，也可以为含支链的烷基，如异丙基、叔丁基等；R3不能为氢，R1或者R2可以是氢，但R1和R2不能同时为氢；
[0012]所述金属盐可以是铁盐、铜盐、镍盐、钴盐，优选铁盐；
[0013]所述过氧化物为过氧化氢、叔丁基过氧化氢、二叔丁烷过氧化物，优选过氧化氢。
[0014]优选的方案，所述过氧化氢和端基烯烃之比为2～8:1。较优选为4:1。
[0015]优选的方案，反应温度为80-160℃。较优选为140℃。
[0016]优选的方案，所述反应的条件为：在大气气氛下，于80～160℃温度下，反应 2～12h。较优选的条件为：在大气气氛下，于140℃温度下，反应6h。
[0017]本专利技术以苯乙烯与二甲亚砜反应合成(Z)-2-甲基苯乙烯来对反应机理进行说明。经过查阅和参考相关文献，设计了一系列的机理研究实验。结果见Scheme 2所示：
[0018][0019]首先，在标准反应条件下，加入少量自由基捕捉剂2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)，苯乙烯与DMF反应生成期望产物(Z)-2-甲基苯乙烯的反应受到抑制，并检测到了甲基自由基提取产物E和1-苯丙基自由基A的提取产物D(Scheme 2.a)，表明反应为自由基反应，且存在甲基自由基和1-苯丙基自由基A。另外，苯乙烯与氘代DMF反应得到了(Z)-2-甲基苯乙烯的氘代产物(Scheme 2.f)，表明在反应中，DMF是向苯乙烯双键碳提供烃基的烃基化试剂。当没有Fe
3+
或者H2O2时,几乎不能检测到反应产物(Z)-2-甲基本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种由非端基烯烃烃基化合成三取代和四取代烯烃的方法，其特征在于：非端基烯烃与亚砜在金属盐和过氧化氢存在下一锅反应，烯烃端碳上的一个氢原子被烃基取代，得到产物为烯烃端碳原子偶联了一个来自亚砜烃基的烃基烯烃，二取代非端基烯烃生成三取代烯烃，三取代非端基烯烃生成四取代烯烃；所述非端基烯烃具有式1中结构：所述亚砜具有式2结构：其中，R为甲基、乙基、苯基、苄基等烷基；R1或者R2或者R3可以是简单芳基或者取代芳基或者C1～C
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的烷基或氟、氯、溴、碘、氰基、羧基、酯基、硝基；所述取代芳基，包含的取代基个数为1～2个，取代基选自卤素取代基、烷基、羟基、氨基、硝基、醛基、羧基中至少一种，卤素取代基如氟、氯、溴、碘等，烷基为C1～C
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的烷基，更优选为C1～C5的短链烷基、如甲基、乙基、丙基等，也可以为含支链的烷基，如异丙基、叔丁基等；R3不能为氢，R1或者R2可以...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭灿城，苏淼东，郭欣，
申请(专利权)人：沅江华龙催化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：