一种多酸催化下高选择性合成异香豆素的方法技术

本发明专利技术属于化合物合成技术领域，具体涉及一种多酸催化下高选择性合成异香豆素的方法。包括以下内容：在室温下，以式I所示化合物和式II所示化合物为原料，在碱性环境、碘源和保护气体下，利用紫外灯光辅助多酸催化剂催化，先发生亲电加成反应，然后进行分子内Heck偶联，高选择性的合成了异香豆素。本发明专利技术解决了通过Sonogashira型偶联生成2

【技术实现步骤摘要】
一种多酸催化下高选择性合成异香豆素的方法


[0001]本专利技术属于化合物制备
，具体涉及一种多酸催化下高选择性合成异香豆素的新方法。

技术介绍

[0002]异香豆素类化合物是一类广泛存在于自然界中的天然内酯类化合物，具有抗菌、消炎、抑制蛋白酶、除草和抗癌等生理和生物活性(如Urolithin A)，其基本母核是苯并六元内酯环。由于异香豆素类化合物具有抗癌活性，其合成方法一直都是有机合成中的热点。
[0003]在已有的研究中，通过Sonogashira型偶联反应获得或原位生成的2
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炔基苯甲酸的传统过渡金属催化5
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exo
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dig或6
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endo
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dig环化反应是合成邻苯二甲酸酯和异香豆素的最有吸引力的方法之一，如以下反应式所示：
[0004][0005]根据环化途径的不同，可以通过5
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exo
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dig环化生成酞类化合物，或者6
‑
endo
‑
dig环化生成异香豆素。如2009年，Jean
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Luc Parrain报道了一种铜(I)催化的末端炔烃与邻碘不饱和酸衍生物的交叉偶联合成方法(Adv.Synth.Catal.,2009,351,779
‑
788.)；2011年，So Won Youn报道了邻炔基苯甲醛在NHC催化下的区域和立体选择性氧化环合反应，得到了苯酞和异香豆素类化合物的方法(Org.Lett.,2011,13,2228
‑
2231.)。尽管这些方法具有较高的底物范围，但其区域选择性通常较低，缺乏对区域选择性的控制。
[0006]2013年，Kumar课题组报道了利用铜催化2
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碘苯甲酸与端位炔烃的偶联，通过谨慎的调控反应温度，从而选择性合成异香豆素类化合物的方法(Adv.Synth.Catal.2013,355,3221
‑
3230)，反应过程中放热，精准调控反应温度，比较困难；Chaudhary在2018年利用纳米级氧化银作为催化剂，对2
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溴苯甲酸与末端炔烃通过偶联环化合成异香豆素衍生物的方法进行了研究，反应中通过调控取代基的位阻，实现异香豆素的合成，底物普适性较差(RSC Adv.,2018,8,23152)。
[0007]综上所述，目前合成异香豆素衍生物的途径，最有吸引力的是传统过渡金属Pd或Cu催化下进行的Sonogashira偶联。但是通过Sonogashira型偶联生成的2
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炔基苯甲酸中间体，其在内环闭合时存在区域选择性较低的问题。已报道的少数区域选择性方法，常需要小心的调控位阻、控制酸碱或控制温度，条件苛刻。所以，开发一种反应条件温和，绿色环保，化学选择性高的新方法显得十分有必要。
[0008]Heck型反应传统上是由钯催化的，并经历一个Pd0/pd
II
催化循环。太阳能作为一种
清洁能源，在有机反应中应用相对较少；光催化偶联反应，实现了太阳能到化学能的高效转化。目前光催化的Heck反应报道还非常少；2020年，Zolt
á
n Nov
á
k报道了一种可见光诱导钯催化氟烷基化反应的方法(Org.Lett.2020,22,8091
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8095)；同年，Frank Glorius报道了一种钯催化的未活化烷基溴的三组分中断自由基Heck/烯丙基取代级联反应的方法，该方法同时需要BINAP膦配体辅助(J.Am.Chem.Soc.2020,142,10173
‑
10183)。钯催化剂性能优良，但钯催化剂有毒且价格昂贵；同时均相钯催化剂容易造成金属污染和残留问题，均相钯催化的方法难以在实际生产中应用。此外，之前报道的光催化Heck反应中的卤代烃多以烷基卤化物为主，而对于芳基卤化物的光催化Heck偶联的报道相对较少。
[0009]多金属氧酸盐(Polyoxometalates，POMs)是由前过渡金属离子通过氧连接而形成的结构多样的阴离子簇。具有以下特点：
[0010](1)可调控的化学组分(负载不同的稀土元素，调节带隙，进而调整光氧化还原能力)；
[0011](2)独特的电子结构；
[0012](3)亲核富氧表面；
[0013](4)可逆的电子氧化还原活性。
[0014]目前，光诱导下多酸在有机合成中的应用相对来说比较少，而且基于卤代芳烃的光催化Heck反应还未见报道。

技术实现思路

[0015]本专利技术为了解决现有技术中异香豆素时区域选择性较低或区域选择性方法条件苛刻的问题，提供一种多酸催化下高选择性合成异香豆素的新方法，该方法在室温光照下反应，不需要传统过渡金属催化，能量消耗低，区域选择性高，大大减少了副反应的发生，绿色环保。
[0016]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0017]本专利技术的一种多酸催化下高选择性合成异香豆素的新方法，包括以下步骤：
[0018]在室温、碱性环境、碘源和保护气体下，于溶剂中，利用紫外灯光辅助多酸催化剂催化式I所示化合物和式II所示化合物进行反应，原料在室温下先发生亲电加成反应，然后进行分子内Heck偶联，高选择性的合成式III所示的异香豆素。合成路线如下：
[0019][0020]其中：R1选自氢、氟、氯、溴、碘、甲基、甲氧基，且R1取代基位于羧基的邻位、间位或对位；R2选自氢、氟、氯、溴、甲基、甲氧基、甲酸甲酯基、正丁基、叔丁基、苯基，且R2取代基位于邻位、间位或对位。所述多酸催化剂为在紫外灯光下有吸收的光敏催化剂。
[0021]所述式I所示化合物和式II所示化合物的摩尔比为1:3。
[0022]所述反应中加有碱，所述碱选自碳酸铯、磷酸三钾、碳酸钾、叔丁醇锂、叔丁醇钠、叔丁醇钾、三乙胺中的任意一种；所述碱与式I所示化合物的摩尔比为3:1；所述碱是为了给
反应提供一个碱性环境。
[0023]所述反应中还加有配体，所述配体为L
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脯氨酸、1,10
‑
菲罗啉，2,2
‑
联吡啶，三苯基膦中的任意一种。所述配体的加入量为式I所示化合物的20mol％；所述配体的作用是为了调节酸碱平衡，使反应始终处于碱性条件下。
[0024]所述碘源为KI、NaI或I2中的任意一种，所述碘源的加入量为式I所示化合物的1当量，所述碘源的作用是提供电子。
[0025]所述溶剂可选自二甲基亚砜(DMSO)、乙腈、甲苯、四氢呋喃(THF)和N,N
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二甲基甲酰胺(DMF)中的一种。反应中，溶剂用于溶解式I所示化合物。所述溶剂的加入量与式I所示化合物比例为：式I所示化合物:溶剂＝3mmol:20mL。
[0026]所述紫外灯光为200～400nm的紫外灯光。所述多酸催化剂为在20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多酸催化下高选择性合成异香豆素的方法，其特征在于，包括以下内容：在室温、碱性环境、碘源和保护气体下，于溶剂中，利用紫外灯光辅助多酸催化剂催化式I所示化合物和式II所示化合物进行反应，合成式III所示的异香豆素：其中：R1选自氢、氟、氯、溴、碘、甲基、甲氧基；R2选自氢、氟、氯、溴、甲基、甲氧基、甲酸甲酯基、正丁基、叔丁基、苯基；所述多酸催化剂为在紫外灯光下有吸收的光敏催化剂。2.根据权利要求1所述的一种多酸催化下高选择性合成异香豆素的方法，其特征在于，所述式I所示化合物和式II所示化合物的摩尔比为1:3。3.根据权利要求1所述的一种多酸催化下高选择性合成异香豆素的方法，其特征在于，所述反应使用碱提供碱性环境，所述碱选自碳酸铯、磷酸三钾、碳酸钾、叔丁醇锂、叔丁醇钠、叔丁醇钾、三乙胺中的任意一种；所述碱与式I所示化合物的摩尔比为3:1。4.根据权利要求3所述的一种多酸催化下高选择性合成异香豆素的方法，其特征在于，所述反应中还加有配体，所述配体用以调节酸碱平衡，使反应始终处于碱性条件。5.根据权利要求4所述的一种多酸催化下高选择性合成异香豆素的方法，其特征在于，所述配体为L
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脯氨酸、1,10
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菲罗啉，2,2
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联吡啶，三苯基膦中的任意一种，所述配体的加入量为式I所示化合物的20mol％。6.根据权利要求1所述的一种多酸催化下高选择性合成异香豆素的方法，其特征在于，所述碘源为KI、NaI或I2中的任意一种，所述碘源的加入量为式I所示化合物的1当量。7.根据权利要求1所述的一种多酸催化下高选择性合成异香豆素的方法，其特征在于，所述溶剂可选自二甲基亚砜、乙腈、甲苯、四氢呋喃和N,N
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【专利技术属性】
技术研发人员：徐浩，杨凯月，许静，张文凯，李建通，刘保英，任艳蓉，王延鹏，徐元清，丁涛，房晓敏，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：