【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于催化合成技术和精细化学品合成领域，具体涉及一种铁催化苄位c-h键与醌类化合物脱氢偶联的方法。
技术介绍
1、醌类化合物是一类重要的有机化合物，在化学、材料、医学和生物学等方面具有广泛的应用。甲基取代的醌具有良好的生物活性，例如，维生素k1和k3具有良好的凝血功能；辅酶q10能够驱动atp的产生，白花丹醌具有很好的抗癌作用；烯丙基取代的醌也是一类非常重要的生物活性物质同时也是细胞膜的重要组成成分,在细胞代谢和光合作用中起着重要作用。苄基取代的醌是合成生物活性物质的重要中间体，同时在医药方面也有着重要的应用。因此在醌类化合物中引入甲基、烯丙基和苄基将会使其在生物和医药应用方面具有很大的潜力。
2、在目前的苄基化醌类反应中仍然存在一些挑战，例如反应的底物适用条件有限，需要强氧化剂氧化(y.dong,j.yang,w.ji-yu et al,rscadv.,2019,9,27588–27592)，底物价格昂贵，不经济(m.donzel,m.elhabiri,e davioud-charvet,j.org.chem.2021,86,10055-10066)，烷基化苯大大过量，使用贵金属催化(j.d.galloway,d.n.mai,andr.d.baxter,j.org.chem.2019,84,12131-12137)，在复杂分子方面扩展较少，这些都严重限制了该方法的大规模应用。
技术实现思路
1、专利技术目的：针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种铁催化苄位
2、技术方案：为了实现上述目的，本专利技术所述一种铁催化苄位c-h键与醌类化合物脱氢偶联的方法，包括如下步骤：在溶剂中，以醌类化合物为底物，烷基苯为烷基化底物、过氧化物为氧化剂，铁为催化剂、氨基酸或其衍生物为配体，催化苄位c(sp3)-h键与醌类化合物脱氢偶联，生成苄基化醌类化合物；
3、反应通式表示如下：
4、
5、式中：r1表示氢、烷基或者芳环；r2表示氢、卤素、甲氧基或者酯基；r3表示烷基、叔丁基、甲氧基、羰基、酯基、噻吩基、萘满酮基、氰基、硝基、卤素或者杂环；r4表示烷基、苯甲酰基、羟基、异丙基、卤素或者芳环。
6、其中，以r1表示醌类芳烃中芳基上的取代基，所述r1表示为氢、c1～c4烷基或者芳基；r2为醌类双键上的取代基，所述r2表示为氢、卤素、甲氧基或者酯基。
7、其中，r3表示苯环上芳(杂)环上的取代基，其中r3表示氢、c1～c4烷基、叔丁基、甲氧基、羰基、酯基、噻吩基、萘满酮基、氰基、硝基、卤素或者杂环；r4表示苄位上的取代基，其中r4表示氢、c1～c4烷基、苯甲酰基、羟基、异丙基、卤素或者芳环。
8、其中，所述铁选自醋酸亚铁、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、硫酸铁、草酸亚铁、草酸铁、氟化亚铁、氟化铁、溴化亚铁、溴化铁、碘化亚铁、碘化铁、三氯化铁、高氯酸铁(iii)水合物、1,1'-双(二苯基膦)二茂铁、酞菁亚铁、硝酸铁、氧化铁、四氧化三铁、三氟甲磺酸亚铁、三氟甲磺酸铁、氯化亚铁、乙酰丙酮亚铁、乙酰丙酮铁、2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮亚铁、2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮铁、1,3-二苯基丙二酮亚铁、1,3-二苯基丙二酮铁、苯甲酰丙酮铁、铁氰化亚铁、铁氰化铁中的任意一种或者多种。
9、其中，所述配体选自l-丝氨酸、d-胱氨酸、天冬氨酸、d-精氨酸、异丝氨酸、l-苏氨酸、l-酪氨酸、boc-l-脯氨酸、boc-甘氨酸-甘氨酸-甘氨酸、2-烯丙基-n-fmoc-l-甘氨酸、boc-d-苯丙氨酸、l-半胱氨酸、d-丝氨酸、β-硫基缬氨酸、d-脯氨酸、d-缬氨酸、l-脯氨酸、l-苯丙氨酸、n-boc-n'-三苯甲基-l-组氨酸、l-色氨酸、n-boc-l-亮氨酸、l-组氨酸、boc-l-谷氨酸、l-胱氨酸、l-高胱氨酸、s-乙酰胺基甲基-n-叔丁氧羰基-l-半胱氨酸、n-乙酰-l-半胱氨酸、n,n'-双(叔丁氧羰基)-l-胱氨酸中的任意一种或者多种。
10、其中，所述氧化剂选自过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢、过氧化氢、过氧乙酸、间氯过氧苯甲酸、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、二叔丁基过氧化物、单过硫酸氢钾、过氧化二异丙苯、2-过氧化丁酮或者双(三甲基硅基)过氧化物中的任意一种或者多种。
11、其中，所述溶剂为有机溶剂、水或有机溶剂的水溶液，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、1,3-丙二醇、甘油、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、三氟乙醇、2-甲基-2-丁醇、3-甲氧基丁醇、仲丁醇、叔戊醇、4-甲基-2-戊醇、异戊醇、2-戊醇、3-戊醇、环戊醇、正戊醇、聚乙二醇200-10000、乙腈、苯腈、甲苯、丙酮、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、二甲亚砜、n,n-二甲酰胺、n,n-二乙酰胺、乙酸乙酯、1,4-二氧六环或四氢呋喃；所述溶剂为有机溶剂的水溶液时，所述有机溶剂与水的体积比为1:(0.1～5)。
12、其中，所述醌类化合物、烷基苯、过氧化物、氨基酸或其衍生物、铁催化剂的摩尔比为1:(1～2):(2～50):(0.002～20):(0.001～10)。
13、作为优选，所述醌类化合物、烷基苯、过氧化物、氨基酸或其衍生物、铁催化剂的摩尔比为1:(1～2):(2～10):(0.004～0.8):(0.04～0.2)。
14、其中，所述反应的温度为25～100℃、时间为1-24小时。
15、本专利技术的方法中铁的催化剂具有天然丰度大、价格低廉和毒性很小的特点，使用了特定氨基酸类配体，与铁催化剂进行配位，形成了高活性催化物种，这种催化物种和氧化剂、溶剂等共同作用，使烷基化试剂形成烷基自由基进攻醌类试剂，具有高的活性和选择性。此外，本专利技术的方法中使用温和的试剂，温和的环境，解决了反应条件苛刻的问题；解决了苄基化醌类的问题；反应直接进攻醌类试剂，无需预官能团化，铁为催化剂，不用贵金属，并且效果显著。本专利技术方法具有催化剂来源广泛、廉价和环保的优势；氧化剂来源广泛、廉价；反应条件温和、选择性高；底物官能团相容性好且底物的适用范围广；药物分子以及药物分子衍生物可兼容，能很好的实现苄基化醌类反应。在优化的反应条件之下，目标产品分离后产率可以达到97％。
16、本专利技术首先通过氧化剂将低价铁氧本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铁催化苄位C-H键与醌类化合物脱氢偶联的方法，其特征在于，包括如下步骤：在溶剂中，以醌类化合物为底物，烷基苯为烷基化底物、过氧化物为氧化剂，铁为催化剂、氨基酸或其衍生物为配体，催化苄位C(sp3)-H键与醌类化合物脱氢偶联，生成苄基化醌类化合物；
2.根据权利要求1所述的铁催化苄位C-H键与醌类化合物脱氢偶联的方法，其特征在于，以R1表示醌类芳烃中芳基上的取代基，所述R1表示为氢、C1～C4烷基或者芳基；R2为醌类双键上的取代基，所述R2表示为氢、卤素、甲氧基或者酯基。
3.据权利要求1所述的铁催化苄位C-H键与醌类化合物脱氢偶联的方法，其特征在于，R3表示苯环上芳(杂)环上的取代基，其中R3表示氢、C1～C4烷基、叔丁基、甲氧基、羰基、酯基、噻吩基、萘满酮基、氰基、硝基、卤素或者杂环；R4表示苄位上的取代基，其中R4表示氢、C1～C4烷基、苯甲酰基、羟基、异丙基、卤素或者芳环。
4.根据权利要求1所述的铁催化苄位C-H键与醌类化合物脱氢偶联的方法，其特征在于，所述铁选自醋酸亚铁、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、硫酸铁、草酸亚铁、草酸铁、氟化亚铁
5.根据权利要求1所述的铁催化氧化苄位C-H键与醌类化合物脱氢偶联的方法，其特征在于，所述配体选自L-丝氨酸、D-胱氨酸、天冬氨酸、D-精氨酸、异丝氨酸、L-苏氨酸、L-酪氨酸、BOC-L-脯氨酸、BOC-甘氨酸-甘氨酸-甘氨酸、2-烯丙基-N-FMOC-L-甘氨酸、BOC-D-苯丙氨酸、L-半胱氨酸、D-丝氨酸、β-硫基缬氨酸、D-脯氨酸、D-缬氨酸、L-脯氨酸、L-苯丙氨酸、N-BOC-N'-三苯甲基-L-组氨酸、L-色氨酸、N-BOC-L-亮氨酸、L-组氨酸、BOC-L-谷氨酸、L-胱氨酸、L-高胱氨酸、S-乙酰胺基甲基-N-叔丁氧羰基-L-半胱氨酸、N-乙酰-L-半胱氨酸、N,N'-双(叔丁氧羰基)-L-胱氨酸中的任意一种或者多种。
6.根据权利要求1所述的铁催化苄位C-H键与醌类化合物脱氢偶联的方法，其特征在于，所述氧化剂选自过硫酸钾、过硫酸铵、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢、过氧化氢、过氧乙酸、间氯过氧苯甲酸、过氧化苯甲酰、过氧化苯甲酰叔丁酯、二叔丁基过氧化物、单过硫酸氢钾、过氧化二异丙苯、2-过氧化丁酮或者双(三甲基硅基)过氧化物中的任意一种或者多种。
7.根据权利要求1所述的铁催化苄位C-H键与醌类化合物脱氢偶联的方法，其特征在于，所述溶剂为有机溶剂、水或有机溶剂的水溶液，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙二醇、正丙醇、异丙醇、1,3-丙二醇、甘油、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、三氟乙醇、2-甲基-2-丁醇、3-甲氧基丁醇、仲丁醇、叔戊醇、4-甲基-2-戊醇、异戊醇、2-戊醇、3-戊醇、环戊醇、正戊醇、聚乙二醇200-10000、乙腈、苯腈、甲苯、丙酮、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、二甲亚砜、N,N-二甲酰胺、N,N-二乙酰胺、乙酸乙酯、1,4-二氧六环或四氢呋喃；所述溶剂为有机溶剂的水溶液时，所述有机溶剂与水的体积比为1:(0.1～5)。
8.根据权利要求1所述的铁催化苄位C-H键与醌类化合物脱氢偶联的方法，其特征在于，所述醌类化合物、烷基苯、过氧化物、氨基酸或其衍生物、铁催化剂的摩尔比为1:(1～2):(2～50):(0.002～20):(0.001～10)。
9.根据权利要求1所述的铁催化苄位C-H键与醌类化合物脱氢偶联的方法，其特征在于，所述醌类化合物、烷基苯、过氧化物、氨基酸或其衍生物、铁催化剂的摩尔比优选为1:(1～2):(2～10):(0.004～0.8):(0.04～0.2)。。
10.根据权利要求1所述的铁催化氧化苄位C-H键与醌类化合物脱氢偶联的方法，其特征在于，所述反应的温度为25～100℃、时间为1-24小时。
...【技术特征摘要】
1.一种铁催化苄位c-h键与醌类化合物脱氢偶联的方法，其特征在于，包括如下步骤：在溶剂中，以醌类化合物为底物，烷基苯为烷基化底物、过氧化物为氧化剂，铁为催化剂、氨基酸或其衍生物为配体，催化苄位c(sp3)-h键与醌类化合物脱氢偶联，生成苄基化醌类化合物；
2.根据权利要求1所述的铁催化苄位c-h键与醌类化合物脱氢偶联的方法，其特征在于，以r1表示醌类芳烃中芳基上的取代基，所述r1表示为氢、c1～c4烷基或者芳基；r2为醌类双键上的取代基，所述r2表示为氢、卤素、甲氧基或者酯基。
3.据权利要求1所述的铁催化苄位c-h键与醌类化合物脱氢偶联的方法，其特征在于，r3表示苯环上芳(杂)环上的取代基，其中r3表示氢、c1～c4烷基、叔丁基、甲氧基、羰基、酯基、噻吩基、萘满酮基、氰基、硝基、卤素或者杂环；r4表示苄位上的取代基，其中r4表示氢、c1～c4烷基、苯甲酰基、羟基、异丙基、卤素或者芳环。
4.根据权利要求1所述的铁催化苄位c-h键与醌类化合物脱氢偶联的方法，其特征在于，所述铁选自醋酸亚铁、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵、硫酸铁、草酸亚铁、草酸铁、氟化亚铁、氟化铁、溴化亚铁、溴化铁、碘化亚铁、碘化铁、三氯化铁、高氯酸铁(iii)水合物、1,1'-双(二苯基膦)二茂铁、酞菁亚铁、硝酸铁、氧化铁、四氧化三铁、三氟甲磺酸亚铁、三氟甲磺酸铁、氯化亚铁、乙酰丙酮亚铁、乙酰丙酮铁、2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮亚铁、2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮铁、1,3-二苯基丙二酮亚铁、1,3-二苯基丙二酮铁、苯甲酰丙酮铁、铁氰化亚铁、铁氰化铁中的任意一种或者多种。
5.根据权利要求1所述的铁催化氧化苄位c-h键与醌类化合物脱氢偶联的方法，其特征在于，所述配体选自l-丝氨酸、d-胱氨酸、天冬氨酸、d-精氨酸、异丝氨酸、l-苏氨酸、l-酪氨酸、boc-l-脯氨酸、boc-甘氨酸-甘氨酸-甘氨酸、2-烯丙基-n-fmoc-l-甘氨酸、boc-d-苯丙氨酸、l-半胱氨酸、d-丝氨酸、β-硫基缬氨酸、d-脯氨酸、d-缬氨酸、l-脯氨酸、l-苯丙氨酸、n-boc-n'-三苯甲...
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