本發(fā)明涉及一種氰基乙酸乙酯對α,β-不飽和烯酮的新氰化方法，具體的說是以一種新型且無毒的氰源在氧氣氛圍下對α,β-不飽和烯酮發(fā)生典型的Michael加成反應(yīng)的氰化方法。
背景技術(shù)：
：α,β-不飽和烯酮的氰化反應(yīng)在化學(xué)界早已進行了廣泛研究，它在有機合成中作為引入氰基的一種有效方法。典型的Michael加成反應(yīng)是形成C-C鍵的最基本方法。傳統(tǒng)的一些氰化試劑包括MCN(M＝Na,K,Cu,Zn),三甲基氰硅烷(TMSCN)和2-羥基-2-甲基丙氰等劇毒氰源。而且這些反應(yīng)都需要在昂貴的金屬催化劑作用下才能進行。尋找一種反應(yīng)簡單、不用金屬催化、低毒的新氰源一直成為廣大化學(xué)工作者的新動力。Chemi.Commun.(2012,48：9879)發(fā)表了一篇用丙二腈作為新型氰源，在堿和空氣條件下進行Michael加成引入氰基的反應(yīng)。該反應(yīng)的特點是不需鈀等貴金屬催化劑，并且在室溫條件下就能進行反應(yīng)。不足之處在于該反應(yīng)主要局限于雙鍵兩側(cè)的R基團都為芳香基的底物。另外盡管丙二腈毒性小于NaCN等氰源，但依然屬于劇毒品。不管如何，該課題組首次發(fā)現(xiàn)了這些新型氰源，并且在無需金屬催化劑的條件下合成了一系列的α-芳基腈，拓展了氰化反應(yīng)的新思路。Synthesis(2010，8：1325)上發(fā)表用TMSCN作氰源，以碳酸銫(Cs2CO3)作催化劑，加四當(dāng)量的水在二氧六環(huán)中加熱反應(yīng)得到1,4加成的β-氰基酮。此方法同時適用于芳香族和脂肪族底物，并且收率也較高，無需鈀等貴金屬催化劑。唯一的缺點是TMSCN依然屬于劇毒品。技術(shù)實現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有氰化試劑都是劇毒品且操作繁瑣的特點，本發(fā)明的目的在于提供一種無毒無污染及易操作的新型氰化試劑，能有效提高反應(yīng)收率，減少環(huán)境污染。本發(fā)明采用氰基乙酸乙酯作為新型氰源對α,β-不飽和烯酮類底物在氧氣條件下發(fā)生Michael加成反應(yīng)進行氰化，并對反應(yīng)條件進行了優(yōu)化，有效提高了目標(biāo)氰化產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率。為達到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：一種氰基乙酸乙酯對α,β-不飽和烯酮的氰化方法，該方法包括以下步驟：在反應(yīng)容器中，加入反應(yīng)底物1-苯基-2-丁烯-1-酮，溶于適當(dāng)溶劑中，加入無機堿，再加入氧化劑，反應(yīng)體系溫度加熱至100℃，反應(yīng)12小時制備得到1-苯基-3-氰基-1-丁酮，結(jié)構(gòu)式為：所述的氰基乙酸乙酯對α,β-不飽和烯酮的氰化方法，所述的無機堿采用碳酸鉀，其用量為反應(yīng)底物1-苯基-2-丁烯-1-酮的兩摩爾當(dāng)量。所述的氰基乙酸乙酯對α,β-不飽和烯酮的氰化方法，所述的氧化劑采用氧氣或2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)，采用氧氣作為氧化劑，用氧氣置換反應(yīng)瓶中的空氣至少三次；采用2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧化物作為氧化劑，加入的量與α,β-不飽和烯酮的摩爾量比為1.5:1～5:1，加入方式為一次性加入。所述氰基乙酸乙酯對α,β-不飽和烯酮的氰化方法，所述的溶劑為N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，α,β-不飽和烯酮與溶劑質(zhì)量比為1:10～1:20。具體實施方式實施例一：1-苯基-2-丁烯-1-酮(5.0g,34.2mmol)溶于DMF(50mL)中，然后加入氰基乙酸乙酯(7.74g,68.4mmol)，碳酸鉀(9.5g,68.4mmol)。反應(yīng)體系用氧氣球置換掉空氣，在氧氣氣氛中加熱至100℃反應(yīng)12小時。TLC顯示反應(yīng)結(jié)束，反應(yīng)液冷卻到室溫，加入乙酸乙酯(100mL)，用飽和食鹽水和水溶液依次洗滌兩次，有機相分離后經(jīng)干燥和減壓濃縮得粗品。粗品經(jīng)柱層析簡單純化(石油醚/乙酸乙酯＝2/1)即可得到1-苯基-3-氰基-1-丁酮(5.63g，95.0％)。實施例二：1-苯基-2-丁烯-1-酮(5.0g,34.2mmol)溶于DMF(60mL)中，然后加入氰基乙酸乙酯(7.74g,68.4mmol)，TEMPO氧化劑(10.7g,68.4mmol)。反應(yīng)體系在氮氣條件下室溫(10℃)反應(yīng)12小時。反應(yīng)液中加入乙酸乙酯(100mL)，用飽和食鹽水和水溶液依次洗滌兩次，有機相分離后經(jīng)干燥和減壓濃縮得粗品。粗品經(jīng)柱層析純化(石油醚/乙酸乙酯＝2/1)得1-苯基-3-氰基-1-丁酮(1.22g，20.6％)。實施例三：1-苯基-2-丁烯-1-酮(5.0g,34.2mmol)溶于DMF(60mL)中，然后加入氰基乙酸乙酯(7.74g,68.4mmol)，TEMPO氧化劑(10.7g,68.4mmol)。反應(yīng)體系在氮氣條件下加熱至100℃反應(yīng)36小時。TLC顯示還剩余部分原料，反應(yīng)液冷卻到室溫后，加入乙酸乙酯(100mL)，用飽和食鹽水和水溶液依次洗滌兩次，有機相分離后經(jīng)干燥和減壓濃縮得粗品。粗品經(jīng)柱層析純化(石油醚/乙酸乙酯＝2/1)得1-苯基-3-氰基-1-丁酮(4.53g，76.5％)。實施例四：1-苯基-2-丁烯-1-酮(5.0g,34.2mmol)溶于二氧六環(huán)(50mL)和水(20mL)中，然后加入氰基乙酸乙酯(7.74g,68.4mmol)，CsF(10.4g,68.4mmol)。反應(yīng)體系在氧氣或氮氣條件下加熱至95℃反應(yīng)2小時。TLC顯示原料反應(yīng)完全，反應(yīng)液冷卻至室溫，減壓濃縮除去二氧六環(huán)，加入乙酸乙酯(100mL)，用飽和食鹽水和水溶液洗滌兩次，有機相分離后經(jīng)干燥和減壓濃縮得粗品。粗品經(jīng)柱層析簡單純化(石油醚/乙酸乙酯＝2/1)得反應(yīng)中間體(8.51g，96.0％)。實施例五：1-苯基-2-丁烯-1-酮(5.0g,34.2mmol)溶于DMF(50mL)中，然后加入氰基乙酸乙酯(7.74g,68.4mmol)，碳酸鉀(9.5g,68.4mmol)。反應(yīng)體系在空氣氛圍下加熱到80℃反應(yīng)12小時。反應(yīng)液冷卻至室溫后，減壓濃縮除去二氧六環(huán)，加入乙酸乙酯(100mL)，用飽和食鹽水和水溶液依次洗滌兩次，有機相分離后減壓濃縮得粗品，經(jīng)柱層析純化(石油醚/乙酸乙酯＝1/2)得反應(yīng)中間體(6.4g，72.2％)。將反應(yīng)中間體(6.4g，24.6mmol)溶于DMF(50mL)中，加入碳酸鉀(6.8g,49.2mmol)。反應(yīng)液在氧氣氛圍下加熱至100℃反應(yīng)12小時。TLC顯示反應(yīng)完全，反應(yīng)液冷卻到室溫，加入乙酸乙酯(100mL)，用飽和食鹽水和水溶液依次洗滌兩次，有機相分離后經(jīng)干燥和減壓濃縮得粗品。粗品經(jīng)柱層析純化(石油醚/乙酸乙酯＝2/1)得1-苯基-3-氰基-1-丁酮(4.05g，95.1％)。表1：不同反應(yīng)條件對目標(biāo)氰化產(chǎn)物產(chǎn)率的比較表1說明當(dāng)反應(yīng)沒有氧氣參與時，沒有目標(biāo)產(chǎn)物生成。1-苯基-2-丁烯-1-酮與氰基乙酸乙酯在碳酸鉀作堿、DMF作溶劑，氧氣氛圍下100℃反應(yīng)十二小時條件下目標(biāo)產(chǎn)物收率最高。表2：不同氧化劑和溶劑對目標(biāo)氰化產(chǎn)物產(chǎn)率的比較序號氧化劑堿溶劑溫度(℃)時間(h)收率(％)1O2K2CO3DMF1001295.02O2K2CO3DMSO1001203O2K2CO3Tol1001204DDQK2CO3DMF101205DDQCs2CO3DMF101206H2O2K2CO3DMF101207TEMPO/DMF101220.68TEMPO/DMF106025.39TEMPO/DMF1003676.5表2說明當(dāng)采用不同的氧化劑參與反應(yīng)，DDQ和H2O2(雙氧水)則無目標(biāo)產(chǎn)物生成，采用TEMPO則有目標(biāo)產(chǎn)物生成，但比采用氧氣的收率要低。當(dāng)采用DMSO或tol(甲苯)作溶劑時反應(yīng)不進行。當(dāng)前第1頁1 2 3