本發(fā)明屬于合成化學技術領域，具體涉及一種高選擇性合成1,2-二碘烯烴類化合物的方法。
背景技術：
碘代炔烴類化合物是一類重要的有機合成中間體，可用于構建精細化學品、藥物分子和功能材料的重要分子骨架或作為反應前體，同時該類化合物普遍具有良好的生物活性，也具有重要的生物活性，在藥物化學、應用化學和合成化學領域有著廣泛的應用，其合成與應用極具研究價值。其中，炔烴的氧化碘化反應是合成碘代炔烴化合物的重要方法。
用于合成碘代炔烴類化合物的傳統(tǒng)方法主要為金屬催化、堿催化和相轉(zhuǎn)移催化，常常需要采用超聲波、Grignard試劑和鋰試劑進行合成反應，存在反應條件苛刻，選擇性低，反應不可控，需要使用金屬催化劑、污染環(huán)境等多種問題。因此，尋找一種高選擇性、副反應少、產(chǎn)物單一易于純化、合成步驟簡單、反應產(chǎn)物可控的用于合成1,2-二碘烯烴類化合物的方法，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。
技術實現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種高選擇性合成1,2-二碘烯烴類化合物的方法，具有簡便高效、反應產(chǎn)物可控、產(chǎn)率高的優(yōu)點，為有機合成、藥物研發(fā)、功能材料制備等提供了研究基礎。
本發(fā)明的具體技術方案如下：
本發(fā)明提供了一種高選擇性合成1,2-二碘烯烴類化合物的方法，在高價碘試劑的氧化催化作用下，末端炔烴和碘化試劑在反應溶劑中進行反應，得到所述1,2-二碘烯烴類化合物。
優(yōu)選的，所述高價碘試劑為二乙酸碘苯。
優(yōu)選的，所述碘化試劑選自含碘負離子的季銨鹽或無機碘鹽。
更優(yōu)選的，所述含碘負離子的季銨鹽選自四丁基碘化銨或碘化銨。
更優(yōu)選的，所述無機碘鹽選自碘化鉀或碘化鈉。
優(yōu)選的，所述碘化試劑和末端炔烴的反應摩爾比為(1～10):1。
優(yōu)選的，所述高價碘試劑和末端炔烴的反應摩爾比為(1～6):1。
優(yōu)選的，所述反應為在室溫下反應0.5～48h。
優(yōu)選的，所述反應溶劑為有機溶劑-水混合體系；
所述有機溶劑選自乙腈、甲醇、乙醇、二氯甲烷、氯仿、苯、甲苯、四氫呋喃、乙醚、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞或乙酸乙酯；
所述有機溶劑與水的混合體積比為(1～3):(1～20)。
本發(fā)明還提供了一種由上述方法得到的1,2-二碘烯烴類化合物，其化學結構如通式(Ⅰ)所示：
其中，R選自芳基、取代芳基、雜芳基、取代雜芳基、烷基或取代烷基。
優(yōu)選的，所述取代芳基、取代雜芳基和取代烷基各自獨立為被鹵素、烷基、鹵代烷基、烷氧基、硝基、氰基、羥基、酯基、羰基和酰胺基中的一個或多個基團取代的取代芳基、取代雜芳基或取代烷；
所述雜芳基為含氮、氧或硫的芳環(huán)或其衍生物。
更優(yōu)選的，所述1,2-二碘烯烴類化合物為：
綜上所述，本發(fā)明提供了一種高選擇性合成1,2-二碘烯烴類化合物的方法，通過將末端炔烴和碘化試劑在反應溶劑中混合，然后在高價碘試劑的氧化催化作用下進行反應得到1,2-二碘烯烴類化合物。本發(fā)明采用二乙酸碘苯作為催化劑避免了金屬催化而可能產(chǎn)生的金屬殘留和毒性，綠色環(huán)保；采用四丁基碘化銨作為碘化試劑，為合成反應提供碘源，簡便高效，反應產(chǎn)物可控，易于分離純化，適合工業(yè)化生產(chǎn)。因此，本發(fā)明所提供的合成方法具有反應條件溫和、反應產(chǎn)物可控、產(chǎn)物單一易于純化、化學選擇性高、合成步驟簡單、安全可靠和綠色環(huán)保的優(yōu)點，同時適合多種末端炔烴類反應底物，合成產(chǎn)率高達99％，適合工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施方式
為了克服現(xiàn)有技術中存在的反應條件苛刻，選擇性低，反應不可控，需要使用金屬催化劑、污染環(huán)境等多種問題，本發(fā)明提供了一種高選擇性合成1,2-二碘烯烴類化合物的方法。
本發(fā)明所使用的術語“任選取代的”與“取代或非取代的”這個術語可以交換使用。一般而言，術語“任選地”不論是否位于術語“取代的”之前，表示所給結構中的一個或多個氫原子被具體取代基所取代。除非其他方面表明，一個任選的取代基團可以有一個取代基在基團各個可取代的位置進行取代。當所給出的結構式中不只一個位置能被選自具體基團的一個或多個取代基所取代，那么取代基可以相同或不同地在各個位置取代。其中所述的取代基可以是，但并不限于，羥基，氨基，鹵素，氰基，芳基，雜芳基，烷氧基，烷基，烯基，炔基，雜環(huán)基，巰基，硝基，芳氧基等等。
本發(fā)明使用的術語“烷基”或“烷基基團”，表示含1-20個碳原子的飽和直鏈、環(huán)狀或支鏈一價碳氫化合物原子團。其中所述烷基基團可以獨立任選地被一個或多個取代基所取代。除非另外詳細說明，烷基基團含有1-20個碳原子，其中一些實施例是，烷基基團含有1-10個碳原子，另外一些實施例是，烷基基團含有1-8個碳原子，另外一些實施例是，烷基基團含有1-6個碳原子，另外一些實施例是，烷基基團含有1-4個碳原子，另外一些實施例是，烷基基團含有1-3個碳原子。
烷基基團的實例包含，但并不限于，甲基(Me，-CH3)，乙基(Et，-CH2CH3)，正丙基(n-Pr，-CH2CH2CH3)，異丙基(i-Pr，-CH(CH3)2)，正丁基(n-Bu，-CH2CH2CH2CH3)，異丁基(i-Bu，-CH2CH(CH3)2)，仲丁基(s-Bu，-CH(CH3)CH2CH3)，叔丁基(t-Bu，-C(CH3)3)，正戊基(-CH2CH2CH2CH2CH3)，2-戊基(-CH(CH3)CH2CH2CH3)，3-戊基(-CH(CH2CH3)2)，2-甲基-2-丁基(-C(CH3)2CH2CH3)，3-甲基-2-丁基(-CH(CH3)CH(CH3)2)，3-甲基-1-丁基(-CH2CH2CH(CH3)2)，2-甲基-1-丁基(-CH2CH(CH3)CH2CH3)，正己基(-CH2CH2CH2CH2CH2CH3)，2-己基(-CH(CH3)CH2CH2CH2CH3)，3-己基(-CH(CH2CH3)(CH2CH2CH3))，2-甲基-2-戊基(-C(CH3)2CH2CH2CH3)，3-甲基-2-戊基(-CH(CH3)CH(CH3)CH2CH3)，4-甲基-2-戊基(-CH(CH3)CH2CH(CH3)2)，3-甲基-3-戊基(-C(CH3)(CH2CH3)2)，2-甲基-3-戊基(-CH(CH2CH3)CH(CH3)2)，2,3-二甲基-2-丁基(-C(CH3)2CH(CH3)2)，3,3-二甲基-2-丁基(-CH(CH3)C(CH3)3)，正庚基，正辛基，等等。
本發(fā)明使用的術語“芳基”，表示含1-20個碳原子的不飽和共軛碳氫化合物原子團。其中所述芳基可以獨立任選地被一個或多個取代基所取代。除非另外詳細說明，芳基含有1-20個碳原子，其中一些實施例是，芳基含有1-14個碳原子，另外一些實施例是，芳基含有1-10個碳原子，另外一些實施例是，芳基基團含有1-6個碳原子。芳基的實例包含，但并不限于，苯基，取代苯基，萘基，取代萘基，蒽基，取代蒽基，等等。
本發(fā)明使用的術語“雜芳基”，表示包含氮、硫和氧中的一個原子或多個原子組合成的含5-12個原子的芳環(huán)，或者為飽和環(huán)與雜芳環(huán)的衍生環(huán)狀取代基。其中，所述雜芳基可以獨立任選地被一個或多個取代基所取代。優(yōu)選的，所述雜芳基為吡啶基或噻吩基。
下面將結合本發(fā)明具體實施例對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例只是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。本領域技術人員應當理解，對本發(fā)明的具體實施例進行修改或者對部分技術特征進行同等替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神，均應涵蓋在本發(fā)明保護的范圍中。
除非特別說明，本發(fā)明方法所采用的試劑、方法和設備均為本領域技術人員所采用的常規(guī)試劑、方法和設備。
實施例1
將38μL(0.3mmol)對甲基苯乙炔溶解于3mL乙腈中，然后加入3mL水和124.5mg(0.75mmol)碘化鉀，接著將96.6mg(0.3mmol)碘苯二乙酸在30min內(nèi)分批加入到反應體系中，在室溫條件下反應24h，再用乙酸乙酯萃取三次，合并有機相后減壓濃縮得到粗產(chǎn)物1。將粗產(chǎn)物1進行硅膠柱層析(正己烷100％)分離純化，得到111.9mg黃色液體產(chǎn)物1，產(chǎn)率為98％，其核磁數(shù)據(jù)如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ＝7.26(d,J＝8.0Hz,2H),7.22(s,1H),7.16(d,J＝8.0Hz,2H),2.36(s,3H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ＝140.2,139.0,129.1,128.5,96.6,80.1,21.4。
實施例2
將33μL(0.3mmol)苯乙炔溶解于1mL乙腈中，然后加入3mL水和124.5mg(0.75mmol)碘化鉀，接著將96.6mg(0.3mmol)碘苯二乙酸在30min內(nèi)分批加入到反應體系中，在室溫條件下反應24h，再用乙酸乙酯萃取三次，合并有機相后減壓濃縮得到粗產(chǎn)物2。將粗產(chǎn)物2進行硅膠柱層析(正己烷100％)分離純化，得到104.5mg白色固體產(chǎn)物2，產(chǎn)率為94％，其核磁數(shù)據(jù)如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ＝7.26-7.36(m,5H),7.24(s,1H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ＝143.1,129.0,128.5,128.4,96.2,80.8。
實施例3
將34.4μL(0.3mmol)4-氟苯乙炔溶解于1mL乙腈中，然后加入3mL水和124.5mg(0.75mmol)碘化鉀，接著將193.3mg(0.6mmol)碘苯二乙酸在30min內(nèi)分批加入到反應體系中，在室溫條件下反應12h，再用乙酸乙酯萃取三次，合并有機相后減壓濃縮得到粗產(chǎn)物3。將粗產(chǎn)物3進行硅膠柱層析(正己烷100％)分離純化，得到108.8mg黃色液體產(chǎn)物3，產(chǎn)率為97％，其核磁數(shù)據(jù)如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ＝7.33-7.36(m,2H),7.26(s,1H),7.06(t,J＝8.8Hz)；
13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ＝162.5(d,J＝248Hz),139.1(d,J＝3.4Hz),130.6(d,J＝8.5Hz),115.6(d,J＝21.9Hz),94.9,81.5。
實施例4
將32.6μL(0.2mmol)4-三氟甲基苯乙炔溶解于1mL乙腈中，然后加入3mL水和124.5mg(0.75mmol)碘化鉀，接著將64.4mg(0.2mmol)碘苯二乙酸在30min內(nèi)分批加入到反應體系中，在室溫條件下反應24h，再用乙酸乙酯萃取三次，合并有機相后減壓濃縮得到粗產(chǎn)物4。將粗產(chǎn)物4進行硅膠柱層析(正己烷100％)分離純化，得到65.1mg黃色液體產(chǎn)物4，產(chǎn)率為77％，其核磁數(shù)據(jù)如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ＝7.63(d,J＝8.0Hz,2H),7.46(d,J＝8.2Hz,2H),7.36(s,1H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ＝146.6,130.8(q,J＝32.6Hz),129.0,125.6(q,J＝3.7Hz),125.3(q,J＝270.7Hz),93.7,82.4。
實施例5
將29.6μL(0.3mmol)3-乙炔基噻吩溶解于1mL乙腈中，然后加入3mL水和124.5mg(0.75mmol)碘化鉀，接著將96.6mg(0.3mmol)碘苯二乙酸在30min內(nèi)分批加入到反應體系中，在室溫條件下反應24h，再用乙酸乙酯萃取三次，合并有機相后減壓濃縮得到粗產(chǎn)物5。將粗產(chǎn)物5進行硅膠柱層析(正己烷100％)分離純化，得到86.9mg白色固體產(chǎn)物5，產(chǎn)率為80％，其核磁數(shù)據(jù)如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ＝7.57-7.58(m,1H),7.31-7.33(m,1H),7.27-7.28(m,1H),7.25(s,1H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ＝142.2,128.5,126.5,125.2,90.3,79.7。
實施例6
將44.9μL(0.5mmol)3-丁炔-1-醇溶解于1mL乙腈中，然后加入3mL水和207.5mg(1.25mmol)碘化鉀，接著將161.1mg(0.5mmol)碘苯二乙酸在30min內(nèi)分批加入到反應體系中，在室溫條件下反應24h，再用乙酸乙酯萃取三次，合并有機相后減壓濃縮得到粗產(chǎn)物6。將粗產(chǎn)物6進行硅膠柱層析(正己烷/乙酸乙酯，4:1)分離純化，得到125.1mg淺黃色液體產(chǎn)物6，產(chǎn)率為77％，其核磁數(shù)據(jù)如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ＝7.02(s,1H),3.84(t,J＝6.4Hz,2H),2.83(t,J＝6.4Hz,2H),2.02(br.,s,1H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ＝99.0,82.2,60.7,47.5。
實施例7
將32mg(0.2mmol)4-乙炔基苯甲酸甲酯溶解于1mL乙腈中，然后加入3mL水和83mg(0.5mmol)碘化鉀，接著將64.4mg(0.2mmol)碘苯二乙酸在30min內(nèi)分批加入到反應體系中，在室溫條件下反應3h后，再次加入1mL乙腈、3mL水、83mg(0.5mmol)碘化鉀以及64.4mg(0.2mmol)碘苯二乙酸，室溫條件下反應12h；再用乙酸乙酯萃取三次，合并有機相后減壓濃縮得到粗產(chǎn)物7。將粗產(chǎn)物7進行硅膠柱層析(正己烷/乙酸乙酯20:1)分離純化，得到77.9mg淺黃色液體產(chǎn)物7，產(chǎn)率為94％，其核磁數(shù)據(jù)如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ＝8.04(d,J＝8.4Hz,2H),7.42(d,J＝8.0Hz,2H),7.33(s,1H),3.93(s,3H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ＝166.3,147.4,130.4,129.8,128.6,94.4,82.1,52.3。
實施例8
將32mg(0.2mmol)N-乙酰基-3-乙炔基苯胺溶解于1mL乙腈中，然后加入3mL水和83mg(0.5mmol)碘化鉀，接著將64.4mg(0.2mmol)碘苯二乙酸在30min內(nèi)分批加入到反應體系中，在室溫條件下反應3h后，再次加入1mL乙腈、3mL水、83mg(0.5mmol)碘化鉀和64.4mg(0.2mmol)碘苯二乙酸，室溫條件下反應12小時；再用乙酸乙酯萃取三次，合并有機相后減壓濃縮得到粗產(chǎn)物8。將粗產(chǎn)物8進行硅膠柱層析(正己烷/乙酸乙酯，2:1)分離純化，得到81.1mg淺黃色固體產(chǎn)物8，產(chǎn)率為98％，其核磁數(shù)據(jù)如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ＝7.75,(s,1H),7.56(d,J＝8.0Hz,1H),7.48(s,1H),7.30(t,J＝8.0Hz,1H),7.25(s,1H),7.08(d,J＝7.6Hz,1H),2.19(s,3H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ＝168.7,143.8,138.0,129.2,124.3,120.4,119.6,95.4,81.3,24.7。
實施例9
將39.3μL(0.4mmol)乙酸丙炔酯溶解于1mL乙腈中，然后加入3mL水和166mg(1mmol)碘化鉀，接著將128.8mg(0.4mmol)碘苯二乙酸在30min內(nèi)分批加入到反應體系中，在室溫條件下反應3h后，再次加入1mL乙腈、3mL水、166mg(1.0mmol)碘化鉀以及128.8mg(0.4mmol)碘苯二乙酸，室溫條件下反應12小時；再用乙酸乙酯萃取三次，合并有機相后減壓濃縮得到粗產(chǎn)物9。將粗產(chǎn)物9進行硅膠柱層析(正己烷/乙酸乙酯，20:1)分離純化，得到118.1mg淺黃色液體產(chǎn)物9，產(chǎn)率為84％，其核磁數(shù)據(jù)如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ＝7.20(s,1H),4.78(s,2H),2.16(s,3H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ＝170.0,96.0,83.2,71.1,20.9。