本發(fā)明屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種α位環(huán)烷基取代β-二酮類化合物的合成方法。

背景技術(shù)：

β-二酮結(jié)構(gòu)單元在天然產(chǎn)物中廣泛存在，許多β-二酮衍生物還顯示出抗氧化、抗炎、抗艾滋病毒和抗腫瘤等藥理作用，并具有毒性低和生物利用度高等特點(diǎn)，多年來一直受到化學(xué)家及藥物學(xué)家的關(guān)注。另外，β-二酮類化合物在有機(jī)合成、化學(xué)分析、熱穩(wěn)定劑制備等領(lǐng)域也有著廣泛的應(yīng)用。目前，α-位烷基取代β-二酮類化合物的合成通常經(jīng)由β-二酮在堿性條件下與鹵代烷烴的親核取代反應(yīng)而實(shí)現(xiàn)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是比較可靠且有效，但缺點(diǎn)是需要使用化學(xué)計(jì)量的堿，并且不可避免地生成金屬鹵化物副產(chǎn)物，因而原子經(jīng)濟(jì)性較低，且給環(huán)境帶來負(fù)面影響?；谝陨显?，研究并開發(fā)更加綠色、簡捷且高效的α位環(huán)烷基取代β-二酮類化合物的合成新方法，在合成化學(xué)、藥物化學(xué)和材料化學(xué)等研究領(lǐng)域都具有重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種α位環(huán)烷基取代β-二酮類化合物的合成方法，該方法以β-二酮類化合物和簡單的環(huán)烷烴為原料，通過交叉脫氫偶聯(lián)反應(yīng)得到α位環(huán)烷基取代β-二酮類化合物，該方法具有原料廉價(jià)易得、反應(yīng)時(shí)間短、無需金屬催化、綠色環(huán)保以及原子經(jīng)濟(jì)性高等優(yōu)勢，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，一種α位環(huán)烷基取代β-二酮類化合物的合成方法，其特征在于具體步驟為：將β-二酮類化合物1和環(huán)烷烴2混合或溶于有機(jī)溶劑中，在微波輻射及自由基引發(fā)劑存在的條件下于120-160℃反應(yīng)制得目標(biāo)產(chǎn)物α位環(huán)烷基取代β-二酮類化合物3，該合成方法中的反應(yīng)方程式為：

其中r¹為甲基、苯基或取代苯基，r²為甲基、苯基或取代苯基，取代苯基苯環(huán)上的取代基為氯、甲基、甲氧基或三氟甲基，n為1-4之間的整數(shù)，自由基引發(fā)劑為過氧化二苯甲酰、二叔丁基過氧化物或過氧化二異丙苯，有機(jī)溶劑為苯。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述的β-二酮類化合物1和自由基引發(fā)劑的投料物質(zhì)的量之比為1:2-5。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)所使用的原料均為商品化試劑，價(jià)廉易得，特別是原料之一的環(huán)烷烴，不需要通過預(yù)先引入官能團(tuán)進(jìn)行活化，因而顯著提高了反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性；(2)氫氣是反應(yīng)的唯一副產(chǎn)物，反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性高；(3)反應(yīng)無需金屬催化，避免了反應(yīng)產(chǎn)生金屬鹽廢物向環(huán)境的排放，綠色環(huán)保；(4)反應(yīng)操作簡便，反應(yīng)時(shí)間較短。因此，本發(fā)明為α位環(huán)烷基取代β-二酮類化合物的合成提供了一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用且綠色環(huán)保的新方法，具有廣闊的應(yīng)用前景。

具體實(shí)施方式

以下通過實(shí)施例對本發(fā)明的上述內(nèi)容做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但不應(yīng)該將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本發(fā)明上述內(nèi)容實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例1

在25ml耐壓管中加入1-苯基-1,3-丁二酮(1a,0.5mmol,98mg)、環(huán)己烷(2a,5ml)和二叔丁基過氧化物(2mmol,380μl)，抽真空充氮?dú)?，然后將耐壓管密封并置于微波反?yīng)儀中，于140℃攪拌反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾回收未反應(yīng)完的環(huán)己烷，剩余物過硅膠柱分離(石油醚/乙酸乙酯＝30/1)，得無色油狀物3a(89mg,73％)。該化合物的表征數(shù)據(jù)如下：¹hnmr(600mhz,cdcl3)δ:0.89-0.91(m,1h),0.92-1.10(m,1h),1.12-1.20(m,1h),1.31-1.36(m,2h),1.65-1.68(m,4h),1.76-1.78(m,1h),2.17(s,3h),2.44-2.50(m,1h),4.34(d,j＝10.2hz,1h),7.49(t,j＝7.8hz,2h),7.60(t,j＝7.8hz,1h),8.02(d,j＝7.8hz,2h).¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ:25.9,26.0,26.1,27.5,30.9,31.4,39.1,71.0,128.7,128.8,133.7,137.5,196.4,204.6.ms:m/z245[mh]⁺。

實(shí)施例2

在25ml耐壓管中加入1-苯基-1,3-丁二酮(1a,0.5mmol,98mg)、環(huán)己烷(2a,5ml)和二叔丁基過氧化物(2mmol,380μl)，抽真空充氮?dú)?，然后將耐壓管密封并置于微波反?yīng)儀中，于120℃攪拌反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾回收未反應(yīng)完的環(huán)己烷，剩余物過硅膠柱分離(石油醚/乙酸乙酯＝30/1)，得無色油狀物3a(51mg,42％)。

實(shí)施例3

在25ml耐壓管中加入1-苯基-1,3-丁二酮(1a,0.5mmol,98mg)、環(huán)己烷(2a,5ml)和二叔丁基過氧化物(2mmol,380μl)，抽真空充氮?dú)猓缓髮⒛蛪汗苊芊獠⒅糜谖⒉ǚ磻?yīng)儀中，于160℃攪拌反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾回收未反應(yīng)完的環(huán)己烷，剩余物過硅膠柱分離(石油醚/乙酸乙酯＝30/1)，得無色油狀物3a(88mg,72％)。

實(shí)施例4

在25ml耐壓管中加入1-苯基-1,3-丁二酮(1a,0.5mmol,98mg)、環(huán)己烷(2a,5ml)和二叔丁基過氧化物(1mmol,190μl)，抽真空充氮?dú)?，然后將耐壓管密封并置于微波反?yīng)儀中，于140℃攪拌反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾回收未反應(yīng)完的環(huán)己烷，剩余物過硅膠柱分離(石油醚/乙酸乙酯＝30/1)，得無色油狀物3a(48mg,39％)。

實(shí)施例5

在25ml耐壓管中加入1-苯基-1,3-丁二酮(1a,0.5mmol,98mg)、環(huán)己烷(2a,5ml)和二叔丁基過氧化物(2.5mmol,475μl)，抽真空充氮?dú)?，然后將耐壓管密封并置于微波反?yīng)儀中，于140℃攪拌反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾回收未反應(yīng)完的環(huán)己烷，剩余物過硅膠柱分離(石油醚/乙酸乙酯＝30/1)，得無色油狀物3a(89mg,73％)。

實(shí)施例6

在25ml耐壓管中加入1-苯基-1,3-丁二酮(1a,0.5mmol,98mg)、環(huán)己烷(2a,5ml)和過氧化二苯甲酰(2mmol,484mg)，抽真空充氮?dú)?，然后將耐壓管密封并置于微波反?yīng)儀中，于140℃攪拌反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾回收未反應(yīng)完的環(huán)己烷，剩余物過硅膠柱分離(石油醚/乙酸乙酯＝30/1)，得無色油狀物3a(49mg,40％)。

實(shí)施例7

在25ml耐壓管中加入1-苯基-1,3-丁二酮(1a,0.5mmol,98mg)、環(huán)己烷(2a,5ml)和過氧化二異丙苯(2mmol,540mg)，抽真空充氮?dú)猓缓髮⒛蛪汗苊芊獠⒅糜谖⒉ǚ磻?yīng)儀中，于140℃攪拌反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾回收未反應(yīng)的環(huán)己烷，剩余物過硅膠柱分離(石油醚/乙酸乙酯＝30/1)，得無色油狀物3a(44mg,36％)。

實(shí)施例8

在25ml耐壓管中加入1-苯基-1,3-丁二酮(1a,0.5mmol,98mg)、環(huán)己烷(2a,5mmol,390mg)、苯(5ml)和二叔丁基過氧化物(2mmol,380μl)，抽真空充氮?dú)?，然后將耐壓管密封并置于微波反?yīng)儀中，于140℃攪拌反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾回收溶劑，剩余物過硅膠柱分離(石油醚/二氯甲烷＝6/1)，得無色油狀產(chǎn)物3a(18mg,15％)。

實(shí)施例9

在25ml耐壓管中加入1,3-二苯基-1,3-丙二酮(1b,0.5mmol,112mg)、環(huán)己烷(2a,5ml)和二叔丁基過氧化物(2mmol,380μl)，抽真空充氮?dú)猓缓髮⒛蛪汗苊芊獠⒅糜谖⒉ǚ磻?yīng)儀中，于140℃攪拌反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾回收未反應(yīng)完的環(huán)己烷，剩余物過硅膠柱分離(石油醚/乙酸乙酯＝30/1)，得白色固體3b(131mg,86％)。該化合物的表征數(shù)據(jù)如下：¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ:1.04-1.21(m,3h),1.26-1.37(m,2h),1.66-1.73(m,5h),2.63-2.73(m,1h),5.20(d,j＝9.2hz,1h),7.41-7.45(m,4h),7.52-7.56(m,2h),8.00-8.02(m,4h).¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ:26.2,26.3,31.8,39.9,63.8,128.7,128.8,133.4,137.2,195.6.ms:m/z307[mh]⁺。

實(shí)施例10

在25ml耐壓管中加入1-對甲氧基苯基-3-苯基-1,3-丙二酮(1c,0.5mmol,127mg)、環(huán)己烷(2a,5ml)和二叔丁基過氧化物(2mmol,380μl)，抽真空充氮?dú)?，然后將耐壓管密封并置于微波反?yīng)儀中，于140℃攪拌反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾回收未反應(yīng)完的環(huán)己烷，剩余物過硅膠柱分離(石油醚/乙酸乙酯＝20/1)，得白色固體3c(126mg,75％)。該化合物的表征數(shù)據(jù)如下：¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ:1.05-1.18(m,3h),1.27-1.34(m,2h),1.66-1.76(m,5h),2.63-2.72(m,1h),3.84(s,3h),5.08(d,j＝9.6hz,1h),6.89-6.93(m,2h),7.40-7.44(m,2h),7.50-7.54(m,1h),8.00-8.03(m,4h).¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ:26.3,31.7,31.9,39.7,55.5,64.1,114.0,128.66,128.74,130.3,131.1,133.3,137.3,163.8,193.9,195.8.hrmscalcdforc22h25o3:337.1798[m+h]⁺,found:337.1800。

實(shí)施例10

在25ml耐壓管中加入1-對甲基苯基-3-苯基-1,3-丙二酮(1d,0.5mmol,119mg)、環(huán)己烷(2a,5ml)和二叔丁基過氧化物(2mmol,380μl)，抽真空充氮?dú)?，然后將耐壓管密封并置于微波反?yīng)儀中，于140℃攪拌反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾回收未反應(yīng)完的環(huán)己烷，剩余物過硅膠柱分離(石油醚/乙酸乙酯＝60/1)，得白色固體3d(115mg,72％)。該化合物的表征數(shù)據(jù)如下：¹hnmr(600mhz,cdcl3)δ:1.04-1.11(m,2h),1.13-1.18(m,1h),1.25-1.32(m,2h),1.66-1.73(m,5h),2.37(s,3h),2.63-2.69(m,1h),5.14(d,j＝9.6hz,1h),7.22(d,j＝8.4hz,2h),7.41(t,j＝7.8hz,2h),7.51(t,j＝7.8hz,1h),7.91(d,j＝8.4hz,2h),7.99(d,j＝7.2hz,2h).¹³cnmr(150mhz,cdcl3)δ:21.6,26.26,26.28,31.8,31.9,39.8,63.9,128.7,128.8,128.9,129.5,133.3,134.8,137.3,144.4,195.1,195.6.hrmscalcdforc22h25o2:321.1849[m+h]⁺,found:321.1850。

實(shí)施例11

在25ml耐壓管中加入1-(2-甲基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(1e,0.5mmol,127mg)、環(huán)己烷(2a,5ml)和二叔丁基過氧化物(2mmol,380μl)，抽真空充氮?dú)猓缓髮⒛蛪汗苊芊獠⒅糜谖⒉ǚ磻?yīng)儀中，于140℃攪拌反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾回收未反應(yīng)完的環(huán)己烷，剩余物過硅膠柱分離(石油醚/乙酸乙酯＝60/1)，得黃色固體3e(99mg,62％)。該化合物的表征數(shù)據(jù)如下：¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ:0.93-0.97(m,1h),1.03-1.10(m,2h),1.21-1.31(m,2h),1.57-1.66(m,4h),1.76-1.79(m,1h),2.27(s,3h),2.54-2.57(m,1h),5.04(d,j＝9.6hz,1h),7.09(d,j＝7.6hz,1h),7.13(t,j＝7.6hz,1h),7.23(td,j1＝7.6,j2＝1.2hz,1h),7.30-7.34(m,2h),7.42-7.46(m,1h),7.57(d,j＝7.6hz,1h),7.82-7.84(m,2h).¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ:20.9,26.26,26.28,26.3,31.4,32.1,39.9,66.3,125.6,128.0,128.6,128.7,131.4,132.0,133.3,137.6,138.5,138.6,195.8,198.6.hrmscalcdforc22h25o2:321.1849[m+h]⁺,found:321.1850。

實(shí)施例12

在25ml耐壓管中加入1-對氯苯基-3-苯基-1,3-丙二酮(1f,0.5mmol,129mg)、環(huán)己烷(2a,5ml)和二叔丁基過氧化物(2mmol,380μl)，抽真空充氮?dú)?，然后將耐壓管密封并置于微波反?yīng)儀中，于140℃攪拌反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾回收未反應(yīng)完的環(huán)己烷，剩余物過硅膠柱分離(石油醚/乙酸乙酯＝60/1)，得白色固體3f(131mg,77％)。該化合物的表征數(shù)據(jù)如下：¹hnmr(600mhz,cdcl3)δ:0.95-1.02(m,2h),1.05-1.12(m,1h),1.20-1.25(m,2h),1.60-1.64(m,5h),2.55-2.61(m,1h),4.98(d,j＝9.6hz,1h),7.31-7.33(m,2h),7.35-7.38(m,2h),7.46-7.49(m,1h),7.85-7.88(m,2h),7.90-7.92(m,2h).¹³cnmr(150mhz,cdcl3)δ:26.19,26.22,31.80,31.82,39.8,64.5,128.7,128.9,129.1,130.1,133.6,135.5,137.1,于140.0,194.4,195.4.hrmscalcdforc21h21clnao2:363.1122[m+na]⁺,found:363.1122。

實(shí)施例13

在25ml耐壓管中加入1-(4-三氟甲基苯基)-3-苯基-1,3-丙二酮(1g,0.5mmol,129mg)、環(huán)己烷(2a,5ml)和二叔丁基過氧化物(2mmol,380μl)，抽真空充氮?dú)?，然后將耐壓管密封并置于微波反?yīng)儀中，于140℃攪拌反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾回收未反應(yīng)完的環(huán)己烷，剩余物過硅膠柱分離(石油醚/乙酸乙酯＝50/1)，得無色油狀物3g(138mg,74％)。該化合物的表征數(shù)據(jù)如下：¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ:0.96-1.12(m,3h),1.18-1.29(m,2h),1.56-1.63(m,5h),2.55-2.64(m,1h),5.05(d,j＝9.6hz,1h),7.36-7.40(m,2h),7.47-7.51(m,1h),7.60(d,j＝8.0hz,2h),7.91-7.93(m,2h)，8.01(t,j＝8.4hz,2h).¹³cnmr(150mhz,cdcl3)δ:26.15,26.21,31.7,31.9,39.9,64.6,123.5(q,¹jc-f＝271.2hz),125.9(q,³jc-f＝3.3hz),128.7,129.0,133.7,134.6(q,²jc-f＝32.7hz),137.0,139.8,194.7,195.3.hrmscalcdforc22h21f3nao2:397.1386[m+na]⁺,found:397.1388。

實(shí)施例14

在25ml耐壓管中加入1,3-二苯基-1,3-丙二酮(1b,0.5mmol,129mg)、環(huán)戊烷(2b,5ml)和二叔丁基過氧化物(2mmol,380μl)，抽真空充氮?dú)猓缓髮⒛蛪汗苊芊獠⒅糜谖⒉ǚ磻?yīng)儀中，140℃攪拌反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾回收未反應(yīng)完的環(huán)戊烷，剩余物過硅膠柱分離(石油醚/乙酸乙酯＝40/1)，得白色固體3h(112mg,77％)。該化合物的表征數(shù)據(jù)如下：¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ:1.20-1.24(m,2h),1.55-1.67(m,4h),1.83-1.87(m,2h),2.87-2.98(m,1h),5.09(d,j＝10.0hz,1h),7.41-7.45(m,4h),7.52-7.56(m,2h),8.01-8.04(m,4h).¹³cnmr(100mhz,cdcl3)δ:24.7,31.4,41.4,64.0,128.8,133.4,136.9,195.7.ms:m/z293[mh]⁺。

實(shí)施例15

在25ml耐壓管中加入1-苯基-1,3-丁二酮(1a,0.5mmol,129mg)、環(huán)庚烷(2c,5ml)和二叔丁基過氧化物(2mmol,380μl)，抽真空充氮?dú)?，然后將耐壓管密封并置于微波反?yīng)儀中，140℃攪拌反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾回收未反應(yīng)完的環(huán)庚烷，剩余物過硅膠柱分離(石油醚/乙酸乙酯＝50/1)，得無色油狀物3i(90mg,70％)。該化合物的表征數(shù)據(jù)如下：¹hnmr(600mhz,cdcl3)δ:1.14-1.18(m,1h),1.29-1.32(m,1h),1.46-1.53(m,4h),1.60-1.62(m,5h),1.70-1.71(m,1h),2.15(s,3h),2.65-2.66(m,1h),4.42(d,j＝10.8hz,1h),7.47(t,j＝7.2hz,2h),7.58(t,j＝7.2hz,1h),8.01(d,j＝7.8hz,2h).¹³cnmr(150mhz,cdcl3)δ:26.37,26.42,27.4,28.07,28.11,32.1,32.6,40.4,71.1,128.75,128.83,133.7,137.5,196.6,204.8.hrmscalcdforc17h23o2:259.1693[m+h]⁺,found:259.1699。

實(shí)施例16

在25ml耐壓管中加入1-苯基-1,3-丁二酮(1a,0.5mmol,129mg)、環(huán)辛烷(2d,5ml)和二叔丁基過氧化物(2mmol,380μl)，抽真空充氮?dú)猓缓髮⒛蛪汗苊芊獠⒅糜谖⒉ǚ磻?yīng)儀中，140℃攪拌反應(yīng)1小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后，減壓蒸餾回收未反應(yīng)完的環(huán)辛烷，剩余物過硅膠柱分離(石油醚/乙酸乙酯＝50/1)，得目標(biāo)化合物3j。

以上實(shí)施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點(diǎn)，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。