一种2-芳甲酸基-1-芳乙酮衍生物的合成方法

摘要

本发明公开了一种式(I)所示的2‑芳甲酸基‑1‑芳乙酮衍生物的合成方法，所述合成方法是：在反应溶剂中，以式(II)所示的ω‑溴代苯乙酮类化合物为原料，常温常压下，在可见光照条件以及光催化剂和碱性化合物作用下制得式(I)所示的2‑芳甲酸基‑1‑芳乙酮衍生物；反应式如下所示

说明书

技术领域

本发明涉及一种2-芳甲酸基-1-芳乙酮衍生物的合成方法。

背景技术

苯甲酸酯和芳乙酮类化合物在医药、化工、食品等方面应用非常广泛，各种不同衍 生物可制备多种防腐剂、药物、塑料增塑剂和苯酚等。取代的苯甲酸酯通过水解得到的苯甲 酸及其盐类可以做为防腐剂，被广泛应用于食品业，使用历史悠久，有些国家还把它用作青 贮饲料添加剂，可用于抑制饲料中酵母和霉菌的产生，安全性高。苯甲酸酯除了上述用途 外，还可用于合成许多重要的有机物质的中间体，因此苯甲酸酯的合成一直以来都受到人 们广泛关注。普通的苯甲酸酯衍生物可以通过取代苯甲酸与醇的脱水缩合来合成，但是该 方法对合成结构特殊的苯甲酸酯不适用，同时大量的无机酸催化剂的使用对环境有害。近 年来，可见光催化合成具有无害、无毒的优点，同时可见光丰富、反应条件温和，因而引起了 人们的广泛关注，成为有机合成和工业应用中非常有前景的一项研究。本发明提出利用可 见光催化氧化ω-溴代苯乙酮得到2-芳甲酸基-1-芳乙酮类衍生物。

发明内容

本发明目的是提供一种新型的合成2-芳甲酸基-1-芳乙酮衍生物的方法，扩充了 化学合成苯甲酸酯的途径。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种2-芳甲酸基-1-芳乙酮衍生物的合成方法，所述合成方法是在反应溶剂中，以式 （II）所示的ω-溴代苯乙酮类化合物为原料，常温常压下，在光照条件以及光催化剂和碱性 化合物作用下进行合成反应，经分离纯化后制得式（I）所示的2-芳甲酸基-1-芳乙酮衍生 物；所述的反应溶剂选自下列一种或任意几种的混合：甲醇、乙醇、四氢呋喃、N,N-二甲基甲 酰胺、甲苯、1,4-二氧六环、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、乙腈、环己烷、氯苯、乙酸乙酯、丙酮、 丁酮、二甲基亚砜；所述的光催化剂选自下列一种或任意几种的组合：Ru(bpy)₃(BF₄)₂、Ru (bpy)₃Cl₂·6H₂O、Ru(bpz)₃(PF₆)₂、Ir(ppy)₃、[Ir(ppy)₂bpy]BF₄、[Ir(ppy)₂(dtbbpy)]PF₆、Ir [dF(CF₃)ppy)(dtbbpy)PF₆、曙红Y；所述的碱性化合物选自下列一种或任意几种的组合： KH₂PO₄、K₂HPO₄、K₃PO₄、KHCO₃、K₂CO₃、Et₃N、DBU、DBN、2,6-二甲基吡啶、三乙烯二胺、N,N-二异 丙基乙胺；反应式如下：

其中R₁为苯环上的单取代或多取代，所述取代基各自选自C1~C25的烷基、芳基、烷氧 基、氟、氯、溴、碘、氰基；

R₂为氢原子或C1~C8的烷基。

本发明中，所述的取代基R₁优选为苯环上的单取代，且在苯环的4号位或3号位置。

进一步，R₁为C1~C10的烷基、烷氧基、氟、氯、溴。

进一步，R₂为氢原子或C1~C4的烷基。

进一步，所述光催化剂优选为Ir(ppy)₃、[Ir(ppy)₂(dtbbpy)]PF₆或Ir[dF(CF₃] ppy](dtbbpy)PF₆。

更进一步，所述光催化剂优选为Ir(ppy)₃。

进一步，所述的碱性化合物优选下列任意两种的组合：K₂HPO₄、KHCO₃、DBU、DBN。

更进一步，所述的碱性化合物优选为K₂HPO₄和DBN的组合。

进一步，所述的反应溶剂优选下列之一：乙酸乙酯、乙腈、二氯乙烷、丙酮。

更进一步，所述的反应溶剂优选乙腈。

进一步，所述光催化剂与式（II）所示的ω-溴代苯乙酮类化合物的投料摩尔比为 0.001~0.05:1，优选为0.01:1。

进一步，所述碱性化合物K₂HPO₄与式（II）所示的ω-溴代苯乙酮类化合物的投料摩 尔比为0.3~3:1，优选为1:1；所述的碱性化合物DBN与式（II）所示的ω-溴代苯乙酮类化合 物的投料摩尔比为0.01~1:1，优选为0.1:1。

本发明中，光源优选使用25~45W白光节能灯，所述的反应在白光照射和搅拌下进 行，反应时间在24~48小时，反应结束后采用柱色谱等方法分离纯化即可得到目标产物。

本发明利用可见光作为催化条件，对环境极为安全。

附图说明

图1为实施例1所得的2-苯甲酸基-1-苯乙酮的¹HNMR谱图。

图2为实施例1所得的2-芳甲酸基-1-芳乙酮的¹³CNMR谱图。

具体实施方式

以下具体实施实例来说明本发明的技术方案，但本发明的保护范围不限于此。

本发明实施例使用的催化剂的结构式如下：

Ir(ppy)₃

实施例1

在20mLSchlenk管中，依次加入0.5mmolR₁、R₂均为氢原子的ω-溴代苯乙酮、0.5 mmolK₂HPO₄、0.05mmolDBN、0.005mmolIr(ppy)₃、2mL乙腈，在45W节能灯白光照射下室 温搅拌48h。反应完毕后，经柱色谱法（柱色谱展开剂乙酸乙酯/石油醚=1:10~20）分离提纯 得到苯甲酸基苯乙酮32mg，产率53%。产物表征数据如下：¹HNMR(500MHz,CDCl₃)δ8.19 –8.14(m,1H),8.02–7.97(d,1H),7.63(m,1H),7.55–7.46(m,2H),5.60 (s,1H)；¹³CNMR(126MHz,CDCl₃)δ192.14,166.08,134.39,133.91,133.37, 130.01,129.47,128.92,128.47,127.88,66.48，产物的氢谱和碳谱图见图1和图2。

实施例2

在20mLSchlenk管中，依次加入0.5mmolR₁为4-甲氧基、R₂为氢原子的ω-溴代苯乙 酮、0.5mmolK₂HPO₄、0.05mmolDBN、0.005mmolIr(ppy)₃、2mL乙腈，在45W节能灯白光 照射下室温搅拌48h。反应完毕后，经柱色谱法（柱色谱展开剂：乙酸乙酯/石油醚=1:10~ 20）分离提纯得到产物54mg，产率71%。产物表征数据如下：¹HNMR(500MHz,CDCl₃)δ 8.13–8.11(d,1H),8.11(d,J=2.1Hz,1H),7.98(d,J=2.0Hz,1H),7.96 (d,J=2.0Hz,1H),7.02–6.91(d,4H),5.52(s,2H),3.90(s,3H),3.89 (s,3H)；¹³CNMR(126MHz,CDCl₃)δ190.94,165.84,164.05,163.71,132.09, 130.19,127.48,121.93,114.09,113.73,66.05,55.55,55.48。

实施例3

在20mLSchlenk管中，依次加入0.5mmolR₁为4-甲基、R₂为氢原子的ω-溴代苯乙 酮、0.5mmolK₂HPO₄、0.05mmolDBN、0.005mmolIr(ppy)₃、2mL乙腈，在45W节能灯白光 照射下室温搅拌48h。反应完毕后，经柱色谱法（柱色谱展开剂乙酸乙酯/石油醚=1:10~20） 分离提纯得到产物47mg，产率70%。产物表征数据如下：¹HNMR(500MHz,CDCl₃)δ8.17 (d,J=8.3Hz,1H),7.88(d,J=8.2Hz,1H),7.38(d,J=8.0Hz,1H),7.34 (d,J=8.0Hz,1H),5.61(s,1H),2.47(s,J=6.4Hz,3H)；¹³CNMR(126MHz, CDCl₃)δ191.91,166.15,144.81,144.06,131.97,130.05,129.57,129.18, 127.98,126.79,66.30,21.78,21.73。

实施例4

在20mLSchlenk管中，依次加入0.5mmolR₁为4-正丁基，R₂为氢原子的ω-溴代苯乙 酮、0.5mmolK₂HPO₄、0.05mmolDBN、0.005mmolIr(ppy)₃、2mL乙腈，在45W节能灯白光 照射下室温搅拌48h。反应完毕后，经柱色谱法（柱色谱展开剂乙酸乙酯/石油醚=1:10~20） 分离提纯得到产物43mg，产率49%。产物表征数据如下：¹HNMR(500MHz,CDCl₃)δ8.19 (d,J=8.3Hz,1H),7.90(d,J=8.2Hz,1H),7.39(d,J=8.2Hz,1H),7.35 (d,J=8.2Hz,1H),5.62(s,1H),2.72(d,J=14.8,2H),1.70–1.56(m, 2H),1.43–1.33(m,2H),0.95(m,3H)；¹³CNMR(126MHz,CDCl₃)δ190.31, 185.88,163.64,151.38,150.27,131.50,130.67,130.18,129.13,129.10, 128.00,67.15,35.98,35.83,33.17,33.08,22.31,22.30,13.89。

实施例5

在20mLSchlenk管中，依次加入0.5mmolR₁为4-异丁基、R₂为氢原子的ω-溴代苯乙 酮、0.5mmolK₂HPO₄、0.05mmolDBN、0.005mmolIr(ppy)₃、2mL乙腈，在45W节能灯白光 照射下室温搅拌48h。反应完毕后，经柱色谱法（柱色谱展开剂乙酸乙酯/石油醚=1:10~20） 分离提纯得到产物37mg，产率42%。产物表征数据如下：¹HNMR(500MHz,CDCl₃)δ8.17– 7.95(d,1H),7.91(d,J=8.3Hz,1H),7.30(d,1H),7.25(d,J=8.2Hz, 1H),5.57(s,1H),2.56(d,J=7.2,2H),1.92(m,1H),0.93(dd,J=6.6, 1.8Hz,6H)；¹³CNMR(126MHz,CDCl₃)δ191.93,166.20,148.53,147.78,132.18, 129.92,129.60,129.22,127.85,127.02,66.30,45.49,30.16,30.13,22.34。

实施例6

在20mLSchlenk管中，依次加入0.5mmolR₁为4-氟、R₂为氢原子的ω-溴代苯乙酮、 0.5mmolK₂HPO₄、0.05mmolDBN、0.005mmolIr(ppy)₃、2mL乙腈，在45W节能灯白光照射 下室温搅拌48h。反应完毕后，经柱色谱法（柱色谱展开剂乙酸乙酯/石油醚=1:10~20）分离 提纯得到产物28mg，产率40%。产物表征数据如下：¹HNMR(500MHz,CDCl₃)δ8.22– 8.13(d,1H),8.06–7.97(d,1H),7.24–7.11(d,2H),5.55(s,1H)；¹³CNMR (126MHz,CDCl₃)δ190.51,165.09,132.66,132.59,130.62,130.54,116.31, 116.14,115.81,115.64,66.32。

实施例7

在20mLSchlenk管中，依次加入0.5mmolR₁为4-氯、R₂为氢原子的ω-溴代苯乙酮、 0.5mmolK₂HPO₄、0.05mmolDBN、0.005mmolIr(ppy)₃、2mL乙腈，在45W节能灯白光照射 下室温搅拌48h。反应完毕后，经柱色谱法（柱色谱展开剂乙酸乙酯/石油醚=1:10~20）分离 提纯得到产物30mg，产率39%。产物表征数据如下：¹HNMR(500MHz,CDCl₃)δ8.11– 8.09(d,1H),8.09–8.06(d,1H),7.95–7.92(d,1H),7.92–7.90(d,1H), 7.54–7.42(d,4H),5.55(s,2H)；¹³CNMR(126MHz,CDCl₃)δ190.84,165.19, 140.59,140.03,132.56,131.39,129.36,129.26,128.91,127.76,66.42。

实施例8

在20mLSchlenk管中，依次加入0.5mmolR₁为3-甲氧基、R₂为氢原子的ω-溴代苯乙 酮、0.5mmolK₂HPO₄、0.05mmolDBN、0.005mmolIr(ppy)₃、2mL乙腈，在45W节能灯白光 照射下室温搅拌48h。反应完毕后，经柱色谱法（柱色谱展开剂乙酸乙酯/石油醚=1:10~20） 分离提纯得到产物33mg，产率45%。产物表征数据如下：¹HNMR(500MHz,CDCl₃)δ7.92– 7.88(s,1H),7.80(dd,J=2.5,1.6Hz,1H),7.55–7.40(d,4H),7.28– 7.18(m,2H),5.63(s,2H),3.94(s,3H),3.90(s,3H)；¹³CNMR(126MHz, CDCl₃)δ190.52,186.11,163.48,160.15,160.05,135.03,133.64,122.57, 120.81,120.26,113.51,112.26,67.34,55.66,55.56。

实施例9

在20mLSchlenk管中，依次加入0.5mmolR₁为3-氯、R₂为甲基的1-间氯苯基-2-溴丙 酮、0.5mmolK₂HPO₄、0.05mmolDBN、0.005mmolIr(ppy)₃、2mL乙腈，在45W节能灯白光 照射下室温搅拌48h。反应完毕后，经柱色谱法（柱色谱展开剂乙酸乙酯/石油醚=1:10~20） 分离提纯得到产物24mg，产率29%。产物表征数据如下：¹HNMR(500MHz,CDCl₃)δ8.08 (s,1H),8.01–7.95(d,2H),7.88(d,J=7.8,1H),7.62–7.55(t,2H), 7.44(d,J=22.3,2H),6.13(q,J=7.0Hz,1H),1.69(d,J=7.0Hz,3H)；¹³C NMR(126MHz,CDCl₃)δ195.38,164.81,135.94,135.29,134.67,133.66, 133.47,131.06,130.21,129.94,129.81,128.63,128.04,126.52,72.26,17.11。

实施例10

在20mLSchlenk管中，依次加入0.5mmolR₁为氢原子，R₂为甲基的2-溴-1-苯基丙 酮、0.5mmolK₂HPO₄、0.05mmolDBN、0.005mmolIr(ppy)₃、2mL乙腈，在45W节能灯白光 照射下室温搅拌48h。反应完毕后，经柱色谱法（柱色谱展开剂乙酸乙酯/石油醚=1:10~20） 分离提纯得到产物27mg，产率43%。产物表征数据如下：¹HNMR(500MHz,CDCl₃)δ8.11 (d,J=8.4,2H),8.05–7.97(m,2H),7.65–7.55(m,2H),7.54–7.42(d, 4H),6.23(q,J=7.0Hz,1H),1.56(d,J=130.2,3H)；¹³CNMR(126MHz, CDCl₃)δ200.57,191.41,134.60,130.33,129.93,129.04,128.94,128.86, 128.76,41.47,26.40,20.15。

实施例11（比较例）

在20mLSchlenk管中，依次加入0.5mmolR₁、R₂均为氢原子的ω-溴代苯乙酮、0.5 mmolK₂HPO₄、0.05mmolDBN、0.005mmolIr(ppy)₃、2mL乙腈，避光室温搅拌48h。反应完 毕后，用TLC检测不到产物的生成。

实施例12（比较例）

在20mLSchlenk管中，依次加入0.5mmolR₁、R₂均为氢原子的ω-溴代苯乙酮、0.5 mmolK₂HPO₄、0.05mmolDBN、2mL乙腈，在45W节能灯白光照射下室温搅拌48h。反应完毕 后，用TLC检测不到产物的生成。