一种可见光诱导酮的脱酰化制备烯烃的反应方法与流程

本发明涉及化学合成，尤其涉及一种可见光诱导酮的脱酰化制备烯烃的反应方法。

背景技术：

1、烯烃是重要的有机合成模块，可以很容易的实现化合物的结构转化，例如烷基卤化物、醚类、醇类和羰基化合物等等；同时烯烃作为重要化工原料之一，被广泛应用于聚合物、清洁剂和合成润滑剂的生产，因此烯烃的制备具有重要意义。酮作为最常见的有机物之一，广泛存在于天然产物和药物分子之中，并且，作为有机合成中最常用的官能团之一，它可以很容易地由其它官能团转化而来。因此如何实现酮的脱酰化制备烯烃的高效转化具有重要意义。

2、在经典的有机转化中，已知的能够实现从酮到烯烃的反应屈指可数，主要包括wittig反应、shapiro反应及bamford-stevens反应等，然而底物的适用范围、产物的构型选择性以及反应条件的局限性使得以上的方案受到了一定的限制。

3、自由基在有机化学、材料科学和生物化学等多个领域发挥着重要作用。它作为一类关键中间体，在有机化学反应中，可以用于多种有价值化合物的合成及转化。在酮的诸多转化方案中，利用过渡金属催化实现酮的碳碳键活化策略已经有较多的案例，然而通过酮的碳碳键活化产生自由基的策略则鲜有报道，其中主要的限制因素在于反应的驱动力不足以及产生的自由基前体不稳定等。随着对自由基前体的研究不断深入，以芳构化为驱动力产生自由基的策略开始得到人们的关注。

4、其中，在2021年，美国芝加哥大学的董广彬教授课题组报道了一例利用芳构化驱动实现酮的c-c键活化的案例(j.am.chem.soc.2021,143,20042)，他们以2-吡啶基腙酰胺(mpha)作为酮的活化试剂，实现了铜介导甲基酮的脱酰化烯基化反应，该反应为烯烃的高效合成提供了新的思路和方法。然而该转化需要当量的过渡金属铜作为氧化剂，从而限制了该反应的底物范围及合成应用。

5、考虑到烯烃在人类日常生产生活当中的应用，发展一种高效温和的方法来实现酮的脱酰化制备烯烃具有重要的现实意义。

技术实现思路

1、本发明提供了一种可见光诱导酮的脱酰化制备烯烃的反应方法，是二氢三氮唑芳构化前体在酮的脱酰heck反应中的应用，可以高效温和地实现酮的脱酰化转化。

2、本发明的技术方案如下：

3、本发明提供了一种可见光诱导酮的脱酰化制备烯烃的反应方法，包括：

4、(1)将酮和2-吡啶基腙酰胺溶于溶剂中，再加入活化添加剂，在惰性气体气氛下加热进行活化反应，得到二氢三氮唑芳构化前体；

5、(2)将步骤(1)的产物经过或不经过纯化，与烯烃混合，在光催化剂、钴催化剂、碱、添加剂、溶剂和光照条件下进行光催化反应，得到酮的脱酰化烯烃产物。

6、优选的，所述的酮如式(i)或式(ii)所示；所述的烯烃如式(iii)～(v)所示；所述的酮的脱酰化烯烃产物如式(vi)～(xi)所示；

7、

8、其中：

9、r1、r2独立的选自任意取代的烷基、环烷基、杂环基、芳基、杂芳基、烷氧基、烷酯基；

10、cy1选自任意取代的5～8元环烷基、包含一个或多个氮或氧或硫原子作为环成员的杂环基；

11、ar选自任意取代的芳香基、杂芳基；

12、r3的选自氢、烷基、芳香基、杂芳基；

13、r4、r5独立的选自氢，任意取代的磺酰基、羰基、酯基；r4、r5不同时为氢；

14、cy2选自任意取代的5～8元环烯基、包含一个或多个氮或氧或硫原子作为环成员的杂环烯基；

15、r6为cy1开环形成的取代基。

16、反应路线如下：

17、

18、优选的，r1、r2独立的选自：

19、任意取代的c1-c6烷基、任意取代的c3-c6环烷基、任意取代的c1-c6烷氧基、芳基、杂芳基、烷酯基。

20、进一步优选的，r1、r2独立的选自：

21、

22、优选的，cy1选自：

23、

24、cy1中，*是指c＝o键的位置。

25、优选的，所述的酮为2-乙酰基茚满(s1)、乙酰基环己烷(s2)、环戊基乙酮(s3)、环丁基甲基酮(s4)、1-boc-3-乙酰基吖啶(s5)、1-n-ts-4-乙酰基哌啶(s6)、1,4-二乙酰基哌啶(s7)、4-(3,4-二甲氧基苯基)丁烷-2-酮(s8)、4-(苄氧基)丁烷-2-酮(s9)、6-甲基-2庚酮(s10)、4-乙酰丁酸甲酯(s11)、乙酰丙酸乙酯(s12)、4-(乙酰氧基苯基)-2-丁酮(s13)、丙酮基丁二酸二乙酯(s14)、beta-二氢紫罗兰酮(s15)、4-(4-甲氧苯基)-2-丁酮(s16)、苯氧乙酮(s17)、环己基丙酮(s18)、萘丁美酮(s19)、1-(四氢-2h-吡喃-4-基)乙酮(s20)、2-(5-氧代己基)-1h-异吲哚-1,3(2h)-二酮(s21)、3,7-二甲基-1-(5-氧代己基)-3,7-二氢-1h-嘌呤-2,6-二酮(s22)、(8r，9s，13s，14s)-13-甲基-3-(5-氧代己基)氧基)-6,7,8,9,11,12,13,14,15,16-十氢-17h-环戊菲-17-酮(s23)、4、环己酮(s24)、四氢吡喃酮(s25)、4-丙基环己烷-1-酮(s26)、4-苯基环己烷-1-酮(s27)、2-(4-氧代环己基)异吲哚啉-1,3-二酮(s28)、n-叔丁氧羰基-4-哌啶酮(s29)、4(4'-苯腈)环己酮(s30)、1,4-环己二酮单乙二醇缩酮(s31)、3,3-二甲基-1,5-二氧杂螺[5.5]十一烷-9-酮(s32)、金刚烷酮(s33)、n-boc-3-甲基-4-哌啶酮(s34)、4-n-苄氧羰基氨基环己酮(s35)、n-叔丁氧羰基-去甲托品酮(s36)、顺式-5-氧代六氢环戊二烯并[c]吡咯-2(1h)-羧酸叔丁酯(s37)、2-((4-氧代环己基)氨基甲酰基)吡咯烷-1-羧酸叔丁酯(s38)、(s)-2-(6-甲氧基萘-2-基)-n-(4-氧代环己基)丙酰胺(s39)、5-(2,5-二甲基苯氧基)-2,2-二甲基-n-(4-氧代环己基)戊酰胺(s40)、2-(3-苯甲酰基苯基)-n-(4-氧代环己基)丙酰胺(s41)、2-(3-氰基-4-异丁氧基苯基)-4-甲基-n-(4-氧代环己基)噻唑-5-甲酰胺(s42)中的至少一种。

26、

27、

28、优选的，所述的烯烃选自：

29、

30、所述的二氢三氮唑芳构化前体如式(i)或式(ii)所示：

31、

32、优选的，二氢三氮唑芳构化前体的制备方法，包括：将酮和2-吡啶基腙酰胺溶于溶剂中，再加入活化添加剂，惰性气体气氛围下加热至60～100℃进行活化反应即得。

33、步骤(1)中，所述的活化添加剂为樟脑磺酸、对甲苯磺酸、金刚烷甲酸、碱性氧化铝、中性氧化铝和酸性氧化铝中的至少一种。

34、步骤(1)中，所述的溶剂为乙腈(mecn)、1,4-二氧六环(dioxane)、乙酸乙酯(ea)、四氢呋喃(thf)、二甲基甲酰胺(dmf)、二甲基乙酰胺(dma)、二甲基亚砜(dmso)、甲基叔丁基醚(mtbe)、六氟异丙醇(hfip)、二氯甲烷(dcm)、1,2-二氯乙烷(dce)、n-甲基吡咯烷酮(nmp)中的至少一种。

35、所述的光催化剂为2,4,5,6-四(二苯基氨基)间苯二甲腈(4dpaipn)；

36、[4,4'-双(1,1-二甲基乙基)-2,2'-联吡啶基-kn,kn]双[5-氟-2-(5-甲基-2-吡啶基-kn)苯基kc]铱六氟磷酸(ir[f(ch3)ppy]2(dtbbpy)pf6)；[2,2'-联(4-叔丁基吡啶)]双[2-(4-氟苯基)吡啶]铱(iii)六氟磷酸盐(ir[(fppy)2dtbbpy]pf6；[4,4'-双(1,1-二甲基乙基)-2,2'-联吡啶基-kn,kn]双[5-氟-2-(5-甲基-2-吡啶基-kn)苯基kc]铱六氟磷酸(ir[(fmecf3ppy)2dtbbpy]pf6)；4,4'-双(三氟甲基)-2,2'-联吡啶双[3,5-二氟-2-[5-三氟甲基-2-吡啶基)苯基]六氟磷酸铱(iii)(ir[(dfdcf3ppy)2dtbbpy]pf6)；fac-三(2-苯基吡啶)合铱(fac-ir(ppy)3)；(4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶)双[(2-吡啶基)苯基]铱(iii)六氟磷酸盐(ir(ppy)2(dtbbpy)pf6)；二[2-(2,4-二氟苯基)-5-三氟甲基吡啶][2-2'-联(4-叔丁基吡啶)]铱六氟磷酸盐(ir[df(cf3)ppy]2(dtbbpy)pf6)；2,4,5,6-四咔唑基-1,3-二氰基苯(4czipn)中的至少一种。

37、优选的，所述的光催化剂为[4,4'-双(1,1-二甲基乙基)-2,2'-联吡啶基-kn,kn]双[5-氟-2-(5-甲基-2-吡啶基-kn)苯基kc]铱六氟磷酸。采用此光催化剂制备得到的烯烃构型以e式构型为主。

38、优选的，所述的光催化剂为2,4,5,6-四(二苯基氨基)间苯二甲腈。采用此光催化剂制备得到的烯烃构型以z式构型为主。

39、所述的钴催化剂为氯(吡啶)双(二甲基乙二钴(iii)肟(co(dmgh)2pycl)、二氯双(二甲基乙二肟)钴(ii)(co(dmgh)2cl2)、氯双(二甲基乙二肟基)[4-(二甲基氨基)吡啶]钴(iii)(co(dmgh)2(dmap)cl)、二氯双(二甲基乙二肟)钴(iii)(co(dmgh)(dmgh2)cl2)、氯双(二甲基乙二肟基)[4-(甲氧基)吡啶]钴(iii)(co(dmgh)2(ome)pycl)中的至少一种。

40、步骤(2)中，溶剂为二氯甲烷(dcm)、1，2-二氯乙烷(dce)、乙腈(mecn)、甲苯(toluene)、三氟甲苯(phcf3)、四氢呋喃(thf)、二甲基亚砜(dmso)、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、1,4-二氧六环(dioxane)、丙酮(acetone)、氯仿(chcl3),乙酸乙酯(ea)，1,1,1,3,3,3-六氟异丙醇(hfip)中的至少一种。

41、碱为4-二甲氨基吡啶(dmap)、n,n-二异丙基乙胺(dipea)、碳酸锂(li2co3)、碳酸钠(na2co3)、碳酸氢钠(nahco3)、碳酸钾(k2co3)、四甲基胍(tmg)、1,8-二偶氮杂双螺环[5.4.0]十一-7-烯(dbu)、碳酸铯(cs2co3)、叔丁醇钾(t-buok)、甲醇钠(meona)、氢氧化锂(koh)、氢氧化钠(naoh)、氢氧化钾(koh)、磷酸钾(k3po4)、磷酸氢二钾(k2hpo4)、磷酸二氢钾(kh2po4)中的至少一种。

42、步骤(2)中，添加剂为三溴化铟(inbr3)、三氯化铟(incl3)、三氟化铝(alf3)、氟化银(agf)、三氯化铈(cecl3)、三氯化铬(crcl3)、氯化亚铁(fecl2)、醋酸铁(fe(oac)3)、醋酸铝(al(oac)3)、三氟甲磺酸铟(in(otf)3)、三氟甲磺酸铯(cs(otf)3)、三氟甲磺酸铁(fe(otf)3)中的至少一种。

43、优选的，步骤(1)中，以2-吡啶基腙酰胺的摩尔用量为基准，酮的摩尔用量为100～120％；活化添加剂的摩尔用量为2～10％。

44、优选的，步骤(2)中，以2-吡啶基腙酰胺的摩尔用量为基准，光催化剂的摩尔用量为1～2％；钴催化剂的摩尔用量为10～20％；碱的摩尔用量为20～40％；添加剂的摩尔用量为20～50％。

45、优选的，步骤(1)中，酮活化反应的温度为78～95℃，反应时长为12～24h；步骤(2)中，光催化反应温度为室温至60℃，反应时长为24～48h。

46、优选的，光照的波长为390-467nm。光波长可以选择为390、427、440、456、467nm等。

47、本发明公开的可见光诱导酮的脱酰化制备烯烃的反应方法中，在光催化剂、有机溶剂、钴催化剂、碱、添加剂和光照的条件下，通过可见光诱导芳构化驱动酮活化后的二氢三氮唑芳构化前体可以高效产生烷基自由基，随后该自由基对烯烃进行加成，在钴催化剂的作用下发生β-h消除反应，进而得到一系列酮的脱酰heck产物。

48、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

49、(1)本发明利用酮和mpha原位生成的二氢三氮唑芳构化前体作为反应底物，极大地拓宽了烷基自由基的来源，同时也为酮的碳碳键活化提供了新的思路和指导方向。

50、(2)本发明的酮的脱酰化制备烯烃反应方法具有原料简单易得、反应条件温和、底物适用性广等优点，符合发展绿色环境友好化学的要求，为烯烃的制备提供了一种可靠的方法。

51、(3)三氮唑结构在药物分子中广泛存在。本发明的方法能够对环酮衍生物实现开环反应，并获得一系列含有双键结构的三氮唑化合物，该化合物可以进行后期官能团化反应，因此该方法有望在药物分子后修饰中得到广泛应用。