[0006] 针对现有技术存在的缺陷,本发明的目的是在于提供一种在非金属催化、温和反应条件下通过一步反应在含苄基化合物的苄基氢上高产率、高选择性修饰碳碳双键或羰基的方法。
[0007] 为了实现上述技术目的,本发明提供了一种含苄基化合物的苄基氢官能化修饰碳碳双键或羰基的方法,该方法是:
[0008] 1)在保护气氛下,式1含苄基化合物和二甲基亚砜,在过硫酸铵及甲醇钠存在条件下一锅反应,得到式2苯乙烯衍生物;
[0009] 或者,
[0010] 2)在空气环境下,式1含苄基化合物和二甲基亚砜,在过硫酸钾及甲醇钠存在条件下一锅反应,得到式3苯基酮衍生物;
[0011]
[0012] 其中,
[0013] R1为氢、烷基、烷氧基、硝基、卤素或氰基;
[0014] R2为芳基或芳香杂环。
[0015] 优选的方案,R1为氢、甲基、乙基、硝基、氟、氯或氰基;R1进一步优选为氢、硝基、氟、氯或氰基。R1最好为拉电子基团(缺电子),拉电子基团更有利于增加苄基氢的反应活性。
[0016] 优选的方案,R2为苯基、卤素取代苯基、烷基取代苯基或吡啶。最优选为苯基、吡啶或者含有拉电子取代基的苯基,这些基团更有利于增加苄基氢的反应活性。
[0017] 优选的方案,反应温度为100~130℃,反应时间为6~24h。最优选在110~120℃,反应10~14h。
[0018] 优选的方案,保护气氛为氮气和/或惰性气体。
[0019] 本发明的含苄基化合物的苄基氢官能化修饰碳碳双键或羰基的方法,以2-苄基吡啶为底物对反应进行具体说明:
[0020]
[0021] 在反应(1)和反应(2)不同的是:反应(1),在空气条件下,采用过硫酸钾作为氧化剂,苄基氢直接被高选择性反应生成羰基,产率达到95%;反应(2),在氮气保护下,采用过硫酸铵作为氧化剂,苄基氢直接高选择性反应生成碳碳双键,产率达到85%。
[0022] 基于大量的实验总结和参考文献,本发明的合理反应机制为:在反应(1)中,DMSO主要作为极性溶剂,2-苄基吡啶被甲氧负离子夺氢质子变成2-苄基吡啶负离子,2-苄基吡啶负离子的负碳原子被氧气优先氧化成羰基;而在反应(2)中,是在非氧环境中进行,二甲基亚砜同时作为亚甲基化试剂和溶剂,2-苄基吡啶被甲氧负离子夺氢质子生成2-苄基吡啶负离子,而二甲基亚砜在过硫酸铵释放的阳离子作用下重排、脱水,转化成甲基硫甲基阳离子,甲基硫甲基阳离子与2-苄基吡啶负离子结合后,在高温下脱去甲硫醇,生成碳碳双键。
[0023] 本发明的技术方案中,甲醇钠的摩尔用量为含苄基化合物的2倍左右;过硫酸钾及过硫酸铵为含苄基化合物的2倍左右;在反应(1)中DMSO主要作为溶剂,而反应(2)中DMSO同时作为溶剂和亚甲基化试剂,其用量是过量的,这属于本领域技术人员可以理解的范围。
[0024] 相对现有技术,本发明的技术方案带来的有益技术效果:
[0025] 1)本发明的技术方案对含苄基化合物的苄基氢可以选择不同的反应条件进行选择性修饰炭基或碳碳双键,具有高选择性的特点。
[0026] 2)本发明的技术方案无需采用过渡金属盐作为催化剂,绿色环保,成本低,且收率高,克服了现有技术必须采用非绿色环保的过渡金属盐作为催化剂,且收率较低的缺陷。
[0027] 3)本发明的技术方案首次以二甲基亚砜作为亚甲基化试剂,在温和条件下对含苄基化合物的苄基氢修饰双键,且产率高,选择性好。
[0028] 4)本发明的技术方案通过一锅法一步反应生成α,β-不饱和酮类化合物,步骤简单,流程短,成本低,有利于工业化生产。