本发明涉及一种制备α，β-不饱和酮的方法，属于有机合成工艺及精细化工技术领域。
背景技术：
α，β-不饱和酮是一类在有机合成中具有广泛利用价值的共轭不饱和羰基化合物，含有一个双功能结构单元，即1，2-碳氧羰基与3，4-碳碳双键形成的1，4-共轭体系，广泛地存在于生物体的许多必须的重要功能分子的结构中，并发挥着重要的作用。此外，α，β-不饱和酮还是一类重要的有机合成前体化合物和关键的中间体，被广泛应用于医药、农药、香料等领域。
α，β-不饱和酮的合成，通常是利用芳香醛与含有α-H的羰基化合物通过Claisen-Schmidt反应制得，反应通常需要化学当量的NaOH、KOH、Ba(OH) 2等强碱。这些强碱的使用势必造成官能团兼容性差，底物范围狭窄。同时由于苯甲醛类在强碱条件下的副反应较多，造成反应产率一般不太理想，同时反应的后处理及产品的纯化较为麻烦，产生较多的废料，不利于环境保护。其它的传统合成方法还包括：Wittig反应和氧化还原反应等，但这些方法需要用到较为特殊的底物/试剂，反应条件苛刻，底物范围狭窄，毒性大，选择性差，操作困难等。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种制备α，β-不饱和酮的方法，无需化学当量的碱即可实现高效、温和的α，β-不饱和酮的制备。
按照本发明提供的技术方案，所述制备α，β-不饱和酮的方法，其特征是，包括以下步骤：
(1)将铜催化剂和碱加入反应管中，在氮气保护下加入反应物β-羟基酮、芳香醛和溶剂的混合液进行反应；
(2)反应结束后进行过滤、萃取、干燥、低压移除溶剂，得到α，β-不饱和酮粗产物；
(3)分离提纯得到α,β-不饱和酮产物。
进一步的，所述β-羟基酮的结构式为其中，R1和R2为苯基或甲基。
进一步的，所述芳香醛的结构式为其中，R为甲基、硝基、甲氧基、卤素、三氟甲基、酯基或醛基；R位于醛基的邻位、间位或对位；芳环为苯环、杂环或萘环。
进一步的，所述步骤(1)反应温度为25℃～120℃，反应时间为3～8小时。
进一步的，所述芳香醛和β-羟基酮的摩尔比为1:1～1:6，铜催化剂与芳香醛的摩尔比为0.001～0.025，碱与芳香醛的摩尔比为0.002～0.050。
进一步的，所述铜催化剂为氯[1，3-双(2，6-二异丙苯基)咪唑-2-亚基]铜，结构式为：
进一步的，所述碱为叔丁醇钠；所述溶剂为甲苯。
进一步的，所述步骤(2)中萃取时萃取剂采用乙酸乙酯，干燥时干燥剂采用无水硫酸钠。
进一步的，所述步骤(3)分离提纯采用柱层析法进行分离提纯，洗脱液采用石油醚和乙酸乙酯的混合试剂，浓度比例为2：1～20:1。
进一步的，所述柱层析法采用的硅胶粒径为200目～300目，柱高为10cm～20cm。
本发明所述制备α，β-不饱和酮的方法，无需化学当量的碱即可实现高效的、温和的α,β-不饱和酮的制备。由于反应条件温和，副反应少，底物官能团兼容性也非常广，对于不同取代基取代的芳香醛具有较好的普适性，同时操作简便，具有良好的应用前景。并且，本发明所述的α,β-不饱和羰基化合物的制备方法，环境友好、产率可观，在药物化学和材料化学等领域都具有非常重要而且广泛的应用前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
本发明所述制备α，β-不饱和酮化合物的方法，通过铜催化的逆羟醛缩合类型的C-C键活化反应，实现了β-羟基酮和醛的逆羟醛缩合/亲核加成反应，制备了一系列不同种类的α,β-不饱和酮，合成路线如下：
本发明是通过铜催化β-羟基酮2和醛1的逆羟醛缩合反应，生成不饱和酮化合物，具有条件温和、实验操作简单、底物兼容性好等优点，展现出良好的应用前景。
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。在本领域内的技术人员对本发明的简单替换或改进均属于本发明所保护的技术方案之内。
实施例1：苯亚甲基丙酮的合成
称取氯[1，3-双(2，6-二异丙苯基)咪唑-2-亚基]铜(3mg，0.006mmol)、叔丁醇钠(3mg，0.031mmol)，依次将其加入到干燥的25mL Schlenk反应管中，抽真空，充氮气，重复此操作三次将其置换为氮气环境，用注射器将混有双丙酮醇(232mg，2mmol)和苯甲醛(53mg，0.5mmol)的甲苯(3mL)溶液在氮气环境下注射到反应管中，将反应管密封使其在室温条件下反应3小时。
反应结束后，向反应管中加入10mL乙酸乙酯，抽滤，然后将滤液转移至分液漏斗中。用饱和NaCl(20mL×3)洗涤，静置分层，分离出有机层。然后再用乙酸乙酯(5mL×2)对水层进行萃取，最后将混合的有机层溶液用Na2SO4干燥。过滤，低压移除溶剂，通过柱层析法(淋洗剂：V石油醚/V乙酸乙酯＝10:1～5:1)分离提纯得到新产物苯亚甲基丙酮(产率为90％)，结构式为
实施例1得到的苯亚甲基丙酮的1H和13C核磁数据如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.57(m,2H),7.56(d,J＝16.3Hz,1H),7.45–7.39(m,3H),6.74(d,J＝16.3Hz,1H),2.41(s,3H)；13C NMR(101MHz,CDCl3):δ198.3,143.4,134.5,130.5,129.0,128.3,127.2,27.5。
实施例2：2-甲基苯亚甲基丙酮的合成
称取氯[1，3-双(2，6-二异丙苯基)咪唑-2-亚基]铜(3mg，0.006mmol)、叔丁醇钠(3mg，0.031mmol)，依次将其加入到干燥的25mL Schlenk反应管中，抽真空，充氮气，重复此操作三次将其置换为氮气环境，用注射器将混有双丙酮醇(232mg，2mmol)和2-甲基苯甲醛(0.5mmol)的甲苯(3mL)溶液在氮气环境下注射到反应管中，将反应管密封使其在70℃条件下反应3小时。
反应结束后，向反应管中加入10mL乙酸乙酯，抽滤，然后将滤液转移至分液漏斗中。用饱和NaCl(20mL×3)洗涤，静置分层，分离出有机层。然后再用乙酸乙酯(5mL×2)对水层进行萃取，最后将混合的有机层溶液用Na2SO4干燥。过滤，低压移除溶剂，通过柱层析法(淋洗剂：V石油醚/V乙酸乙酯＝10:1～5:1)分离提纯新产物2-甲基苯亚甲基丙酮(产率为76％)，结构式为
实施例2得到的2-甲基苯亚甲基丙酮的1H和13C核磁数据如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.84(d,J＝16.1Hz,1H),7.59(d,J＝7.3Hz,1H),7.34–7.29(m,1H),7.24(t,J＝7.0Hz,2H),6.67(d,J＝16.1Hz,1H),2.47(s,3H),2.41(s,3H)；13C NMR(101MHz,CDCl3):δ198.0,140.8,137.8,133.4,130.9,130.2,128.1,126.4(d,J＝1.4Hz),27.8,19.8。
实施例3：4-甲氧基苯亚甲基丙酮的合成
称取氯[1，3-双(2，6-二异丙苯基)咪唑-2-亚基]铜(3mg，0.006mmol)和叔丁醇钠(3mg，0.031mmol)，依次将其加入到干燥的25mL Schlenk反应管中，抽真空，充氮气，重复此操作三次将其置换为氮气环境，用注射器将混有双丙酮醇(232mg，2mmol)和4-甲氧基苯甲醛(0.5mmol)的甲苯(3mL)溶液在氮气环境下注射到反应管中，将反应管密封使其在120℃条件下反应3小时。
反应结束后，向反应管中加入10mL乙酸乙酯，抽滤，然后将滤液转移至分液漏斗中。用饱和NaCl(20mL×3)洗涤，静置分层，分离出有机层。然后再用乙酸乙酯(5mL×2)对水层进行萃取，最后将混合的有机层溶液用Na2SO4干燥。过滤，低压移除溶剂，通过柱层析法(淋洗剂：V石油醚/V乙酸乙酯＝10:1～5:1)分离提纯新产物4-甲氧基苯亚甲基丙酮，结构式为
实施例3得到的4-甲氧基苯亚甲基丙酮的1H和13C核磁数据如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.53–7.47(m,3H),6.96–6.92(m,2H),6.63(d,J＝16.2Hz,1H),3.86(s,3H),2.38(s,3H)；13C NMR(101MHz,CDCl3):δ198.4,161.6,143.2,130.0,127.1,125.0,114.4,55.4,27.4。
实施例4：4-氟苯亚甲基丙酮的合成
称取氯[1，3-双(2，6-二异丙苯基)咪唑-2-亚基]铜(3mg，0.006mmol)和叔丁醇钠(3mg，0.031mmol)，依次将其加入到干燥的25mL Schlenk反应管中，抽真空，充氮气，重复此操作三次将其置换为氮气环境，用注射器将混有双丙酮醇(232mg，2mmol)和4-氟苯甲醛(0.5mmol)的甲苯(3mL)溶液在氮气环境下注射到反应管中，将反应管密封使其在室温条件下反应3小时。
反应结束后，向反应管中加入10mL乙酸乙酯，抽滤，然后将滤液转移至分液漏斗中。用饱和NaCl(20mL×3)洗涤，静置分层，分离出有机层。然后再用乙酸乙酯(5mL×2)对水层进行萃取，最后将混合的有机层溶液用Na2SO4干燥。过滤，低压移除溶剂，通过柱层析法(淋洗剂：V石油醚/V乙酸乙酯＝20:1～5:1)分离提纯新产物4-氟苯亚甲基丙酮(产率为84％)，结构式为
实施例4得到的4-氟苯亚甲基丙酮的1H和13C核磁数据如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.58–7.54(m,2H),7.50(d,J＝16.3Hz,1H),7.11(t,J＝8.6Hz,2H),6.67(d,J＝16.3Hz,1H),2.40(s,3H)；13C NMR(101MHz,CDCl3):δ198.1,163.9(d,J＝223.0Hz),142.0,130.7(d,J＝3.4Hz),130.1(d,J＝8.5Hz),126.9(d,J＝2.4Hz),116.2(d,J＝22.0Hz),27.6。
实施例5：4-三氟甲基苯亚甲基丙酮的合成
称取氯[1，3-双(2，6-二异丙苯基)咪唑-2-亚基]铜(3mg，0.006mmol)和叔丁醇钠(3mg，0.031mmol)，依次将其加入到干燥的25mL Schlenk反应管中，抽真空，充氮气，重复此操作三次将其置换为氮气环境，用注射器将混有双丙酮醇(232mg，2mmol)和4-三氟甲基苯甲醛(0.5mmol)的甲苯(3mL)溶液在氮气环境下注射到反应管中，将反应管密封使其在室温条件下反应3小时。
反应结束后，向反应管中加入10mL乙酸乙酯，抽滤，然后将滤液转移至分液漏斗中。用饱和NaCl(20mL×3)洗涤，静置分层，分离出有机层。然后再用乙酸乙酯(5mL×2)对水层进行萃取，最后将混合的有机层溶液用Na2SO4干燥。过滤，低压移除溶剂，通过柱层析法(淋洗剂：V石油醚/V乙酸乙酯＝10:1～5:1)分离提纯新产物4-三氟甲基苯亚甲基丙酮(产率为65％)，结构式为
实施例5得到的4-三氟甲基苯亚甲基丙酮的1H和13C核磁数据如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.67(s,4H),7.54(d,J＝16.3Hz,1H),6.80(d,J＝16.3Hz,1H),2.43(s,3H)；13C NMR(101MHz,CDCl3):δ197.9,141.3,137.9,131.9(q,J＝32.7Hz),129.1,128.3,125.9(q,J＝3.8Hz),123.8(q,J＝273.2Hz),27.8。
实施例6：1-(2-噻吩基)-1-丁烯-3-酮的合成
称取氯[1，3-双(2，6-二异丙苯基)咪唑-2-亚基]铜(3mg，0.006mmol)和叔丁醇钠(3mg，0.031mmol)，依次将其加入到干燥的25mL Schlenk反应管中，抽真空，充氮气，重复此操作三次将其置换为氮气环境，用注射器将混有双丙酮醇(232mg，2mmol)和2-噻吩苯甲醛(0.5mmol)的甲苯(3mL)溶液在氮气环境下注射到反应管中，将反应管密封使其在室温条件下反应3小时。
反应结束后，向反应管中加入10mL乙酸乙酯，抽滤，然后将滤液转移至分液漏斗中。用饱和NaCl(20mL×3)洗涤，静置分层，分离出有机层。然后再用乙酸乙酯(5mL×2)对水层进行萃取，最后将混合的有机层溶液用Na2SO4干燥。过滤，低压移除溶剂，通过柱层析法(淋洗剂：V石油醚/V乙酸乙酯＝10:1～5:1)分离提纯新产物1-(2-噻吩基)-1-丁烯-3-酮(产率为83％)，结构式为
实施例6得到的1-(2-噻吩基)-1-丁烯-3-酮的1H和13C核磁数据如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.64(d,J＝15.9Hz,1H),7.41(d,J＝4.9Hz,1H),7.31(m,1H),7.08(m,1H),6.54(d,J＝15.9Hz,1H),2.34(s,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3):δ197.7,139.7,135.7(d,J＝10.0Hz),131.5,128.9(d,J＝7.0Hz),128.3(d,J＝6.9Hz),125.8,124.4,27.6。
实施例7：1-(2-吡啶基)-1-丁烯-3-酮的合成
称取氯[1，3-双(2，6-二异丙苯基)咪唑-2-亚基]铜(3mg，0.006mmol)和叔丁醇钠(3mg，0.031mmol)，依次将其加入到干燥的25mL Schlenk反应管中，抽真空，充氮气，重复此操作三次将其置换为氮气环境，用注射器将混有双丙酮醇(232mg，2mmol)和2-吡啶苯甲醛(0.5mmol)的甲苯(3mL)溶液在氮气环境下注射到反应管中，将反应管密封使其在室温条件下反应3小时。
反应结束后，向反应管中加入10mL乙酸乙酯，抽滤，然后将滤液转移至分液漏斗中。用饱和NaCl(20mL×3)洗涤，静置分层，分离出有机层。然后再用乙酸乙酯(5mL×2)对水层进行萃取，最后将混合的有机层溶液用Na2SO4干燥。过滤，低压移除溶剂，通过柱层析法(淋洗剂：V石油醚/V乙酸乙酯＝10:1～5:1)分离提纯新产物1-(2-吡啶基)-1-丁烯-3-酮(产率为71％)，结构式为
实施例7得到的1-(2-吡啶基)-1-丁烯-3-酮的1H和13C核磁数据如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.65(s,1H),7.72(t,J＝7.6Hz,1H),7.56–7.43(m,2H),7.32–7.22(m,1H),7.18–7.06(m,1H),2.39(s,3H)；13C NMR(101MHz,CDCl3):δ198.5,153.1,150.1,141.8,136.8,130.2,124.3(d,J＝14.8Hz),28.0。
实施例8：苯亚甲基苯乙酮的合成
称取氯[1，3-双(2，6-二异丙苯基)咪唑-2-亚基]铜(3mg，0.006mmol)和叔丁醇钠(3mg，0.031mmol)，依次将其加入到干燥的25mL Schlenk反应管中，抽真空，充氮气，重复此操作三次将其置换为氮气环境，用注射器将混有β-羟基酮(1mmol)和苯甲醛(53mg，0.5mmol)的甲苯(3mL)溶液在氮气环境下注射到反应管中，将反应管密封使其在室温条件下反应3小时。
反应结束后，向反应管中加入10mL乙酸乙酯，抽滤，然后将滤液转移至分液漏斗中。用饱和NaCl(20mL×3)洗涤，静置分层，分离出有机层。然后再用乙酸乙酯(5mL×2)对水层进行萃取，最后将混合的有机层溶液用Na2SO4干燥。过滤，低压移除溶剂，通过柱层析法(淋洗剂：V石油醚/V乙酸乙酯＝10:1～5:1)分离提纯新产物苯亚甲基丙酮(产率为73％)，结构式为
实施例8得到的苯亚甲基丙酮的1H和13C核磁数据如下：
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.07–8.03(m,2H),7.84(d,J＝15.7Hz,1H),7.70–7.42(m,9H))；13C NMR(101MHz,CDCl3):δ190.6,144.9,138.2,134.9,132.8,130.6,129.0,128.6,128.5,128.4,122.1。