本发明涉及一种氰基乙酸乙酯对α,β-不饱和烯酮的新氰化方法，具体的说是以一种新型且无毒的氰源在氧气氛围下对α,β-不饱和烯酮发生典型的Michael加成反应的氰化方法。
背景技术：
：α,β-不饱和烯酮的氰化反应在化学界早已进行了广泛研究，它在有机合成中作为引入氰基的一种有效方法。典型的Michael加成反应是形成C-C键的最基本方法。传统的一些氰化试剂包括MCN(M＝Na,K,Cu,Zn),三甲基氰硅烷(TMSCN)和2-羟基-2-甲基丙氰等剧毒氰源。而且这些反应都需要在昂贵的金属催化剂作用下才能进行。寻找一种反应简单、不用金属催化、低毒的新氰源一直成为广大化学工作者的新动力。Chemi.Commun.(2012,48：9879)发表了一篇用丙二腈作为新型氰源，在碱和空气条件下进行Michael加成引入氰基的反应。该反应的特点是不需钯等贵金属催化剂，并且在室温条件下就能进行反应。不足之处在于该反应主要局限于双键两侧的R基团都为芳香基的底物。另外尽管丙二腈毒性小于NaCN等氰源，但依然属于剧毒品。不管如何，该课题组首次发现了这些新型氰源，并且在无需金属催化剂的条件下合成了一系列的α-芳基腈，拓展了氰化反应的新思路。Synthesis(2010，8：1325)上发表用TMSCN作氰源，以碳酸铯(Cs2CO3)作催化剂，加四当量的水在二氧六环中加热反应得到1,4加成的β-氰基酮。此方法同时适用于芳香族和脂肪族底物，并且收率也较高，无需钯等贵金属催化剂。唯一的缺点是TMSCN依然属于剧毒品。技术实现要素：针对现有氰化试剂都是剧毒品且操作繁琐的特点，本发明的目的在于提供一种无毒无污染及易操作的新型氰化试剂，能有效提高反应收率，减少环境污染。本发明采用氰基乙酸乙酯作为新型氰源对α,β-不饱和烯酮类底物在氧气条件下发生Michael加成反应进行氰化，并对反应条件进行了优化，有效提高了目标氰化产物的转化率。为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种氰基乙酸乙酯对α,β-不饱和烯酮的氰化方法，该方法包括以下步骤：在反应容器中，加入反应底物1-苯基-2-丁烯-1-酮，溶于适当溶剂中，加入无机碱，再加入氧化剂，反应体系温度加热至100℃，反应12小时制备得到1-苯基-3-氰基-1-丁酮，结构式为：所述的氰基乙酸乙酯对α,β-不饱和烯酮的氰化方法，所述的无机碱采用碳酸钾，其用量为反应底物1-苯基-2-丁烯-1-酮的两摩尔当量。所述的氰基乙酸乙酯对α,β-不饱和烯酮的氰化方法，所述的氧化剂采用氧气或2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)，采用氧气作为氧化剂，用氧气置换反应瓶中的空气至少三次；采用2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧化物作为氧化剂，加入的量与α,β-不饱和烯酮的摩尔量比为1.5:1～5:1，加入方式为一次性加入。所述氰基乙酸乙酯对α,β-不饱和烯酮的氰化方法，所述的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)，α,β-不饱和烯酮与溶剂质量比为1:10～1:20。具体实施方式实施例一：1-苯基-2-丁烯-1-酮(5.0g,34.2mmol)溶于DMF(50mL)中，然后加入氰基乙酸乙酯(7.74g,68.4mmol)，碳酸钾(9.5g,68.4mmol)。反应体系用氧气球置换掉空气，在氧气气氛中加热至100℃反应12小时。TLC显示反应结束，反应液冷却到室温，加入乙酸乙酯(100mL)，用饱和食盐水和水溶液依次洗涤两次，有机相分离后经干燥和减压浓缩得粗品。粗品经柱层析简单纯化(石油醚/乙酸乙酯＝2/1)即可得到1-苯基-3-氰基-1-丁酮(5.63g，95.0％)。实施例二：1-苯基-2-丁烯-1-酮(5.0g,34.2mmol)溶于DMF(60mL)中，然后加入氰基乙酸乙酯(7.74g,68.4mmol)，TEMPO氧化剂(10.7g,68.4mmol)。反应体系在氮气条件下室温(10℃)反应12小时。反应液中加入乙酸乙酯(100mL)，用饱和食盐水和水溶液依次洗涤两次，有机相分离后经干燥和减压浓缩得粗品。粗品经柱层析纯化(石油醚/乙酸乙酯＝2/1)得1-苯基-3-氰基-1-丁酮(1.22g，20.6％)。实施例三：1-苯基-2-丁烯-1-酮(5.0g,34.2mmol)溶于DMF(60mL)中，然后加入氰基乙酸乙酯(7.74g,68.4mmol)，TEMPO氧化剂(10.7g,68.4mmol)。反应体系在氮气条件下加热至100℃反应36小时。TLC显示还剩余部分原料，反应液冷却到室温后，加入乙酸乙酯(100mL)，用饱和食盐水和水溶液依次洗涤两次，有机相分离后经干燥和减压浓缩得粗品。粗品经柱层析纯化(石油醚/乙酸乙酯＝2/1)得1-苯基-3-氰基-1-丁酮(4.53g，76.5％)。实施例四：1-苯基-2-丁烯-1-酮(5.0g,34.2mmol)溶于二氧六环(50mL)和水(20mL)中，然后加入氰基乙酸乙酯(7.74g,68.4mmol)，CsF(10.4g,68.4mmol)。反应体系在氧气或氮气条件下加热至95℃反应2小时。TLC显示原料反应完全，反应液冷却至室温，减压浓缩除去二氧六环，加入乙酸乙酯(100mL)，用饱和食盐水和水溶液洗涤两次，有机相分离后经干燥和减压浓缩得粗品。粗品经柱层析简单纯化(石油醚/乙酸乙酯＝2/1)得反应中间体(8.51g，96.0％)。实施例五：1-苯基-2-丁烯-1-酮(5.0g,34.2mmol)溶于DMF(50mL)中，然后加入氰基乙酸乙酯(7.74g,68.4mmol)，碳酸钾(9.5g,68.4mmol)。反应体系在空气氛围下加热到80℃反应12小时。反应液冷却至室温后，减压浓缩除去二氧六环，加入乙酸乙酯(100mL)，用饱和食盐水和水溶液依次洗涤两次，有机相分离后减压浓缩得粗品，经柱层析纯化(石油醚/乙酸乙酯＝1/2)得反应中间体(6.4g，72.2％)。将反应中间体(6.4g，24.6mmol)溶于DMF(50mL)中，加入碳酸钾(6.8g,49.2mmol)。反应液在氧气氛围下加热至100℃反应12小时。TLC显示反应完全，反应液冷却到室温，加入乙酸乙酯(100mL)，用饱和食盐水和水溶液依次洗涤两次，有机相分离后经干燥和减压浓缩得粗品。粗品经柱层析纯化(石油醚/乙酸乙酯＝2/1)得1-苯基-3-氰基-1-丁酮(4.05g，95.1％)。表1：不同反应条件对目标氰化产物产率的比较表1说明当反应没有氧气参与时，没有目标产物生成。1-苯基-2-丁烯-1-酮与氰基乙酸乙酯在碳酸钾作碱、DMF作溶剂，氧气氛围下100℃反应十二小时条件下目标产物收率最高。表2：不同氧化剂和溶剂对目标氰化产物产率的比较序号氧化剂碱溶剂温度(℃)时间(h)收率(％)1O2K2CO3DMF1001295.02O2K2CO3DMSO1001203O2K2CO3Tol1001204DDQK2CO3DMF101205DDQCs2CO3DMF101206H2O2K2CO3DMF101207TEMPO/DMF101220.68TEMPO/DMF106025.39TEMPO/DMF1003676.5表2说明当采用不同的氧化剂参与反应，DDQ和H2O2(双氧水)则无目标产物生成，采用TEMPO则有目标产物生成，但比采用氧气的收率要低。当采用DMSO或tol(甲苯)作溶剂时反应不进行。当前第1页1 2 3