本发明属于苯并吡喃酮类化合物的合成技术领域，具体涉及一种以五羰基铁作为一氧化碳(CO)释放源，2-碘苯酚类化合物作为反应底物，在不需要添加任何配体的条件下，以醋酸钯为催化剂、哌嗪为碱的条件下，合成苯并吡喃酮类化合物的方法。
背景技术：
苯并吡喃酮类化合物是一种广泛存在于植物中的天然产物，具有广泛的生物活性，如：抗菌、抗真菌、抗病毒、抗炎、抗微管蛋白等，并且在药物中间体中被认定是一种首选的结构，在有机合成中具有重要意义。因此，采用一种简单的方法制备苯并吡喃酮类化合物，在有机领域和制药领域备受关注。
早期使用CO气体作为羰基供给源，二乙胺为碱，钯和配体协同催化2-碘苯酚类化合物和端炔来制备苯并吡喃酮类化合物，反应条件比较苛刻，成本较高，反应时间较长，并且伴有副产物生成。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于克服现有苯并吡喃酮类化合物制备方法存在的缺点，提供一种改变CO供给源，无需添加配体、反应条件温和、反应时间短、反应产物单一、安全高效、产率高的苯并吡喃酮类化合物的制备方法。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：以乙腈为溶剂、醋酸钯为催化剂、哌嗪为碱，将2-碘苯酚类化合物与端炔、五羰基铁在20～60℃下反应8～15小时，得到苯并吡喃酮类化合物。
上述的2-碘苯酚类化合物为式中R1、R2、R3、R4各自独立的代表H、Cl、Br中的任意一种，优选R1、R4代表H，R2、R3各自独立的代表Cl或Br。
上述的端炔为式中R′代表苯基、C1～C5烷基取代苯基、C1～C2烷氧基取代苯基、C6～C8烷基、2-噻吩基中的任意一种，优选R′代表苯基、对甲基苯基、对乙基苯基、对甲氧基苯基、己基、2-噻吩基中的任意一种。
上述制备方法中，优选2-碘苯酚类化合物与端炔的摩尔比为1:1.3～2.0，五羰基铁的加入量是2-碘苯酚类化合物摩尔量的20％～60％，醋酸钯的加入量是2-碘苯酚类化合物摩尔量的1％～10％，哌嗪的加入量是2-碘苯酚类化合物摩尔量的2.0～4.0倍。
本发明以五羰基铁作为CO释放源，在醋酸钯为催化剂、哌嗪为碱条件下，使2-碘苯酚类化合物与端炔发生偶联反应生成苯并吡喃酮类化合物。相对于直接以CO气体为羰基供给源，本发明以五羰基铁作为CO释放源，减少了对反应设备苛刻的要求，毒性比较小，易于控制，克服了CO气体毒性比较大、储存不方便、反应需要一定压力对设备要求比较高的缺点。另外，本发明无需添加配体，所用催化剂对空气和水稳定，操作简单，反应条件温和，反应时间短，原子经济性高，目标产物后处理简单且产率高，制备得到的苯并吡喃酮类化合物具有广泛的生物活性和药用价值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明所要保护的范围不仅限于这些实施例。
实施例1
制备结构式如下的2-苯基-4H-苯并吡喃-4-酮
将0.11g(0.5mmol)2-碘苯酚、72μL(0.75mmol)苯乙炔、0.0056g(0.025mmol)醋酸钯、0.1293g(1.5mmol)哌嗪和30μL(0.15mmol)五羰基铁、3mL无水乙腈加入史莱克管，在50℃下搅拌反应12小时，停止反应，自然降至室温，柱色谱分离，得到黄色固体2-苯基-4H-苯并吡喃-4-酮，其收率为95％，结构表征数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.24(d,J＝9.5Hz,1H),7.93(d,J＝8.0Hz,2H),7.74-7.67(m,1H),7.56(dd,J＝18.1,7.0Hz,4H),7.43(t,J＝7.5Hz,1H),6.84(s,1H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ178.63,163.60,156.45,133.93,131.98,131.76,129.20,126.47,125.89,125.39,124.15,118.24,107.78,100.13。
实施例2
制备结构式如下的2-(4-甲氧基苯基)-4H-苯并吡喃-4-酮
在实施例1中，所用的苯乙炔用等摩尔4-甲氧基苯乙炔替换，其他步骤与实施例1相同，得到黄色固体2-(4-甲氧基苯基)-4H-苯并吡喃-4-酮，其收率为94％，结构表征数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.23(d,J＝8.0Hz,1H),7.89(d,J＝8.8Hz,2H),7.68(t,J＝7.6Hz,1H),7.54(s,1H),7.41(t,J＝7.5Hz,1H),7.03(d,J＝8.7Hz,2H),6.75(s,1H),3.89(s,3H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ178.68,163.92,162.71,156.72,133.70,128.16,125.83,125.23,124.21,124.11,118.10,114.63,106.36,100.13,55.65。
实施例3
制备结构式如下的2-(4-甲苯基)-4H-苯并吡喃-4-酮
在实施例1中，所用的苯乙炔用等摩尔4-甲基苯乙炔替换，其他步骤与实施例1相同，得到黄色固体2-(4-甲苯基)-4H-苯并吡喃-4-酮，其收率为94％，结构表征数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.22(d,J＝7.6Hz,1H),7.82(d,J＝8.1Hz,2H),7.68(t,J＝8.0Hz,1H),7.55(d,J＝8.4Hz,1H),7.41(t,J＝7.5Hz,1H),7.31(d,J＝8.1Hz,2H),6.79(s,1H),2.43(s,3H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ178.61,163.75,156.37,142.38,133.78,129.89,129.07,126.35,125.80,125.25,124.11,118.17,107.09,21.65。
实施例4
制备结构式如下的2-(4-乙基苯基)-4H-苯并吡喃-4-酮
在实施例1中，所用的苯乙炔用等摩尔4-乙基苯乙炔替换，其他步骤与实施例1相同，得到黄色固体2-(4-乙基苯基)-4H-苯并吡喃-4-酮，其收率为80％，结构表征数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.23(d,J＝8.0Hz,1H),7.85(d,J＝8.1Hz,2H),7.69(t,J＝7.7Hz,1H),7.56(d,J＝8.4Hz,1H),7.41(t,J＝7.5Hz,1H),7.35(d,J＝8.0Hz,2H),6.81(s,1H),2.73(q,J＝7.6Hz,2H),1.28(t,J＝7.6Hz,4H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ178.61,163.80,156.41,148.62,133.78,129.33,128.72,126.50,125.83,125.26,124.15,118.19,107.17,28.97,15.37。
实施例5
制备结构式如下的2-(4-戊基苯基)-4H-苯并吡喃-4-酮
在实施例1中，所用的苯乙炔用等摩尔4-戊基苯乙炔替换，其他步骤与实施例1相同，得到黄色固体2-(4-戊基苯基)-4H-苯并吡喃-4-酮，其收率为78％，结构表征数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.22(d,J＝7.9Hz,1H),7.83(d,J＝8.1Hz,2H),7.68(t,J＝7.6Hz,1H),7.55(d,J＝8.4Hz,1H),7.40(t,J＝7.5Hz,1H),7.32(d,J＝8.1Hz,2H),6.80(s,1H),2.69-2.65(m,2H),1.65(dt,J＝14.4,7.2Hz,2H),1.34(d,J＝3.4Hz,4H),0.90(t,J＝6.7Hz,3H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ178.58,163.77,156.36,147.37,133.75,129.23,126.38,125.78,125.23,124.10,118.16,107.10,35.96,31.53,30.95,22.61,14.11。
实施例6
制备结构式如下的2-(2-噻吩基)-4H-苯并吡喃-4-酮
在实施例1中，所用的苯乙炔用等摩尔2-乙炔基噻吩替换，其他步骤与实施例1相同，得到黄色固体2-(2-噻吩基)-4H-苯并吡喃-4-酮，其收率为94％，结构表征数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.19(d,J＝7.7Hz,1H),7.70(d,J＝3.6Hz,1H),7.66(d,J＝7.2Hz,1H),7.56(d,J＝4.9Hz,1H),7.51(d,J＝8.4Hz,1H),7.39(t,J＝7.5Hz,1H),7.19-7.14(m,1H),6.68(s,1H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ178.00,159.13,156.01,135.24,133.84,130.37,128.60,128.55,125.77,125.36,124.08,118.03,106.27。
实施例7
制备结构式如下的2-丁基-4H-苯并吡喃-4-酮
在实施例1中，所用的苯乙炔用等摩尔1-己炔替换，其他步骤与实施例1相同，得到黄色固体2-丁基-4H-苯并吡喃-4-酮，其收率为80％，结构表征数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.18(d,J＝7.9Hz,1H),7.64(t,J＝7.7Hz,1H),7.42(d,J＝8.4Hz,1H),7.37(t,J＝7.5Hz,1H),6.18(s,1H),2.62(t,J＝7.5Hz,2H),1.74(dd,J＝14.8,7.4Hz,2H),1.45(dt,J＝14.8,7.3Hz,2H),0.97(t,J＝7.3Hz,3H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ178.58,169.97,156.68,133.53,125.82,125.02,123.91,117.98,109.96,34.18,29.00,22.25,13.86。
实施例8
制备结构式如下的6-氯-2-苯基-4H-苯并吡喃-4-酮
在实施例1中，所用的2-碘苯酚用等摩尔4-氯-2-碘苯酚替换，其他步骤与实施例1相同，得到黄色固体6-氯-2-苯基-4H-苯并吡喃-4-酮，其收率为94％，结构表征数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.20(d,J＝2.5Hz,1H),7.92(dd,J＝7.6,1.5Hz,2H),7.65(dd,J＝8.9,2.5Hz,1H),7.57-7.52(m,4H),6.84(s,1H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ177.35,163.89,154.76,134.13,132.02,131.62,131.39,129.29,126.51,125.38,125.11,119.97,107.69。
实施例9
制备结构式如下的6-氯-2-噻吩基-4H-苯并吡喃-4-酮
在实施例1中，所用的2-碘苯酚用等摩尔4-氯-2-碘苯酚替换，苯乙炔用等摩尔2-乙炔基噻吩替换，其他步骤与实施例1相同，得到6-氯-2-噻吩基-4H-苯并吡喃-4-酮，其收率为96％，结构表征数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.17(d,J＝2.3Hz,1H),7.73(d,J＝3.4Hz,1H),7.62(dd,J＝13.8,4.1Hz,2H),7.49(d,J＝8.9Hz,1H),7.22-7.16(m,1H),6.69(s,1H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ176.75,159.41,154.36,134.90,134.03,131.40,130.78,128.89,128.75,125.35,125.12,119.78,106.21。
实施例10
制备结构式如下的6-氯-2-丁基-4H-苯并吡喃-4-酮
在实施例1中，所用的2-碘苯酚用等摩尔4-氯-2-碘苯酚替换，苯乙炔用等摩尔1-己炔替换，其他步骤与实施例1相同，得到黄色固体6-氯-2-丁基-4H-苯并吡喃-4-酮，其收率为95％，结构表征数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.15(s,1H),7.58(d,J＝10.6Hz,1H),7.38(d,J＝8.9Hz,1H),6.18(s,1H),2.62(t,J＝7.6Hz,2H),1.75-1.69(m,2H),1.46-1.41(m,2H),0.96(t,J＝7.3Hz,3H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ177.35,170.38,155.09,133.84,131.10,125.41,124.99,119.82,110.02,34.24,29.07,22.35,13.93。
实施例11
制备结构式如下的6-溴-2-苯基-4H-苯并吡喃-4-酮
在实施例1中，所用的2-碘苯酚用等摩尔4-溴-2-碘苯酚替换，苯乙炔用等摩尔1-己炔替换，其他步骤与实施例1相同，得到黄色固体6-溴-2-苯基-4H-苯并吡喃-4-酮，其收率为95％，结构表征数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.37(d,J＝2.3Hz,1H),7.92(d,J＝6.4Hz,2H),7.79(dd,J＝8.8,2.3Hz,1H),7.55(d,J＝7.2Hz,3H),7.48(d,J＝8.9Hz,1H),6.84(s,1H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ177.18,163.87,155.20,136.89,132.03,131.61,129.29,128.59,126.50,125.49,120.20,118.85,107.77,100.14。
实施例12
制备结构式如下的6-溴-2-噻吩基-4H-苯并吡喃-4-酮
在实施例1中，所用的2-碘苯酚用等摩尔4-溴-2-碘苯酚替换，苯乙炔用等摩尔2-乙炔基噻吩替换，其他步骤与实施例1相同，得到黄色固体6-溴-2-噻吩基-4H-苯并吡喃-4-酮，其收率为93％，结构表征数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.33(d,J＝2.4Hz,1H),7.76(dd,J＝8.9,2.4Hz,1H),7.72(d,J＝3.8Hz,1H),7.60(d,J＝5.0Hz,1H),7.43(d,J＝8.9Hz,1H),7.21-7.18(m,1H),6.70(s,1H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ176.59,159.41,154.82,136.81,134.90,130.79,128.90,128.76,128.55,125.49,120.02,118.87,106.29。
实施例13
制备结构式如下的7-氯-2-(4-甲氧基苯基)-4H-苯并吡喃-4-酮
在实施例1中，所用的2-碘苯酚用等摩尔5-氯-2-碘苯酚替换，苯乙炔用等摩尔4-甲氧基苯乙炔替换，其他步骤与实施例1相同，得到黄色固体7-氯-2-(4-甲氧基苯基)-4H-苯并吡喃-4-酮，其收率为95％，结构表征数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.18(d,J＝2.5Hz,1H),7.86(d,J＝8.9Hz,2H),7.64-7.60(m,1H),7.50(d,J＝8.9Hz,1H),7.02(d,J＝8.9Hz,2H),6.74(s,1H),3.89(s,3H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ177.31,163.91,162.77,154.61,133.89,131.18,128.21,125.26,123.67,119.81,106.11,55.66。
实施例14
制备结构式如下的7-氯-2-噻吩基-4H-苯并吡喃-4-酮
在实施例1中，所用的2-碘苯酚用等摩尔5-氯-2-碘苯酚替换，苯乙炔用等摩尔2-乙炔基噻吩替换，其他步骤与实施例1相同，得到黄色固体7-氯-2-噻吩基-4H-苯并吡喃-4-酮，其收率为97％。