3-[4-(甲基磺酰基)-2-氯苯甲酰基]二环[3.2.1]-2,4-辛二酮的合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种3-[4-(甲基磺酰基)-2-氯苯甲酰基]二环[3.2.1]-2,4_辛二酮的 合成方法，属于化工和化学医药领域。
【背景技术】
[0002] 2-取代苯甲酰基-1,3-环己二酮化合物具有一定的除草活性（US 5006158， CN85109770)，3-(烃硫基)-2-苯甲酰环己-2-酮和取代的芳基双环二酮可作为除草活性化 合物(US 4762551，EP0338992)。但是，这些化合物对水稻具有很高的植物毒性，它们难以作 为稻田除草剂使用。与上述的二酮类化合物具有除草活性相比，取代的苯甲酰基环烯酮1对 生长在水稻田中的一年生和多年生杂草都有着相当高的除草活性，而对水稻植株显示出了 很低的植物毒性（CN1105023A)，在土壤中有着较好的移动性和水溶性（CN1105023A，JP 10109972 A,AU 672058 B2JP 07082240 A)〇
[0003]
[0004] A:RS-,RS〇2-,R〇-；B:X,N〇2,R,RS〇2-；D:X,RS〇2-.
[0005] CN1105023A公开了3-[4-(甲基磺酰基)-2-氯苯甲酰基]双环[3.2.1]-辛烷-2,4-二酮是合成稻田除草剂1的中间体，而双环[3.2.1]辛烷-2,4-二酮又是合成3-[4-(甲基磺 酰基）-2-氯苯甲酰基]双环[3.2. 1]-辛烷-2，4_二酮的重要中间体（WOO 194339A1， TOO 166522A1)。目前合成双环[3.2.1 ]辛烷-2，4-二酮有下列方法：以降冰片烷酮作起始原 料合成双环[3.2.1]辛烷-2,4-二酮(JP 10265441(A)，JP 10265415);以环戊二烯二聚体为 原料，经过6步反应得到双环[3.2.1 ]辛烷-2，4-二酮(CN1450044A);也有以二环[3.2.1 ] -2-辛烯为原料合成双环[3.2.1]辛烷-2,4-二酮(W0 2005105717);还有文献以环戊二烯、1，2， 3,3-四氯环丙稀和乙二醇为原料，经过6步反应合成（Tetrahedron Lett. ,2013,54(6): 557-561);以1，1，2，2，3-五氯环丙烷和环戊二烯为原料，经过一系列反应，先得到双环 [3.2. 1]-6-辛烯-2,4-二酮，再催化加氢合成化合物双环[3.2. 1]辛烷-2,4-二酮 (TO2005123667)。这些方法要么原料价格较高，要么合成步骤多，因此这些方法看起来不经 济。本发明以廉价易得的降冰片烯为原料，经过简单的4步反应，先合成双环[3.2.1]辛烷-2，4_二酮，然后和4-(甲基磺酰基)-2-氯苯甲酰氯发生酰化反应，合成了3-[4-(甲基磺酰 基) -2_氯苯甲酰基]双环[3.2.1 ]-辛烧-2，4-二酮。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种3-[4_(甲基磺酰基)-2_氯苯甲酰基]二环[3.2.1 ]_2， 4_辛二酮的合成方法，该方法原料价格低廉，合成步骤少，并且反应条件温和，收率高，对环 境污染少，适于工业化生产。
[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0008] -种3-[4-(甲基磺酰基)-2-氯苯甲酰基]二环[3.2.1]-2,4_辛二酮的合成方法， 包括以下步骤：
[0009] 1)以降冰片烯为起始主原料，降冰片烯在碱存在下，与氯仿反应，得3，4-二氯双环 [3.2.1]-2-辛烯(式111) ;
[0010]
111
[0011] 2)3，4_二氣双环[3.2.1 ]_2_辛稀的稀丙基氣水解，得3_氣双环[3.2.1 ]_3_辛稀-2_醇(式TV八
[0012] m
iy
[0013] 3)将3-氯双环[3.2. U-3-辛烯-2-醇的烯丙醇在氧化剂作用下氧化，得3-氯双环 [3.2.1 ] -3-辛稀-2-酮(式 V);
[0014]
[0015] 4)将3-氯双环[3.2. 1]-3-辛烯-2-酮在催化剂的作用下和碱反应，得双环 [3·2·1]-2,4-二酮(式 VI);
[0016]
[0017] 5)将双环[3.2.1 ]-2，4-二酮和4-(甲基磺酰基)-2-氯苯甲酰氯反应，得目标产物 3-[4-(甲基磺酰基)-2-氯苯甲酰基]二环[3.2.1]-2,4_辛二酮；
[00181
[0019]其中，步骤1)中经历如下反应机理:二氯卡宾和降冰片烯发生加成反应，形成的三 元环中间体Γ脱掉氯离子，得到碳正离子2'，然后三元环开环，发生重排反应，形成更稳定
[0020] 的碳正离子3'，最后碳正离子3'和氯离子结合得到化合物Π 。
[0021]
[0022]化合物V转化成化合物VI经历如下可能的反应机理:首先氰基负离子和α，β_不饱 和酮V发生1，4加成反应，生成中间体Γ，中间体Γ属于烯丙型的腈类化合物，和氢氧化钠 发生亲核取代反应，得到氧负离子中间体2'，接受甲醇中的一个质子，形成乙烯醇型的中间 体3'，互变异构转化成中间体4'，在碱的作用下，发生Ε2消除反应，形成乙烯醇型的中间体 5'，互变异构转化成酮式产物VI。
[0023]
[0024] VI属于1，3_二酮类化合物，亚甲基受二个羰基的共同影响，具有较强的酸性，存在 互变异构现象。
[0025]
[0026] 核磁共振氢谱既有酮式的吸收峰，也有烯醇式的吸收峰。从核磁共振氢谱吸收峰 的面积比看，在⑶Cl3中酮式约占93%，烯醇式约占7%。如果VI以酮式存在，碳谱只有5个 峰，如果只以烯醇式存在，碳谱只有8个峰，而测定的结果碳谱有13个峰，碳谱也说明VI是酮 式和烯醇式的动态平衡。
[0027]步骤5):化合物I的合成优选无水三氯化铝作催化剂，1，2_二氯乙烷作溶剂。化合 物VI的酮式首先转化成烯醇式，然后4-甲磺酰基-2-氯苯甲酰氯和烯醇式中的醇羟基在无 水三氯化铝催化下，发生酰基化反应，得到羧酸酯，最后在无水三氯化铝催化下发生类似 Fries重排的反应，得到的烯醇通过互变异构转化成化合物I。
[0028]
[0029] 化合物I如果以酮式结构存在，那么和三个羰基相连的次甲基的吸收峰化学位移 预计在4.5-5. Oppm。由于在此处没有吸收峰，说明化合物I在CDC13溶剂中没有酮式结构，而 全部是烯醇式结构。碳谱吸收峰是16个，也证明目标产物是以烯醇式结构存在。和桥头手性 碳原子相连的三个亚甲基都是不等价质子，化学位移不同，这三个亚甲基都以多重峰的形 式出现。
[0030] 具体地，所述步骤1)为：以降冰片烯为起始主原料，降冰片烯在碱存在、季铵盐相 转移催化作用下，与氯仿反应，反应温度为0-100°C，得3，4-二氯双环[3.2.1 ]-2-辛烯，所述 降冰片烯与氯仿的摩尔比为1:1-4,所述降冰片烯与季铵盐的摩尔比为100:0.1-1，所述降 冰片烯与碱的摩尔比为1:1-4。
[0031 ]作为优选，所述步骤1)中的碱为碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、碱金属醇盐 或碱金属氨化物。
[0032]作为优选，所述步骤1)中的碱为NaOH、KOH或甲醇钠，季铵盐为苄基三甲基氯化铵、 苄基三乙基氯化铵或三辛基甲基氯化铵。
[0033]具体地，所述步骤2)中3,4_二氯双环[3.2.1]-2_辛烯的烯丙基氯在碱存在的条件 下水解，所述碱为碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物，所述3，4-二氯双环[3.2.1 ]-2-辛 烯与碱的摩尔比为1:1-4。
[0034]作为优选，所述步骤3)中的氧化剂为金属氧化物、二甲亚砜、氧气、琼斯试剂或盐 类。
[0035] 作为优选，所述步骤4)中的催化剂为氰化钾或氰化钠，所述3-氯双环[3.2.1]-3_ 辛烯-2-酮与催化剂的摩尔比为100:1-10。
[0036] 作为优选，所述步骤4)中的碱为碱金属氢氧化物或碱土金属氢氧化物，所述3-氯 双环[3.2.1 ]-3_辛烯-2-酮与碱的摩尔比为1:1-5。
[0037] 具体地，所述步骤5)为将双环[3.2.1]-2,4_二酮和4_(甲基磺酰基)-2_氯苯甲酰 氯在路易斯酸和溶剂存在的条件下反应，得目标产物3-[4-(甲基磺酰基)-2-氯苯甲酰基] 二环[3.2.1]-2,4_辛二酮，所述路易斯酸为三氯化铝、三氯化铁、二氯化锌或三氟化硼，所 述溶剂为1，2_二氯乙烷、氯仿或二氯甲烷。
[0038] 作为优选，所述步骤5)中双环[3.2.1]-2,4_二酮与4-(甲基磺酰基)-2-氯苯甲酰 氯的摩尔比为1:1-3，双环[3.2.1 ]-2，4_二酮与路易斯酸的摩尔比为1:1-5。
[0039]本发明的有益效果是:本发明提供的一种3-[4_(甲基磺酰基)-2_氯苯甲酰基]二 环[3.2. l]-2,4-辛二酮的合成方法，该方法原料价格低廉，合成步骤少，并且反应条件温 和，收率高，对环境污染少，适于工业化生产。
【具体实施方式】
[0040] 实施例1
[0041] 1. 3,4_二氯双环[3·2·1]-2-辛烯的合成 [0042:
[0043] 降冰片烯80 · 0g(0 · 848mol)溶解在406 · 8g(3 ·408mol)氯仿和8mL乙醇中，再加 1 · 6g (0.0084mol)苄基三甲基氯化铵，加热到50°C，电动搅拌下滴加 50%氢氧化钠水溶液272g (3.4mol)，加完之后，混合物在50°C搅拌反应3小时，薄层检测反应进程(展开剂:石油醚）。 混合物倒入300g冰水中，乙酸乙酯萃取(400mL X 2)。有机层用300mL水洗涤1次，无水硫酸钠 干燥，浓缩至干。得到油状产物122g，产率81.2%。没有进一步纯化直接进行下一步反应。 ^-ΝΜΚΗΟΟΜΗζ,ΟΧ^,δ/ρρπι) :6.14(d，J = 7.2Hz，lH，=CH)，4.22(d，J = 2.8Hz，lH，CHCl)， 2.74~2.62(m，2H，CH2)，2.07~1.95(m，2H，CH2)，1.73~1.69(m，2H，CH2)，1.45~1.32(m， 2H,CH2)〇
[0044] 2. 3-氯双环[3.2.1 ]-3-辛烯-2-醇的合成
[0045]
[0046] 氢氧化钠105 · 2g(2 · 63mol)溶解在1080mL水中，加3,4-二氯双环[3 · 2 · 1 ]-2_辛烯 116.4g(0.657mol)和苄基三甲基氯化铵154mg，加热回流过夜，薄层检测反应进程(展开剂： 二氯甲烷）。冷却至室温，混合物用二氯甲烷萃取(450mLX2)，有机层用300mL水洗涤一次， 无水硫酸钠干燥，蒸馏除掉溶剂，得到橙色油状液体产物96.92g，产率93 %。匪R (400MHz，CDCl3，S/ppm):6.12((1, J = 7.0Hz，lH，=CH)，3.76(d，J = 3.2Hz，lH，CH0H)，2.66~ 2.45(m，2H，2CH)，2.26(s，lH，0H)，2.58~2.00(m，4H，2CH2)，1.40~1.24(m，2H，CH2)。
[0047] 3. 3-氯双环[3.2. l]-3-辛烯-2-酮的合成
[004