一种叔丁基酯类化合物的合成方法

文档序号:10466072阅读:667来源:国知局
一种叔丁基酯类化合物的合成方法
【专利摘要】本发明提供了一种叔丁基酯化合物的合成方法,该方法以腈类化合物和过氧化叔丁醇为原料,在无金属条件下,温和的环境中合成叔丁基酯衍生物。该方法具无无过渡金属催化剂、原料廉价易得、反应底物适应性广、产物的选择性和产率都很高、反应条件温和、绿色环保等优点,具有良好的工业应用前景。
【专利说明】一种叔丁基酯类化合物的合成方法 【技术领域】
[0001] 本发明涉及有机合成领域,具体涉及一种叔丁基酯类化合物的合成方法。 【【背景技术】】
[0002] 叔丁基酯是一类具有重要结构单元的化合物,因为它广泛应用在合成领域,用于 药物和农用化学品的合成中。此外叔丁基酯还有一类非常重要的优势就是作为保护基团和 用于羧酸的来源。因此,叔丁基酯类化合物的合成一直备受药物学家和化学家的关注。
[0003] 传统叔丁基酯的化合物的合成方法主要是通过羧酸或者它的衍生物与叔丁醇反 应,但是苛刻的反应条件和酸对仪器的腐蚀,限制了该方法的进一步应用。近年来已有很多 文献报道了叔丁基酯化合物的合成,比如:Aiwen Lei课题组报道了卤代苯插羰与叔丁醇钾 合成叔丁基酯;Bin Xu教授报道了过渡金属Ru催化C-H活化合成叔丁基酯;Zheng Huang教 授通过过渡金属Ir催化节醇与甲基叔丁基酯合成新的叔丁基酯类化合物;Troe Is Skrydstrup教授报道了 Pd催化卤代芳经通过插羰与叔丁醇钠反应合成叔丁基酯;Yusheng Wu教授报道了 Pd催芳硼酸与叔丁酸酐反应合成叔丁基酯。虽然采用这些方法都可以有效地 合成叔丁基酯化合物,但是这些方法都有一定的局限性:大量酸的使用对仪器有一定的腐 蚀作用;昂贵的过渡金属的使用;较高的反应温度;卤素的使用对环境有不可避免的污染。 因此开发一种在温和的反应条件下,无需金属催化高效的合成叔丁基酯化合物的方法是有 机化学家亟待解决的问题之一。(参考文献:Tetrahedron Lett .,1997,38,7345 ; J?Org?Chem.,1977,42,1286;S?C.Bergmeier,H.Rapoport,J?Org?Chem.,1994,59,3216; J.Am.Chem.Soc?,2009,131,729;Chem.Commun.,2014,50,14129;0rg Lett?,2012,14,284; Angew?Chem.Int?Ed?,2015,54,4023;Org?Lett?,2014,16,1836;Angew?Chem.Int?Ed?, 2012,51,12542.)〇
[0004] 本发明提供了一种在温和的条件下,在金属自由的环境中腈类化合物与叔丁基过 氧化物反应合成叔丁基酯化合物的方法,该方法具有反应条件温和、操作简单、原料廉价、 绿色环保等优势。 【
【发明内容】

[0005] 本发明的目的是发展一种在无金属条件下,在温和的环境中,用廉价易得的原料, 高转化率和高产率地合成叔丁基酯化合物的方法。
[0006] 本发明的发明目的是通过如下技术方案实现的:
[0007] -种如式(/)所示的叔丁基酯化合物的合成方法,包含如下操作步骤:
[0008] 在装不同结构的腈和过氧化叔丁基的的容器中,加入溶剂和添加剂,
[0009] 合适的反应温度下搅拌,反应结束后用水或饱和盐溶液洗涤,然后用
[0010] 有机溶剂萃取,干燥,减压蒸馏浓缩除去溶剂,粗产品经柱色谱分离,
[0011] 即得目标产物:
[0013] R是C2~C8的烷基、苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-硝基苯基、
[0014] 4-羟基苯基、4-氟苯基、4-氯苯基、4-溴苯基、4-碘苯基、4-三氟甲基
[0015] 苯基、4-腈基苯基、3-甲基苯基、2-噻吩基、2-吡啶基、1-萘基、2-萘基。
[0016]
[0017] 所述的添加剂是选自 MgS〇4、Na2S〇4、K2C〇3、CaCl2、Na2C〇3、CS2C〇3、C4H9〇K、C4H9〇Na、4A 分子筛中的一种或两种以上中的一种或两种以上。
[0018] 所述的有机溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMS0)、乙腈、1,4-二氧 六环、四氢呋喃、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、氯苯、1,2_二甲苯或1,2_二氯乙烷中的一种或两种 以上。
[0019] 所述的温度主要是25。0100。(:。
[0020] 所述的添加剂的用量是20-100mg。
[0021 ]所述腈和叔丁基过氧化物之间的摩尔比为[1:1]~[1:9]。
[0022]所述的腈是选自正丙腈、正戊腈、正庚腈、节腈、4-甲基苄腈、4甲氧基苄腈、4-硝基 节腈、4-羟基节腈、4-氟节腈、4-氯节腈、4-溴节腈、4-碘节腈、4-二氟甲基节腈、3-甲基节 腈、4-腈基苄腈、2-噻吩乙腈、2-吡啶乙腈、1 -萘乙腈、2-萘乙腈、对苯基苄腈。
[0023]本发明所涉及的合成路线如下:
[0025]根据实验结果,本发明所提供的无金属条件下,在温和的环境中用廉价易得的原 料来合成叔丁基酯类化合物,产物的选择性和收率都很高,绿色环保,具有良好的工业应用 前景。
[0026]【附图简要说明】
[0027]图1为本发明提供的叔丁基酯化合物的合成路径图。
【【具体实施方式】】
[0029] 下面结合本发明的合成例对本发明所述的合成方法作进一步说明,需要说明的 是,实施例并不构成对本发明要求保护范围的限制:
[0030] 叔丁基酯化合物的合成
[0031] 如图1所示,本发明提供的叔丁基酯化合物(I)的合成步骤为:在反应容器中加入 0.2mmol腈(如:节腈等),叔丁基过氧化物0.2~1.8mmol,添加剂20-100mg,然后加入2ml溶 剂(如:N,N-二甲基甲酰胺),25-100°C反应,反应结束后,用水或饱和盐溶液洗涤,然后用有 机溶剂萃取,干燥,减压蒸馏浓缩除去溶剂,粗产品经柱色谱分离,即得目标产物。
[0032] 合成例1
[0033]戊酸叔丁酯的合成
[0034] 在反应容器中加入0.2mmol正戊腈,20mg K2C〇3,0.2mmol叔丁基过氧化物,然后加 入2ml N,N-二甲基甲酰胺,25°C反应,反应结束后,用水洗涤,然后以有机溶剂萃取,干燥, 减压蒸馏浓缩除去溶剂,粗产品经柱色谱分离,即得目标产物,产率70%。
[0035] 合成例2
[0036]苯甲酸叔丁酯的合成
[0037] 在反应容器中加入0.2mmol节腈,40mg Na2C〇3,0.4mmol叔丁基过氧化物,然后加入 2ml 1,4-二氧六环,40 °C反应,反应结束后,用水洗涤,然后以有机溶剂萃取,干燥,减压蒸 馏浓缩除去溶剂,粗产品经柱色谱分离,即得目标产物,产率84%。
[0038] 合成例3
[0039]对甲基苯甲酸叔丁酯的合成
[0040] 在反应容器中加入0.2mmol对甲基节腈,50mg MgS〇4,0.5mmol叔丁基过氧化物,然 后加入2ml乙腈,50°C反应,反应结束后,用水洗涤,然后以有机溶剂萃取,干燥,减压蒸馏浓 缩除去溶剂,粗产品经柱色谱分离,即得目标产物,产率77%。
[0041 ] 合成例4
[0042]对甲氧基苯甲酸叔丁酯的合成
[0043] 在反应容器中加入0.2mmol对甲氧基节腈,50mg Na2S〇4,0.6mmol叔丁基过氧化物, 然后加入2ml二甲亚砜,60°C反应,反应结束后,用水洗涤,然后以有机溶剂萃取,干燥,减压 蒸馏浓缩除去溶剂,粗产品经柱色谱分离,即得目标产物,产率91 %。
[0044] 合成例5
[0045] 对硝基苯甲酸叔丁酯的合成
[0046] 在反应容器中加入0.2mmol对硝基基节腈,100mg CS2C〇3,0.6mmol叔丁基过氧化 物,然后加入2ml甲苯,50°C反应,反应结束后,用水洗涤,然后以有机溶剂萃取,干燥,减压 蒸馏浓缩除去溶剂,粗产品经柱色谱分离,即得目标产物,产率77%。
[0047] 合成例6
[0048]对羟基苯甲酸叔丁酯的合成
[0049] 在反应容器中加入0.2mmol对羟基节腈,50mg 4A分子筛,l.Ommol叔丁基过氧化 物,然后加入2ml 1,2_二甲苯,40°C反应,反应结束后,用水洗涤,然后以有机溶剂萃取,干 燥,减压蒸馏浓缩除去溶剂,粗产品经柱色谱分离,即得目标产物,产率46%。
[0050] 合成例7
[0051 ]对氯苯甲酸叔丁酯的合成
[0052] 在反应容器中加入0.2mmol对氯节腈,80mg C4H9〇K,1.2mmol叔丁基过氧化物,然后 加入2ml乙腈,50°C反应,反应结束后,用水洗涤,然后以有机溶剂萃取,干燥,减压蒸馏浓缩 除去溶剂,粗产品经柱色谱分离,即得目标产物,产率83%。
[0053] 合成例8
[0054]对溴苯甲酸叔丁基酯的合成
[0055] 在反应容器中加入0.2mmol对溴节腈,80mg 4A分子筛,1.2mmol叔丁基过氧化物, 然后加入2ml 1,2_二氯乙烷,60°C反应,反应结束后,用水洗涤,然后以有机溶剂萃取,干 燥,减压蒸馏浓缩除去溶剂,粗产品经柱色谱分离,即得目标产物,产率56%。
[0056] 合成例9
[0057]对碘苯甲酸叔丁基酯的合成
[0058] 在反应容器中加入0.2mmol对碘节腈,100mg CaCl2,1.4mmol叔丁基过氧化物,然 后加入2ml甲苯,60°C反应,反应结束后,用水洗涤,然后以有机溶剂萃取,干燥,减压蒸馏浓 缩除去溶剂,粗产品经柱色谱分离,即得目标产物,产率66%。
[0059] 合成例10
[0060] 1-萘甲酸叔丁基酯的合成
[0061 ] 在反应容器中加入0.2mmol 1-萘乙腈,lOOmg C4HgONa,l .2mmol叔丁基过氧化物, 然后加入2ml甲苯,60°C反应,反应结束后,用水洗涤,然后以有机溶剂萃取,干燥,减压蒸馏 浓缩除去溶剂,粗产品经柱色谱分离,即得目标产物,产率71 %。
[0062] 合成例11
[0063] 2-萘甲酸叔丁基酯的合成
[0064] 在反应容器中加入0.2mmol2-萘乙腈,lOOmg C4H90Na,1.2mmol叔丁基过氧化物,然 后加入2ml甲苯,60°C反应,反应结束后,用水洗涤,然后以有机溶剂萃取,干燥,减压蒸馏浓 缩除去溶剂,粗产品经柱色谱分离,即得目标产物,产率83%。
[0065] 合成例12
[0066] 2-吡啶甲酸叔丁酯的合成
[0067] 在反应容器中加入0.2mmo 12-吡啶乙腈,50mg C4H9OK,1.4mmo 1叔丁基过氧化物,然 后加入2ml N,N-二甲基甲酰胺,80°C反应,反应结束后,用水洗涤,然后以有机溶剂萃取,干 燥,减压蒸馏浓缩除去溶剂,粗产品经柱色谱分离,即得目标产物,产率65%。
[0068] 合成例13
[0069] 2-噻吩甲酸叔丁酯的合成
[0070] 在反应容器中加入0.2mmol 2-噻吩乙腈,80mg 4A分子筛,1.8mmol叔丁基过氧化 物,然后加入2ml二甲亚砜,100°C反应,反应结束后,用水洗涤,然后以有机溶剂萃取,干燥, 减压蒸馏浓缩除去溶剂,粗产品经柱色谱分离,即得目标产物,产率77%。
[0071] 合成例14
[0072]对三氟甲基苯甲酸叔丁酯的合成
[0073] 在反应容器中加入0.2mmol对三氟甲基节腈,80mg 4A分子筛,l.Ommol叔丁基过氧 化物,然后加入2ml乙腈,100 °C反应,反应结束后,用水洗涤,然后以有机溶剂萃取,干燥,减 压蒸馏浓缩除去溶剂,粗产品经柱色谱分离,即得目标产物,产率45%。
[0074] 合成例15
[0075]对苯基苯甲酸叔丁酯的合成
[0076] 在反应容器中加入0.2mmol对苯基节腈,50mg C4H9〇K,1.0mmol叔丁基过氧化物,然 后加入2ml N-甲基吡咯烷酮,100°C反应,反应结束后,用水洗涤,然后以有机溶剂萃取,干 燥,减压蒸馏浓缩除去溶剂,粗产品经柱色谱分离,即得目标产物,产率71 %。
【主权项】
1. 一种具有下述结构式的叔丁基酯α)类化合物的合成方法,包含如下操作步骤: 在装不同结构的腈和过氧化叔丁基的的容器中,加入溶剂和添加剂,合适的反应温度 下搅拌,反应结束后用水或饱和盐溶液洗涤,然后用有机溶剂萃取,干燥,减压蒸馏浓缩除 去溶剂,粗产品经柱色谱分离,即得目标产物:2. 根据权利要求1所述的叔丁基酯化合物的合成方法,其特征在于,所述的结构式(I) 中: R是C2~C8的烷基、苯基、4-甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-硝基苯基、4-羟基苯基、4-氟苯 基、4_氣苯基、4_漠苯基、4_鹏苯基、4_二氣甲基苯基、4_臆基苯基、3_甲基苯基、2_噻吩基、 2-吡啶基、1 -萘基、2-萘基、对苯基苯基。3. 根据权利要求1所述的叔丁基酯化合物的合成方法,其特征在于,所述有机溶剂是选 自N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、乙腈、1,4_二氧六环、四氢呋喃、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、氯 苯、1,2_二甲苯或1,2_二氯乙烷中的一种或两种以上。4. 根据权利要求1所述的叔丁基酯化合物的合成方法,其特征在于,所述的添加剂是选 自]\^5〇4、恥25〇4、1(2〇)3丄3(:12、他2〇)3、052〇)3、〇4119〇1(丄4119〇恥、4厶分子筛中的一种或两种以 上。5. 根据权利要求1所述的叔丁基酯化合物的合成方法,其特征在于,所述的温度主要是 25。0100。。。6. 根据权利要求1所述的叔丁基酯化合物的合成方法,其特征在于,所述的的添加剂的 用量是20-100mg。7. 根据权利要求1所述的叔丁基化合物的合成方法,其特征在于,所述的腈和叔丁基过 氧化物之间的摩尔比为[1:1]~[1:9]。8. 根据权利要求1所述的叔丁基酯化合物的合成方法,其特征在于,所述的腈是选自正 丙腈、正戊腈、正庚腈、苄腈、4-甲基苄腈、4甲氧基苄腈、4-硝基苄腈、4-羟基苄腈、4-氟苄 腈、4-氯节腈、4-溴节腈、4-碘节腈、4-二氟甲基节腈、3-甲基节腈、4-腈基节腈、2-噻吩乙 臆、2-吡啶乙臆、1-萘乙臆、2-萘乙臆、对苯基节臆。
【文档编号】C07C69/24GK105820049SQ201610316226
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年5月13日
【发明人】陈秀玲, 孙绍发, 汪舰, 郭海兵, 李艳
【申请人】湖北科技学院
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