专利名称：一种(E)-α,β-不饱和羰基化合物的合成方法
一种(历-a, / -不饱和Jtt化合物的合成方法
技术领域：
本发明属于催化有机合成领域，具体地说涉及一种CE)-a,"-不饱和羰基化 合物的合成方法。
背景技术：
以作为反应底物用于氢化、过氧化、环加成、迈克尔加成、共轭加成等等反应。 生物应用方面可以作为过氧化酶增生扩散体活化受体Y配体的核心单元。但是， 在合成"，^-不饱和羰基化合物过程构建碳-碳双键仍然面临艰难的挑战。传 统的碳-碳双键构建方法是在强碱催化下芳香醛和脂肪酮通过克莱森-施密特缩 合而得到，该法使用强碱，例如氬氧化钠，曱醇钠等，从而不可避免地导致双 缩合和脂肪醛二聚等副反应的发生。同时对强碱敏感的底物也不适用，选择性 很差。改进的方法是使用路易斯酸催化的Mukaiyama醛酮缩合然后再脱水。该 法是多步反应，且底物需要活化分离，同时产生了4艮多有机或盐类废物，既不 符合节能要求也不符合原子经济性的要求。最近^艮道的二丁基锡二曱氧烷催化 的不同的醛酮缩合制备"，"-不饱和羰基化合物，该法选择性很好，产率较高， 但是酮需要通过制备成三氯乙酸烷基烯醇酯来活化，操作复杂，反应步骤多， 原料要求高，同时使用曱醇做溶剂，毒性大，不环保。
近年来，直接构建碳-碳双键法被认为是理想的方法。它不需要活化的底物 做原料，水是唯一的副产物；另外，由于不需要多步转化和从多种副产物进行 产物分离而显著符合节能和原子经济性的要求。但是通常的直接构建的碳-碳双 键的方法需要无水条件，有些顺反选择性也差。从环境保护、节能和原子经济 性的角度而言，采用未经活化的醛或酮直接高效选择性地构建(5)-a， y -不饱和 羰基化合物更具有吸引力。但是，这种直接构建方法需要理想合适的催化剂。
4为了克服(巧-a， y -不饱和羰基化合物合成方法的缺点，本专利申请人在其
于2009年4月30日提交的申请号为200910043259.3的题为"含桥式氮原子配体的有机锑离子化合物及其制备与应用"的专利申请中，记栽了 一种阳离子型有机锑配合物。研究表明，以该配合物作为催化剂，开发一种全新的(^)-ct，"-不饱和羰基化合物的选择性催化合成路径，在理论和实践上都是可行的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种(5)-a，"-不饱和羰基化合物的合成方法，以提高产率和催化剂的选捧性。
为达到上述发明目的，本发明提出以下的技术方案
一种CE)-a，yg-不饱和羰基化合物的合成方法，以醛和酮为原料，采用含桥式氮原子配体的有才几锑离子配合物为主催化剂，脂肪胺为助催化剂，在质子溶剂中进行催化反应，制得(E)-a， A不饱和羰基化合物。
上述合成方法中，所述催化剂是具有结构式/的阳离子型有才几锑配合物
该配合物中的Sb"除与配体中的两个碳原子成键外，还与配体中的氮原子形成
配位键，与对应的阴离子形成离子键。
上述合成方法中，所述结构式/中的X基团是带有较强拉电能力的阴离子，
优选全氟烷基磺酸根离子、PF6-、 BF" C1CV、 HSCV或HSCV;所述结构式/
中的R基团是任意的脂肪基和芳香基基团，优选苯基、环己基、叔丁基或甲基。上述合成方法中，所述主催化剂的摩尔添加量为0.01-12%。上述合成方法中，所述助催化剂脂肪胺优选环己胺、正丁胺、正丙胺或乙
胺中的至少一种。
上述合成方法中，所述原料醛是脂肪醛或芳香醛，优选苯甲醛、对氯苯曱醛、对三氟甲基苯曱醛、对曱基苯甲醛、对甲氧基苯曱醛、正辛醛、肉桂醛、
5对硝基苯曱醛或糠醛。
上述合成方法中，所述原料酮是脂肪酮或芳香酮，优选环己酮、环戊酮、丙酮、苯乙酮、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯或乙酰丙酮。
上述合成方法中，所述质子溶剂优选曱醇、乙醇或水。
上述合成方法中，所述催化反应的条件为在0-120。C下反应0.5-12小时。本发明所采用的含桥式氮原子配体的有机锑离子化合物催化剂，其具体化合物及其制备方法，请参照本专利申请人于2009年4月30日提交的申请号为200910043259.3的题为"含桥式氮原子配体的有机锑离子化合物及其制备与应用"的专利申请。
本发明所提供的合成方法为(^)-ot，々-不饱和羰基化合物的制备开辟了新的低成本"绿色"途径，其优点在于原料来源广泛，目标产物的选择性和产率均接近100%,催化剂可以多次重复利用，反应条件简单，易于操作，成本低，制备过程绿色环保。
图1所示是本发明提供的(E)-0C，;8-不饱和羰基化合物的合成路径图。
具体实施方式
本发明所提供的催化合成(￡)- ，"-不饱和羰基化合物方法的合成路径，请参见附图1:将作为原料化合物的醛和酮置入反应容器内，加入在水或其他质子溶剂，然后加入催化剂有机锑离子化合物和助催化剂脂肪胺，在0-120。C的环境下反应0.5-12小时，反应完成后即得目标化合物。
下面结合具体的制备例对本发明做进一步说明
制备例1
在50mL单口烧瓶中加入0.03mmol有机锑离子化合物(R = Ph， X =OS02C8F17)和2.0 mL水、l.Ommol苯甲醛(R1 = Ph)和1.0 mmol正丙胺(R4="-C3H7)，搅拌5分钟后，加入1.2 mmol环己酮(R2-R3 = -(CH2)4-)，置于带磁力搅拌的水浴反应器中，25。C下进行反应6小时。TLC跟踪反应至反应完全。反应结果为(￡>2-千烯环己酮，产率为99%， (￡)-2-千烯环己酮的选择性为99%。催化剂重复利用IO次后，其催化性能未见下降。制备例2
在50 mL单口烧瓶中加入0.09 mmol有机锑离子化合物(R = CsHu, X =OS02C6F5 )和2.0 mL水、1.0 mmol苯曱醛(R1 = Ph)和1.0 mmol正丙胺(R4 = -C3H7), 搅拌5分钟后，加入1.2 mmol苯乙酮(R2 = Ph, R3 = H)，置于带磁力搅拌的水浴反应器中，110°C下进行反应2小时。TLC跟踪反应至反应完全。反应结果为OE)-查尔酮，产率为92%, (E)-查尔酮的选择性为99%。
制备例3
在50 mL单口烧瓶中加入0.05 mmol有机锑离子化合物(R = (CH3)3C， X =OS02CF3)和2.0mL乙醇、1.0 mmol苯曱醛(R1 = Ph)和1.0 mmol正丙胺(114 ="-C3H7)， 搅拌5分钟后，加入1.2 mmol丙酮(R2 = CH3， R3 = H)， 置于带磁力搅拌的水浴反应器中，55。C下进行反应2小时。TLC跟踪反应至反应完全。反应结果为(￡)-4-苯基丁-3-烯-2-酮，产率为90%,(五)-2-节烯环己酮的选择性为98%。
制备例4
在50 mL单口烧瓶中加入0.01 mmol有机锑离子化合物(R = CH3， X = PF6 )和2.0mL甲醇、1.0mmol对氯苯曱醛(R1 =，(:1(:6^14)和1.0mmol正丙胺(114 ="-C3H7)， 搅拌5分钟后，加入1.2 mmol环己酮(R2-R3 = -(CH2)4-)，置于带》兹力搅拌的水浴反应器中，15 °C下进行反应7.5小时。TLC跟踪反应至反应完全。反应结果为(」B)-2-千烯环己酮，产率为99%， (￡>2- (4-氯千烯)环己酮的选择性为99%。催化剂重复利用IO次后，其催化性能未见下降。
制备例5
在50 mL单口烧瓶中加入0.0001 mmol有机锑离子化合物(R = Ph， X =BF4)和2.0 mL乙醇、1.0 mmol对三氟甲基笨甲醛(R1 = p-CF3QH4)和1.0 mmol正丁胺(R4 = w-C4H9)， 搅拌5分钟后，加入1.2 mmol环己酮(R2-R3 = -(CH2)4-)，置于带磁力搅拌的水浴反应器中，25 。C下进行反应9小时。TLC跟踪反应至反应完全。反应结果为(￡)-2-(4-三氟曱基卡烯)环己酮，产率为100%, (￡)-2-千烯环己酮的选择性为99%。制备例6
在50 mL单口烧瓶中加入0.0005 mmol有机锑离子化合物(R = C6H , X =C104)和2.0 mL水、1.0 mmol对甲基苯甲醛(R1 = / -013(:6110和1.0 mmol乙胺(R4 = "-C2H5)， 搅拌5分钟后，加入1.2 mmol环戊酮(R2-R3 = -(CH2)3-)，置于带磁力搅拌的水浴反应器中，25。C下进行反应12小时。TLC跟踪反应至反应完全。反应结果为(￡)-2- (4-甲基节烯)环戊酮，产率为97%， (￡)-2-(4-曱基千烯)环戊酮的选择性为100%。催化剂重复利用IO次后，其催化性能未见下降。
制备例7
在50 mL单口烧瓶中加入0.008 mmol有机锑离子化合物(R = (CH3)3C, X =HS03 )和2.0 mL曱醇、1.0 mmol对曱氧基苯曱醛(R1 = ;7-CH30C6H4)和1.0 mmol正丙胺(R4 = "-C3H7)， 搅拌5分钟后，加入1.2 mmol环戊酮(R2-R3 = -(CH2)3-)，置于带磁力搅拌的水浴反应器中，80。C下进行反应8小时。TLC跟踪反应至反应完全。反应结果为(巧-2- (4-曱氧基千烯)环戊酮，产率为99%, (￡)-2國(4-甲氧基千烯)环戊酮的选择性为100%。
制备例8
在50 mL单口烧瓶中加入0.002 mmol有机锑离子化合物(R = CH3, X =HS04)和2.0 mL曱醇、1.0 mmol肉桂醛(R1 = (E)-PhCHK:H)和1.0 mmol正丁胺(R4-w-QH9)，搅拌5分钟后，加入1.2 mmol丙二酸二曱酯(R2 = OCH3， R3 =C(0)OCH3)，置于带磁力搅拌的水浴反应器中，95。C下进行反应1小时。TLC跟踪反应至反应完全。反应结果为(E)-二曱基-2- (3-苯基烯丙基烯)马来酸酯，产率为100%, (E)-二曱基-2-(3-苯基烯丙基烯)马来酸酯的选择性为99%。
制备例9
在50 mL单口烧瓶中加入0.006 mmol有机锑离子化合物(R = Ph， X =OS02C8F17)和2.0mL乙醇、1.0 mmol正辛醛(R1 = (37: 15)和1.0 mmol正丙胺(R4 = -C3H7), 搅拌5分钟后，加入1.2 mmol环己酮(R2-R3 = -(CH2)4-)，置于带磁力搅拌的水浴反应器中，105。C下进行反应0.5小时。TLC跟踪反应至反应完全。反应结果为(￡)-2-正辛烯环己酮，产率为98%, (E)-2-正辛烯环己酮的选择性为98%。制备例10
在50 mL单口烧瓶中加入0.09 mmol有机锑离子化合物(R = C6H , X =OS02CF3)和2.0 mL乙醇、1.0 mmol糠醛(R1 = 2-Furyl)和1.0 mmol环己胺(R4 = C6H )，搅拌5分钟后，加入1.2 mmol环戊酮(R2-R3 = -(CH2)r),置于带磁力搅拌的水浴反应器中，15。C下进行反应8小时。TLC跟踪反应至反应完全。反应结果为(巧-2-(2-(呋喃-2-亚曱基)环戊酮，产率为85%， (￡)-2-(2-(呋喃-2-亚曱基)环戊酮的选择性为100%。
制备例11
在50 mL单口烧瓶中加入0.01 mmol有机锑离子化合物(R = (CH3)3C, X =OS02C4F9)和2.0 mL水、1.0 mmol苯曱醛(R1 = Ph)和1.0 mmol正丁胺(R4 =w-C4H9)， 搅拌5分钟后，加入1.2 mmol乙酰丙酮(R2 = COCH3， R3 = CH3),置于带磁力搅拌的水浴反应器中，60。C下进行反应5小时。TLC跟踪反应至反应完全。反应结果为3-千烯戊烷-2， 4-二酮，产率为89%， 3-千烯戊烷-2, 4-二酮的选择性为100%。催化剂重复利用IO次后，其催化性能未见下降。
制备例12
在50 mL单口烧瓶中加入0.06 mmol有机锑离子化合物(R - CH3, X =OS02C8F17)和2.0 mL水、1.0讓ol苯曱醛(R1 = Ph)和1.0 mmol正丙胺(R4 ="_C3H7)， 搅拌5分钟后，加入1.2 mmol丙酮(R2 = CH3， R3 = H), 置于带磁力搅拌的水浴反应器中，20。C下进行反应12小时。TLC跟踪反应至反应完全。反应结果为(￡>4-苯基丁-3-烯-2-酮，产率为90%, (￡)-2-节烯环己酮的选择性为97%。
制备例13
在50 mL单口烧瓶中加入0.09 mmol有机锑离子化合物(R = Ph, X = PF6)和2.0 mL曱醇、1.0 mmol对氯苯甲醛(R1 = p-ClC6H4)和1.0 mmol乙胺(R4 ="-C2H5), 搅拌5分钟后，加入1.2 mmol环己酮(R2-R3 = -(CH2)4-)，置于带磁力
9搅拌的水浴反应器中，0。C下进行反应12小时。TLC跟踪反应至反应完全。 反应结果为(￡)-2-爷烯环己酮，产率为93%, (￡)-2- (4-氯节烯)环己酮的选 择性为100%。 制备例14在50 mL单口烧瓶中加入0.05 mmol有机锑离子化合物(R = C6HH, X = PF4)和2.0mL水、1.0mmo1对三氟曱基苯曱醛(R1 =/^^^晶)和1.0 mmol乙 胺(R4 = "-C2H5)，搅拌5分钟后，加入1.2 mmol环戊酮(R2-R3 = -(CH2)r),置于 带磁力搅拌的水浴反应器中，120。C下进行反应1小时。TLC跟踪反应至反应 完全。反应结果为(￡)-2- (4-三氟曱基节烯)环戊酮，产率为88%， (￡)-2-节 烯环戊酮的选择性为92%。制备例15在50 mL单口烧瓶中加入0.09 mmol有机锑离子化合物(R = (CH3)3C， X = OS02C8F17)和2.0mL乙醇、l.Ommol对曱基苯曱醛(R1 =;><:113(:6114)和1.0 mmol正丙胺(R4 = "-C3H7), 搅拌5分钟后，加入1.2 mmol环己酮(R2-R3 = -(CH2)4-)，置于带磁力搅拌的水浴反应器中，80。C下进行反应2小时。TLC跟 踪反应至反应完全。反应结果为CE)-2-(4-甲基节烯)环己酮，产率为98%, (巧-2-(4-曱基千烯)环己酮的选择性为100%。制备例16在50 mL单口烧瓶中加入0.12 mmol有机锑离子化合物(R = CH3, X = OS02CF3)和2.0mL水、l.Ommol对曱氧基苯曱醛(R1 =，<:1130(:6114)和1.0 mmol环己胺(R4 = C6H )， 搅拌5分钟后，加入1.2 mmol环戊酮(R2-R3 = -(CH2)r),置于带磁力搅拌的水浴反应器中，30。C下进行反应7小时。TLC跟 踪反应至反应完全。反应结果为(￡)-2-(4-曱氧基千烯)环戊酮，产率为99%, (￡>2-(4-曱氧基千烯)环戊酮的选择性为97%。制备例17在50 mL单口烧瓶中加入0.06 mmol有机锑离子化合物(R = Ph， X = HS03) 和2.0mL曱醇、l.Ommol苯甲醛(R1 =，(:1130(:6114)和1.0mmol正丁胺(114 = "-C4H9)， 搅拌5分钟后，加入1.2 mmol丙二酸二乙S旨(R2 = OC2H5, R3 =10C(0)OC2H5)，置于带磁力搅拌的水浴反应器中，95。C下进行反应3小时。TLC 跟踪反应至反应完全。反应结果为二甲基-2-千烯马来酸酯，产率为99%, 二 乙基-2-节烯马来酸酯的选择性为100%。 制备例18在50 mL单口烧瓶中加入0.07 mmol回收有机锑离子化合物(R = C6H , X =OS02C4F9 )和2.0 mL水、1.0 mmol正辛醛(R1 = C7H,5)和1.0 mmol正丁胺(R4 =w-C4H9)， 搅拌5分钟后，加入1.2 mmol环己酮(R2-R3 = -(CH2)4-)，置于带磁 力搅拌的水浴反应器中，20。C下进行反应3小时。TLC跟踪反应至反应完全。 反应结果为(￡)-2-正辛烯环己酮，产率为92%, (￡)-2-正辛烯环己酮的选择性 为100%。为了进一步说明本发明方法的优越性，选用以下现有技术中的合成途径作 为对比比專交例1在50 mL单口烧瓶中加入0.05 mmol三氟磺酸锑(Sb(OS02CF3)3 )和2.0 mL 水、1.0 mmol苯曱醛(R1 = Ph)和1.0 mmol正丁胺(R4 = "-C4H9)， 搅拌5分钟 后，加入1.2 mmol环己酮(R2-R3 = -(CH2)4-)，置于带磁力搅拌的水浴反应器中， 20。C下进行反应3小时。TLC跟踪反应至反应完全。反应结果为(￡)-2-节烯 环己酮，产率为64 %， (￡)-2-爷烯环己酮的选择性为86%。比较例2在50 mL单口烧瓶中加入0.05 mmol三氟磺酸锑(SbCl3)和2.0 mL水、 1.0 mmol苯甲醛(R1 = Ph)和1.0 mmol正丁胺(R4 = w-C4H9),搅拌5分钟后，加 入1.2mmol环己酮(R2-R3 =-(CH2)4-)，置于带磁力搅拌的水浴反应器中，20°C 下进行反应3小时。TLC跟踪反应至反应完全。反应结果为(￡)-2-千烯环己 酮，产率为34%, (￡)-2-千烯环己酮的选择性为56%。比專交例3在50 mL单口烧瓶中加入0.05 mmol 二丁基锡二曱氧烷(Bu2Sn(OCH3)2)和2.0 mL水、1.0 mmol苯甲醛(R1 = Ph)和1.0 mmol正丁胺(R4 = w-C4H9)， 搅 拌5分钟后，加入12mmol环己酮(R2-R3 =-(CH2)4-)，置于带磁力搅拌的水浴 反应器中，2(TC下进行反应3小时。TLC跟踪反应至反应完全。反应结果为 (￡>2-节烯环己酮，产率为34%， 0E)-2-爷烯环己酮的选择性为79%。 比專交例4在50 mL单口烧瓶中加入0.05 mmol氬氧化钠(NaOH)和2.0 mL水、1.0 mmol苯甲醛(R1 = Ph)和1.0 mmol正丁胺(R4 = "-C4H9)， 搅拌5分钟后，加入 1.2mmol环己酮(R2-R3 =-(CH2)4-)，置于带磁力搅拌的水浴反应器中，20 °C下 进行反应3小时。TLC跟踪反应至反应完全。反应结果为(￡)-2-千烯环己酮， 产率为10%, CB)-2-千烯环己酮的选择性为81%。以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细， 但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域 的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和 改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附 权利要求为准。
权利要求
1.一种(E)-α，β-不饱和羰基化合物的合成方法，其特征在于，以醛和酮为原料，采用含桥式氮原子配体的有机锑离子配合物为主催化剂，脂肪胺为助催化剂，质子溶剂中进行催化反应，制得(E)-α，β-不饱和羰基化合物。
2. 根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述主催化剂是具有结构式 /的阳离子型有机锑配合物其中，该配合物中的Sb"除与配体中的两个碳原子成键外，还与配体中的氮 原子形成配位键、与对应的阴离子形成离子键。
3. 根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述结构式/中的X基团 是带有较强拉电能力的阴离子，优选全氟烷基磺酸根离子、PF厂、BF4—、 C1(V、 HSCV或HSO"
4. 根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述结构式/中的R基团是 脂肪基或芳香基基团，优选苯基、环己基、叔丁基或曱基。
5. 根据权利要求l-3任意一项所述的合成方法，其特征在于，所述主催化剂的 摩尔添加量为0.01-12%。
6. 根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述助催化剂脂肪胺是选自 环己胺、正丁胺、正丙胺或乙胺中的至少一种。
7. 根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述原料醛是脂肪醛或芳香 醛，优选苯曱醛、对氯苯曱醛、对三氟甲基苯曱趁、对甲基笨甲醛、对甲氧 基苯曱醛、正辛醛、肉桂醛、对硝基苯曱醛或槺醛。
8. 根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述原料酮是脂肪酮或芳香 酮，优选环己酮、环戊酮、丙酮、苯乙酮、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯或 乙酰丙酮。.
9. 根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述质子溶剂优选曱醇、乙 醇或水。
10.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述催化反应的条件为在0-120。C下反应0.5-12小时。
全文摘要
本发明提供了一种催化制备(E)-α，β-不饱和羰基化合物的合成方法，是以醛和酮为原料，采用含桥式氮原子配体的有机锑离子配合物为主催化剂，脂肪胺为助催化剂，质子溶剂中进行催化反应，制得(E)-α，β-不饱和羰基化合物。该合成方法为(E)-α，β-不饱和羰基化合物的制备开辟了新的低成本“绿色”途径，其优点在于原料来源广泛，目标产物的选择性和产率均接近100％，催化剂可以多次重复利用，反应条件简单，易于操作，成本低，制备过程绿色环保。
文档编号C07C49/647GK101565342SQ20091004357
公开日2009年10月28日 申请日期2009年6月2日 优先权日2009年6月2日
发明者军 夏, 尹双凤, 张晓文, 许新华, 邱一苗, 邱仁华 申请人:湖南大学