本申请属于有机合成领域，具体涉及一种α-叠氮芳酮衍生物的制备方法。
背景技术：
α-叠氮芳酮衍生物是一类重要的有机合成中间体，一方面可以进一步构建具有多种生物活性的三氮唑、氮杂环丙烷等氮杂环化合物，一方面可以转化为在生物化学上具有重要应用价值的关键骨架α-氨基醇类化合物。因此，发展经济、高效地合成α-叠氮芳酮衍生物的方法引起了化学工作者的广泛关注。
发明人发现，现有技术中合成制备α-叠氮芳酮衍生物的合成途径主要包括如下两种：一是α-卤代芳酮或α-磺酰芳酮与叠氮离子的亲核取代反应，另一种是芳酮的直接叠氮化反应。近年来，也有科研工作者开发出了烯烃的叠氮化/氧化反应来制备α-叠氮芳酮衍生物的方法。例如，可参见如下文献：
(1)“aonestepconversionofolefinsintoα-azidoketonesusingazidotrimethylsilane-chromiumtrioxidereagentsysteml”，m.venkatramreddyet.al.，tetrahedronlett.，1995，36，6751-6754；
(2)“cerium(iv)ammoniumnitratemediatedadditionofthiocyanateandazidetostyrenes：expeditiousroutestophenacylthiocyanatesandphenacylazides”，vijaynairet.al.，tetrahedron，2000，56，7607-7611；
(3)“cis-1，4-bis(triphenylphosphonium)-2-buteneperoxodisulfateasanefficientreagentforthesynthesisofphenacylthiocyanatesandphenacylazides”，rashidbadriet.al.，syntheticcommun.，2012，42，2058-2066；
(4)“copper-catalyzedoxidativedifunctionalizationofterminalunactivatedalkenes”，muhammadijazhussainet.al.，j.org.chem.2018，83，7852-7859；
(5)“visible-light-acceleratedcopper(ii)-catalyzedregio-andchemoselectiveoxo-azidationofvinylarene”，asikhossainet.al.，angew.chem.int.ed.2018，57，8288-8292；
(6)“visible-light-enabledoxyazidationofalkenesleadingtoα-azidoketonesinair”，weiweiet.al.，greenchem.，2018，20，3197-3202.
然而，在这些现有技术报道的以烯烃为原料通过叠氮化/氧化反应来制备α-叠氮芳酮衍生物方法中，其反应条件较为苛刻，例如使用昂贵且有害的氧化剂，和/或使用有毒过渡金属试剂，且需使用有毒的有机溶剂。因此，寻找一种更廉价、更绿色的合成方法仍然是一个挑战性的课题。发明人对于α-叠氮芳酮衍生物的制备进行了系列的研究，提出一种新的绿色制备方法。据发明人所知，目前还没有现有技术报道过水相中无过渡金属催化剂及有害的氧化剂体系下的烯烃叠氮化/氧化反应方法。
技术实现要素：
本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、绿色高效的制备α-叠氮芳酮衍生物的合成方法，该方法以取代苯乙烯和叠氮基三甲基硅烷为原料，以氧气作为羰基源，水为溶剂，经济地并以良好的收率制备获得α-叠氮芳酮衍生物。
本发明提供的α-叠氮芳酮衍生物的制备方法，该方法通过下列步骤进行制备获得：
向schlenk反应瓶中加入1所示的取代苯乙烯、3所示的叠氮基三甲基硅烷和氧化剂，然后再加入水做溶剂，在一定温度、氧气氛围下搅拌反应，经tlc或gc监测反应进程，至原料反应完全，经后处理得到目标产物α-叠氮芳酮衍生物(i)。其化学反应式可表述为(见式一)：
所述的后处理操作如下：将反应完成后的反应液用乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤并减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离，洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷，得到目标产物α-叠氮芳酮衍生物(i)。
上述反应式中，r1表示所连接苯环上的一个取代基，选自h、c1-6的烷基、卤素、c1-6烷氧基、-no2。
优选地、r1表示其所连接的苯环上的一个取代基，选自h、c1-2的烷基、卤素、c1-2烷氧基、-no2。
在本发明的反应中，所述的氧化剂选自过氧化叔丁醇、碳酸银、醋酸碘苯、过硫酸钾中的任意一种或几种的混合物，优选为过硫酸钾。
在本发明的反应中，所述的一定温度为15-40℃，优选为25℃
在本发明的反应中，所述原料完全反应需要的时间为24-48小时，优选为36小时。
在本发明的反应中，式1所示的取代苯乙烯：3所示的叠氮基三甲基硅烷：氧化剂的摩尔比为1∶(2-4)∶(1-3)，优选地，式1所示的取代苯乙烯：3所示的叠氮基三甲基硅烷：氧化剂的摩尔比为1∶3∶2。
在本发明的反应中，水作为溶剂，其用量不作特别的限定，本领域的技术人员可以根据反应的实际情况而进行常规选择和/或调整其用量。
本发明的有益效果是：
1)氧气在反应中既作为羰基源，又作为氧化剂，具有双重作用。
2)反应无需过渡金属催化剂，无需昂贵且有害的氧化剂。
3)以绿色溶剂水作为反应介质，在室温下就能实现烯烃叠氮化/氧化反应。
4)操作简便，易于纯化。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细的描述，但本发明并不局限于此。
下述实施你中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和原料，如无特殊说明，均可以从商业途径获得和/或根据已知的方法制备获得。
实施例1-10为反应条件优化实验。
实施例1
向schlenk瓶中加入式1a所示的烯烃(41.6mg，0.4mmol)，叠氮基三甲基硅烷(tmsn3，138.0mg，1.2mmol)，过氧化二叔丁基(dtbp，116.8mg，0.8mmol)，再加入溶剂水(h2o，2ml)，然后将反应器在氧气气氛、25℃条件下搅拌反应，经tlc监测反应进程至原料消失(反应时间为36小时)，反应完成后，将反应液用乙酸乙酯萃取三次，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤并减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物i-1。(26％yield)；1hnmr(500mhz，cdcl3)δ：7.92-7.90(m，2h)，7.63(t，j＝7.0hz，1h)，7.50(t，j＝7.5hz，2h)，4.57(s，2h)；13cnmr(125mhz，cdcl3)δ：193.2，134.4，134.2，129.0，127.9，54.9.
实施例2
用氧化剂碳酸银(ag2co3，219.1mg，0.8mmol)代替过氧化二叔丁基，其余条件同实施例1，得到目标产物i-1的收率为63％。
实施例3
用氧化剂醋酸碘苯(phi(oac)2，257.4mg，0.8mmol)代替过氧化二叔丁基，其余条件同实施例1，得到目标产物i-1的收率为47％。
实施例4
用氧化剂过硫酸钾(k2s2o8，215.9mg，0.8mmol)代替过氧化二叔丁基，其余条件同实施例1，得到目标产物i-1的收率为83％。
实施例5
氧化剂过硫酸钾用量为1当量(k2s2o8，107.9mg，0.4mmol)，其余条件同实施例4，得到目标产物i-1的收率为51％。
实施例6
氧化剂过硫酸钾用量为3当量(k2s2o8，323.7mg，1.2mmol)，其余条件同实施例4，得到目标产物i-1的收率为84％。
实施例7
反应温度降低至15℃，其余条件同实施例4，得到目标产物i-1的收率为65％。
实施例8
反应温度升高至40℃，其余条件同实施例4，得到目标产物i-1的收率为71％。
实施例9
叠氮基三甲基硅烷用量为2当量(tmsn3，92.0mg，0.8mmol)，其余条件同实施例4，得到目标产物i-1的收率为69％。
实施例10
叠氮基三甲基硅烷用量为4当量(tmsn3，184.0mg，1.6mmol)，其余条件同实施例4，得到目标产物i-1的收率为84％。
由上述实施例1-10可以看出，最佳的反应条件为实施例4的反应条件，即氧化剂选择k2s2o8(2当量)、反应温度为25℃、叠氮基三甲基硅烷用量为3当量。在获得最佳反应条件的基础上，发明人进一步在该最佳反应条件下，选择不同取代基的芳基烯烃和叠氮基三甲基硅烷、氧气反应以发展高选择性的叠氮化/氧化反应方法制备α-叠氮芳酮衍生物。
实施例11
向schlenk瓶中加入式1b所示的烯烃(47.2mg，0.4mmol)，叠氮基三甲基硅烷(tmsn3，138.0mg，1.2mmol)，过硫酸钾(k2s2o8，215.9mg，0.8mmol)，再加入溶剂水(h2o，2ml)，然后将反应器在氧气气氛、25℃条件下搅拌反应，经tlc监测反应进程至原料消失(反应时间为36小时)，反应完成后，将反应液用乙酸乙酯萃取三次，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤并减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物i-2。(87％yield)；1hnmr(500mhz，cdcl3)：δ7.81(d，j＝8.0hz，2h)，7.28(d，j＝8.0hz，2h)，4.52(s，2h)，2.42(s，3h)；13cnmr(125mhz，cdcl3)：δ192.7，145.1，131.9，129.8，128.0，54.8，21.9.
实施例12
向schlenk瓶中加入式1c所示的烯烃(53.6mg，0.4mmol)，叠氮基三甲基硅烷(tmsn3，138.0mg，1.2mmol)，过硫酸钾(k2s2o8，215.9mg，0.8mmol)，再加入溶剂水(h2o，2ml)，然后将反应器在氧气气氛、25℃条件下搅拌反应，经tlc监测反应进程至原料消失(反应时间为36小时)，反应完成后，将反应液用乙酸乙酯萃取三次，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤并减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物i-3。(90％yield)；1hnmr(500mhz，cdcl3)：δ7.89(d，j＝9.0hz，2h)，6.98(d，j＝9.0hz，2h)，4.52(s，2h)，3.87(s，3h)；13cnmr(125mhz，cdcl3)：δ191.5，164.4，130.5，127.4，114.1，55.7，54.7.
实施例13
向schlenk瓶中加入式1d所示的烯烃(55.2mg，0.4mmol)，叠氮基三甲基硅烷(tmsn3，138.0mg，1.2mmol)，过硫酸钾(k2s2o8，215.9mg，0.8mmol)，再加入溶剂水(h2o，2ml)，然后将反应器在氧气气氛、25℃条件下搅拌反应，经tlc监测反应进程至原料消失(反应时间为36小时)，反应完成后，将反应液用乙酸乙酯萃取三次，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤并减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物i-4。(81％yield)；1hnmr(500mhz，cdcl3)：δ7.83(d，j＝8.5hz，2h)，7.49(d，j＝8.5hz，2h)，4.52(s，2h)；13cnmr(125mhz，cdcl3)：δ192.0，140.8，132.6，129.3，129.2，54.7.
实施例14
向schlenk瓶中加入式1e所示的烯烃(51.6mg，0.4mmol)，叠氮基三甲基硅烷(tmsn3，138.0mg，1.2mmol)，过硫酸钾(k2s2o8，215.9mg，0.8mmol)，再加入溶剂水(h2o，2ml)，然后将反应器在氧气气氛、25℃条件下搅拌反应，经tlc监测反应进程至原料消失(反应时间为36小时)，反应完成后，将反应液用乙酸乙酯萃取三次，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤并减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物i-5。(79％yield)；1hnmr(500mhz，cdcl3)：δ8.04(d，j＝8.5hz，2h)，7.81(d，j＝8.5hz，2h)，4.55(s，2h)；13cnmr(125mhz，cdcl3)：δ192.1，137.3，132.9，128.4，117.7，117.6，55.2.
实施例15
向schlenk瓶中加入式1f所示的烯烃(59.6mg，0.4mmol)，叠氮基三甲基硅烷(tmsn3，138.0mg，1.2mmol)，过硫酸钾(k2s2o8，215.9mg，0.8mmol)，再加入溶剂水(h2o，2ml)，然后将反应器在氧气气氛、25℃条件下搅拌反应，经tlc监测反应进程至原料消失(反应时间为36小时)，反应完成后，将反应液用乙酸乙酯萃取三次，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤并减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物i-6。(72％yield)；1hnmr(500mhz，cdcl3)：δ8.35(d，j＝9.0hz，2h)，8.12(d，j＝8.5hz，2h)，4.63(s，2h)；13cnmr(125mhz，cdcl3)：δ192.2，150.8，138.6，129.2，124.2，55.2.
以上所述实施例仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下，对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。