一种全碳四取代烯烃及其制备方法

本发明属于化学合成，主要涉及一种全碳四取代烯烃及其制备方法。

背景技术：

1、全碳四取代烯烃，即烯烃的四个取代基均为碳化物的结构，广泛存在于生物活性化合物以及药物分子中，是构成众多药物活性分子的关键骨架，如抗癌药物他莫昔芬、伊多昔芬、伊他昔芬和依他昔利以及选择性雌激素受体降解剂gdc-0810等结构中都含有全碳四取代烯烃片段。此外，由于其独特的结构特点与物理化学性质，全碳四取代烯烃在分子器件、液晶材料，以及作为一类高活性的合成中间体在有机合成等领域得到了广泛应用。因此，构建全碳四取代烯烃骨架一直都是有机合成化学领域一个研究热点，吸引了一大批研究工作者的广泛关注。

2、截止目前，已有的制备相关骨架的方法主要包括以下几种：1)wittig反应，horner-wadsworth-emmons(hwe)反应(chem.rev.1989,89,863)、julia烯基化反应(comp.org.syn 1991,1,729)、peterson反应(in organic reactions；wiley,1990；vol.38；p 1.)和mcmurry反应等(modern carbonyl olefination,takeda,t.,ed.；wiley-vch:weinheim,germany,2004)。相关方法通常具有较差的立体选择性；2)通过叔醇衍生物的消除反应产生四取代烯烃。然而，该方法中醇前体的合成往往具有挑战性，且多种消除途径很难控制立体选择性(org.process res.dev.2001,5,479)。3)采用内炔碳金属化反应制备(pergamon press:oxford,1995；vol.12,p 387)，但该方法缺乏区域控制和官能团耐受性。且该反应需要使用金属催化剂，难以回收再利用，易造成金属污染等环境问题。此外，还可以使用三取代的活化烯烃(j.am.chem.soc.2017,139,10777-10783)，通过suzuki-miyaura偶联的方法来制备高立体选择性的全碳四取代烯烃。该方法需要先合成活化的三取代烯烃，同时需要使用贵金属金属钯物种作为反应催化剂，成本高，还可能会带来环境污染问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明目的在于提供一种全碳四取代烯烃及其制备方法，在无金属催化剂的作用下，以双官能团化试剂式i和炔烃式ii为原料，在光催化剂和碱作用下，可见光照射下进行反应，反应结束后即得式iii所述的化合物；本方法以有机光敏剂作催化剂，原料简单易得，反应条件温和，操作简单，底物普适性广，易于规模化生产且成本低廉。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种全碳四取代烯烃，结构如式iii所示:

4、

5、其中：x代表杂原子，包括氧、氮、碳、硫或其他杂原子；

6、r1官能团包括甲基、甲氧基、叔丁基、供电子取代基、卤素、三氟甲基、氰基、酯基、羰基、醚或芳基杂环；

7、r2官能团包括甲基、甲氧基、叔丁基、供电子取代基、卤素、三氟甲基、氰基、酯基、羰基、醚或芳基杂环；

8、r3官能团包括甲基、乙基、丙基、烷基取代基、苯环、取代苯环或芳基杂环；

9、r4官能团包括甲基、乙基、丙基等其他烷基取代基、苯环、取代苯环或其他芳基杂环。

10、一种全碳四取代烯烃的制备方法，反应式如下所示：

11、

12、其中：x代表杂原子，包括氧、氮、碳、硫或其他杂原子；

13、y是下列任一种：砜基、亚砜基、羰基或酯基；

14、r1官能团包括甲基、甲氧基、叔丁基、供电子取代基、卤素、三氟甲基、氰基、酯基、羰基、醚或芳基杂环；

15、r2官能团包括甲基、甲氧基、叔丁基、供电子取代基、卤素、三氟甲基、氰基、酯基、羰基、醚或芳基杂环；

16、r3官能团包括甲基、乙基、丙基、烷基取代基、苯环、取代苯环或芳基杂环；

17、r4官能团包括甲基、乙基、丙基等其他烷基取代基、苯环、取代苯环或其他芳基杂环。

18、一种全碳四取代烯烃的制备方法，包括以下步骤：

19、1)在氮气氛围下，向装有磁子的反应管中，依次加入双官能团化试剂式i amol、炔烃式ii b mol、光催化剂c mol％、碱d mol、以及反应溶剂，密封反应体系后，光照进行反应，其中a:b:c:d＝1：(1-3.5)：(0.1％-10％)：(0.5-3.5)；

20、2)通过tlc板监控反应至反应完全，冷却至室温后，将反应用饱和氯化钠水溶液淬灭，用乙酸乙酯萃取，有机相减压蒸馏，蒸除溶剂，粗品通过柱层析分离即得全碳四取代烯烃。

21、所述的光催化剂选择下列一种：曙红y、荧光素、罗丹明b、4-cztpn、tpt、ru(bpy)3cl26h2o、ir(ppy)3、ndi、高氯酸吖啶盐。

22、所述碱选择下列一种：氢氧化钠、氢氧化钾、叔丁醇钾、碳酸钠、醋酸钠、磷酸氢二钠、磷酸钾、三水合磷酸钾、碳酸铯、碳酸锂、氢化钠。

23、所述的反应溶剂选择下列一种：乙酸乙酯、四氢呋喃、二氯甲烷、二氯乙烷、硝基甲烷、乙腈、苯、甲苯、氯苯、三氟甲苯、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜；所述的反应溶剂以反应浓度以式i用量计，反应浓度为0.1-0.5m。

24、所述的粗品通过柱层析分离时，采用200-300目的硅胶，通过乙酸乙酯：石油醚＝4:1的洗脱剂，得到目标全碳四取代烯烃。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

26、1、本发明提供了一种新的全碳四取代烯烃结构骨架及其制备方法，结构中包含四取代烯烃结构，取代基类型多样，易于进行后期衍生化修饰，可以为相关药物活性测试提供支持。

27、2、本发明采用双官能团化试剂式i和炔烃式ii原料，在光催化剂的作用下发生反应，通过对接迁移策略高效一步合成四取代烯烃化合物，克服了现有合成方法中普遍存在的成本高、官能团耐受性差、取代基选择性差、环境污染的难点和缺点。

28、3、由于本发明反应条件简单温和，仅需加入光敏剂和无机碱，即可实现高效、高选择性的转化，整个反应原子经济性好，无副产物产生，本发明产物的收率最高能够达到90％。

29、综上所述，本方法优势明显，包括条件温和，操作安全简单，后处理方便，绿色环保，产率高，原料便宜易得，底物适用范围广，官能团容忍性好等特点。

技术特征：

1.一种全碳四取代烯烃，其特征在于：结构如式iii所示:

2.一种全碳四取代烯烃的制备方法，其特征在于，反应式如下所示：

3.根据权利要求2所述的一种全碳四取代烯烃的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种全碳四取代烯烃的制备方法，其特征在于，所述的光催化剂选择下列一种：曙红y、荧光素、罗丹明b、4-cztpn、tpt、ru(bpy)3cl26h2o、ir(ppy)3、ndi、高氯酸吖啶盐。

5.根据权利要求3所述的一种全碳四取代烯烃的制备方法，其特征在于，所述碱选择下列一种：氢氧化钠、氢氧化钾、叔丁醇钾、碳酸钠、醋酸钠、磷酸氢二钠、磷酸钾、三水合磷酸钾、碳酸铯、碳酸锂、氢化钠。

6.根据权利要求3所述的一种全碳四取代烯烃的制备方法，其特征在于，所述的反应溶剂选择下列一种：乙酸乙酯、四氢呋喃、二氯甲烷、二氯乙烷、硝基甲烷、乙腈、苯、甲苯、氯苯、三氟甲苯、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜；所述的反应溶剂以反应浓度以式i用量计，反应浓度为0.1-0.5m。

7.根据权利要求2所述的一种全碳四取代烯烃的制备方法，其特征在于，所述的粗品通过柱层析分离时，采用200-300目的硅胶，通过乙酸乙酯：石油醚＝4:1的洗脱剂，得到目标全碳四取代烯烃。

技术总结
一种全碳四取代烯烃及其制备方法，其反应过程为：本发明在可见光催化剂作用下，以式I所示的双官能团化试剂和式II所示的炔烃为原料，通过一锅法高效、高区域选择性实现式III一种全碳四取代烯烃的制备；本方法以廉价易得的有机光敏剂作催化剂，原料简单易得，反应条件温和，操作简单，底物普适性广，易于规模化生产且成本低廉，收率最高能够达到90％。

技术研发人员：刘乐,贺重隆
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22