[发明专利]碳环化合物的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及化合物的合成方法，特别涉及碳环化合物的合成方法。

背景技术

苯醌衍生物作为亲双烯体，是有机合成中利用Diels-Alder反应合成六元碳环化合物的一类重要原料。由于部分苯醌衍生物在空气、水以及某些路易斯酸中均不稳定，因此，以氢醌衍生物和共轭二烯为起始原料，选择一种试剂，采用“一锅化”法，先把氢醌衍生物氧化为对应的苯醌衍生物，再与共轭二烯发生Diels-Alder反应合成六元碳环化合物是较为理想的方法。目前，在此方面已有少量文献报道，所使用的试剂包括氧化银、醋酸铅、二氧化锰、乙酰碘苯和电化学氧化剂等，但这些试剂在“一锅化”法中仅作为氧化剂使氢醌衍生物氧化为对应的苯醌衍生物，而没有催化后续Diels-Alder反应的作用，从而使合成效率低，合成时间长。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种碳环化合物的合成方法，使用价廉易得的试剂，具有氧化氢醌衍生物和催化Diels-Alder反应的双重作用，而且反应条件温和，反应时间短，产物易于纯化、收率高，适合工业化生产。

为达到此目的，本发明提供了一种碳环化合物的合成方法，由氢醌衍生物和共轭二烯在有机溶剂中、四氧化三铅和三氟乙酸催化下反应制得碳环化合物。

进一步，所述有机溶剂为四氢呋喃；

进一步，所述氢醌衍生物和四氧化三铅的摩尔比为1∶1.2～1.4；

进一步，所述四氢呋喃与三氟乙酸的体积比为20∶1；

进一步，所述反应是在温度为10～40℃的条件下搅拌反应。

本发明的有益效果在于：本发明提供了一种碳环化合物的“一锅化”合成方法，使用价廉易得的四氧化三铅为氧化剂和催化剂，不仅可以将氢醌衍生物氧化为对应的苯醌衍生物，而且可以催化苯醌衍生物和共轭二烯的Diels-Alder反应，反应条件温和，反应时间短，产物易于纯化、收率高，适合工业化生产，应用前景广阔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明的优选实施例进行详细的描述。

本发明方法不需加热，在室温(温度10～40℃)下即可完成，为了使实验结果之间具有可比性，在优选实施例中，室温均控制在温度25℃。

在优选实施例中，原料和试剂均为市售品且未经进一步纯化；反应中采用薄层色谱法(GF254硅胶板)监测反应进程，快速柱色谱法(200～300目硅胶)纯化目标产物；所得目标产物采用X-4型显微熔点仪(数显)测定熔点(m.p.)(温度未校正)、Bruker AV-300型核磁共振仪测定核磁共振氢谱(¹H NMR，300MHz)和核磁共振碳谱(¹³C NMR，75MHz)(以TMS为内标)、具有电喷雾源(ESI)的BioTOF Q型质谱仪测定高分辨质谱(HRMS)。

实施例1、1，4，4a，5，8，8a-六氢-6-甲基-1，4-二羰基萘-4a，8a-二腈(3)的合成

称取2，3-二氰基氢醌(1)(100mg，0.63mmol)，加入四氢呋喃(THF，5mL)使溶解，再加入四氧化三铅(Pb₃O₄，605mg，0.88mmol，1.2eq)、三氟乙酸(TFA，0.25mL)和异戊二烯(5)(0.3mL，3.0mmol)，室温下剧烈搅拌反应3小时，过滤，滤液减压蒸馏回收溶剂，残余物用快速柱色谱法(洗脱液为体积比4∶1的石油醚-乙酸乙酯混合液)纯化，真空干燥，即得化合物3(106mg，收率78％)：白色晶体；m.p.140-142℃；¹H NMR(CD₃COCD₃)δ＝7.19(s，2H)，5.54(brs，1H)，2.94-3.04(m，2H)，2.65-2.77(m，2H)，1.78(s，3H)ppm；¹³C NMR(CD₃COCD₃)δ＝187.5，187.1，139.1，139.0，130.9，116.8，116.5(×2)，52.7，52.2，33.4，30.1，30.0ppm；HRMS(ESI)：[M+Na]⁺(C₁₃H₁₀N₂O₂Na⁺)计算值为249.0634，实测值为249.0652。