[发明专利]一种制备2,3-蒎二酮的新方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机物的合成方法，具体涉及一种制备2,3-蒎二酮的新方法。

背景技术

2,3-蒎二酮，化学名为6,6-二甲基双环[3.1.1]庚-2,3-二酮，英文名为6,6-dimethylbicyclo[3.1.1]heptane-2,3-dione，分子式为C₉H₁₂O₂，分子量为152，是一种黄色晶体，微溶于热水，不溶于冷水，溶于乙醇、乙酸乙酯、甲苯等有机溶剂，是一种重要的有机合成中间体，同时也是一种重要的生物活性物质。2,3-蒎二酮与重氮甲烷反应，生成具有高反应活性的a-环氧酮活性单体；2,3-蒎二酮也是一种重要的手性配体，用于合成新型的双螺旋烯；2,3-蒎二酮与羟胺和伯胺反应，再与醛进行环化生成环状萜烯基咪唑衍生物，用作羟醛缩合反应催化剂；Christophe等利用2,3-蒎二酮与1,2-二苯基乙二胺等邻二胺反应成功合成了2,3-diphenyl-pinazine和6,7-dimethyl-pinquinox等两种新型的手性配体。2,3-蒎二酮也是一种具有生物活性的双酮化合物，可用作蟑螂引诱剂的主要成分。

2,3-蒎二酮是一种蒎烯衍生物，其起始原料主要为α-蒎烯和β-蒎烯。Christophe等以SeO₂作氧化剂氧化β-蒎烯制得松香芹酮，松香芹酮再经低温臭氧氧化和甲硫醚还原得到2,3-蒎二酮（scheme1）。

该方法松香芹酮选择性差，得率低，仅为16%左右，而且所用的试剂SeO₂和臭氧毒性较大，容易爆炸；在松香芹酮氧化制备2,3-蒎二酮的反应过程必须在超低温下进行，反应时间长达72h，导致此法难以大规模应用。Kulhánek等也以β-蒎烯为原料，但其合成方法与Christophe的完全不同。首先采用臭氧作氧化剂将β-蒎烯氧化成环氧化物，再以甲硫醚将环氧化物还原，制得诺蒎酮；以甲酸乙酯作羟亚甲基试剂与诺蒎酮反应制得3-亚甲基诺蒎酮；再以臭氧氧化和甲硫醚还原制得2,3-蒎二酮（scheme2）。

西野等则以α-蒎烯为原料，采用间氯过氧苯甲酸作氧化剂将α-蒎烯氧化成2,3-.环氧蒎烷，再以二异丙基氨基锂作还原剂在四氢呋喃中进行还原，得到松香芹醇，再以吡啶为溶剂经CrO3氧化得到2,3-蒎二酮（Scheme3）。

该方法所用二异丙基氨基锂需在无水无氧条件下进行，而且2,3-蒎二酮得率仅为42%（以松香芹醇为基准）。

就目前的3种合成方法看，均存在不同的缺点。为此，探索新的合成路线和合成方法是合成2,3-蒎二酮的研究方向之一。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种制备2,3-蒎二酮的新方法，以使其具有制备简单、成本低廉、产品质量好和得率高等优点。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

一种制备2,3-蒎二酮的新方法，以β-蒎烯为原料，以丙酮为溶剂，以酸性高锰酸钾为氧化剂，β-蒎烯经选择性氧化生成诺蒎酮；采用KOH为催化剂，37%甲醛水溶液为羟甲基化试剂与诺蒎酮进行连续羟甲基化—消化反应生成3-亚甲基诺蒎酮；以高锰酸钾为氧化剂，采用丙酮-水混合溶剂，3-亚甲基诺蒎酮经选择性氧化生成2,3-蒎二酮。

具体反应路线为：

其中，高锰酸钾与3-亚甲基诺蒎酮的摩尔比为2~4:1，优选为3:1。

所述的丙酮—水混合溶剂，丙酮与水的体积比为10:1。

高锰酸钾氧化3-亚甲基诺蒎酮的反应温度为0~15℃，优选为5℃。

高锰酸钾氧化3-亚甲基诺蒎酮的反应时间为1~9h，优选为6h。

上述制备3-亚甲基诺蒎酮的新方法，具体制备步骤包括：

（1）诺蒎酮的制备：反应式为

诺蒎酮的制备方法，可以参照文献[左旋β—蒎烯选择性氧化合成右旋诺蒎酮的研究，南京林业大学学报：自然科学版，2010，34（2），89—94]中公开的方法进行。

（2）3-亚甲基诺蒎酮的制备：反应式为

3-亚甲基诺蒎酮的制备方法，可以参照文献[β-蒎烯合成3-亚甲基诺蒎酮的研究，林产化学与工业，2012,32（6），69—74]中公开的方法进行。