[发明专利](E)-β-硝基苯乙烯的合成方法

说明书

本发明公开了一种(E)‑β‑硝基苯乙烯的合成方法，苯乙烯在含四芳基卟啉铁(III)、卤化铵盐和叔丁基过氧化氢的体系中一锅反应，生成(E)‑β‑硝基苯乙烯；该方法实现了在温和反应条件下，高产率合成具有高E立体选择性的β‑硝基苯乙烯。

技术领域

本发明涉及一种(E)-β-硝基苯乙烯的合成方法，特别涉及一种苯乙烯在含四芳基卟啉铁(III)、卤化铵盐和叔丁基过氧化氢的体系中一锅反应，高产率高选择性合成(E)-β-硝基苯乙烯的方法，属于有机合成领域。

背景技术

α,β-不饱和硝基烯烃是一类具有生物活性的化合物。例如，不饱和的硝基脂肪酸是一类新的内源性抗炎介质；不饱和硝基油酸能防止鼠肾缺血和再灌注损伤。同时α,β-不饱和硝基烯烃是一类重要的药物及有机中间体化合物，很容易转化成多种不同的化合物，在很多领域都有着重要的作用。例如，β-硝基苯乙烯是用于制备几种苯乙胺和杀真菌的中间体(《化学文摘》(Chemical Abstracts),vol.118,no.38576k)。α,β-不饱和硝基烯烃还被广泛用于一些反应中的Michael受体，如醛、酮与硝基烯烃的不对称Michael反应，吲哚、吡咯与硝基烯烃的立体选择性的Friedel-Crafts烷基化反应；硝基烯烃与硝基烷烃之间的不对称Michael加成；硝基烯烃的不对称生物还原等等。

因此，基于硝基烯烃的重要性，硝基烯烃衍生物的合成方法数十年前就被研究者们关注。早在数十年前就已经报道了以硝基化合物作为硝基源用于合成硝基烯烃的经典方案。如较早报道的亨利反应，是在碱性条件下，将醛或酮与硝基烷烃进行缩合反应得到硝基烯烃衍生物(如反应1)，但是亨利反应存在反应条件相对苛刻，反应收率相对较低，且产生大量的废碱液等问题。后续报道了一些改进的亨利反应，如硝基甲烷与醛类化合物通过Henry缩合可得到β-硝基醇，β-硝基醇再经DCC/CuCl或三氟乙酸酐/三乙胺脱水，或者也可以经MsCl/Et₃或P₂脱水得到α,β-不饱和硝基烯烃。又如BrCH₂NO₂与醛在碘化钠的催化下制得1-溴-1-硝基烷-2-醇，1-溴-1-硝基烷-2-醇再经二碘化钐β-消除制得α,β-不饱和硝基烯烃。又如β-硝基醇酰化后在回流的苯溶液中用碳酸钠处理可得到收率不错的α,β-不饱和硝基烯烃，但这些反应需要多步，收率也不是很高。如中国专利(CN106083597A)公开了一种共轭硝基烯烃的合成方法，在二胺存在的条件下，利用脂肪醛与硝基烷烃的硝基进行羟醛缩合反应，反应过程中通过添加酸来进行的共轭硝基烯烃的消去反应(如反应2)；该方法通过二胺作为硝基羟醛缩合反应的催化剂，降低副反应生成，提高产物收率，但该反应步骤多，有大量酸性废液产生，污染环境。中国专利(CN 104710315 A)公开了一种α,β-不饱和硝基烯烃化合物的绿色合成方法(如反应3)，其利用功能化离子液体与水作为催化体系，芳香醛和硝基烷烃进行微波加热反应，可以使反应条件温和，提高反应收率；但是该方法利用的离子液体成本高，难以工业化应用。

另外，一些合成α,β-不饱和硝基烯烃的新方法陆续报道。如报道比较早的是用亚硝酸盐和碘将烯烃硝化成α,β-不饱和硝基烯烃及一系改善硝化条件的研究工作[(Hassner等人，J.Org.Chem.,1969,34(9),p.2628-2632.)、(TeTr.Lett.,1985,26(9),p.1193-1196)、(chemistry Letters,1986,p.1747-1748)]。这些反应由于采用了大量的碘，过量碘在后处理过程中相当麻烦，且降低了产物的收率。意大利的萨宝集团公司在中国申请的专利(CN1438977A)公开了以苯乙烯衍生物为原料，过氧化物存在下的无机亚硝酸盐和碘的混合物为硝化试剂合成硝基苯乙烯化合物；该方法由于使用了氧化剂大大减少硝化烯烃过程中碘的使用量，从而在一定程度上提高了产物的收率，简化工艺步骤，但是这些方法都采用亚硝酸盐作为硝化试剂，对环境和人体危害大。目前，还有一些利用含氮氧化物作为硝化试剂，以烯类化合物在金属镍氧化物催化下直接进行硝基化反应，得到硝基烯烃衍生物(如反应4)，该方法采用气液反应方式，反应效率低，且会产生有毒气体，产率收率也不高。

反应1：