[发明专利]3-芳基丙炔酸类及3-芳基丙炔酸酯类化合物的制备方法

说明书

本发明涉及一种3‑芳基丙炔酸类化合物的制备方法：将式(Ⅰ)所示的苯乙炔类化合物与二氧化碳在碱的作用下，在溶剂二甲亚砜中在40‑70℃下进行反应，得到式(Ⅱ)所示的3‑芳基丙炔酸类化合物，以上反应在常压下且无水、无氧的惰性气氛中进行，反应路线如下：其中，R¹选自氢、烷基、烷氧基、苯基、硝基或卤素。本发明进一步提供了一种3‑芳基丙炔酸酯类化合物的制备方法：采用上述方法制备式(Ⅱ)所示的3‑芳基丙炔酸类化合物，然后向其中加入卤代烃或对甲苯磺酸酯，原位反应后得到式(III)所示的3‑芳基丙炔酸酯类化合物：其中，R²选自烷基、苄基或烯丙基。本发明的方法无需过渡金属或者稀土金属催化剂、常压反应、条件温和、底物普适性好。

技术领域

本发明涉及有机合成领域，尤其涉及一种3-芳基丙炔酸类及3-芳基丙炔酸酯类化合物的制备方法。

背景技术

3-芳基丙炔酸类化合物作为重要的中间体在药物分子、生物活性分子和导电高分子的制备中具有广泛的应用。为了得到丙炔酸，第一种传统的合成路线是以对应的末端炔为起始原料，经过甲醛加成然后氧化得到目标产物。第二种方法是在一氧化碳、烷氧金属化物和氧化剂的作用下得到丙炔酸酯，随后水解得到相应的丙炔酸。第三种，利用二氧化碳插入末端炔烃的直接羧化反应也比较成熟，是将端基炔制成格氏试剂或者锂试剂，然后再与二氧化碳反应。这些方法中前两种分别选择了甲醛和一氧化碳作为C₁砌块，而甲醛的成本相对较高且有毒，一氧化碳也具有毒性，因此制约了这两种方法的发展。同为C₁砌块，二氧化碳则具有无毒、易得和可再生等优点。但是格氏试剂或锂试剂法最大的缺点是不能够直接制备带有其他易受影响的基团的丙炔酸，需要增加保护和脱保护的步骤。所以发展条件温和、操作简便、原子经济性高的末端炔烃和二氧化碳的羧化反应是十分有必要的。

目前关于制备3-芳基丙炔酸类化合物的报道主要有以下几种：

(1)2010年，Gooβen课题组利用邻二氮杂菲亚铜配合物首次实现了端基炔C-H键二氧化碳插入反应。他们发现将预先制备的炔基铜和二氧化碳定量反应可以得到丙炔酸铜化合物，但是在较低的温度下(35℃)发生了剧烈分解，而Cu(I)配合物的加入可以得到较高的产率，证明了Cu(I)配合物可以有效抑制逆向脱羧反应的发生。此外，他们还发现过高的反应温度(50℃)会导致产率下降(Goossen L.J.,RodriguezN.,Manjolinho F.,LangeP.P.,Adv.Synth.Catal.2010,352,2913-2917.)。

(2)同年，Yugen Zhang课题组制备了一种氮杂环卡宾铜配合物，该催化剂具有较高的催化活性。反应可以在室温(25℃)，一个大气压二氧化碳的条件下进行，且基本能得到令人满意的产率，但是带有吸电子取代基的芳香族端基炔产率并不十分理想。在调节氮杂环卡宾配体和氯化亚铜的加料比时，他们意外地发现过量的氯化亚铜会导致产率的急剧下降，这表明游离的卡宾在反应中起到了至关重要的作用(Yu D.,Zhang Y.,P.Natl.Acad.Sci.USA.2010,107(47),20184-20189,S20184/1-S20184/6.)。

(3)2011年，Wen-Zhen Zhang课题组研究发现AgI也可以起到类似的作用。AgI的一大优势就是可以避免使用复杂而且昂贵的配体。其反应条件较为温和，可以得到中等至高的产率，但是美中不足的是需要2个大气压的二氧化碳。此外，他们比较了不同阴离子银盐，结果显示产率没有明显的变化，证明Ag⁺是保证反应的关键(Zhang X.,Zhang W.Z.,RenX.,Zhang L.L.,Lu X.B.,Org.Lett.2011,13(9),2402-2405.)。