[发明专利]一种利用碱性沸石分子筛催化肉桂酸脱羧偶联反应的方法

说明书

本发明属于有机合成化学技术领域，公开了一种利用碱性沸石分子筛催化肉桂酸脱羧偶联反应的方法，本发明以不同取代基的肉桂酸和四氢呋喃为反应底物，碱性的微孔或介孔ETS‑10沸石(ETS‑10或ETS‑10‑M)为催化剂，在氮气氛围下的玻璃反应管中进行，合成苯乙烯基呋喃产物。利用强碱ETS‑10沸石中的碱性位点活化肉桂酸的C＝C双键，与此同时还能促进四氢呋喃自由基的生成，该自由基进攻肉桂酸中被活化的C＝C键，然后脱去一分子的二氧化碳，生成目标产物苯乙烯基呋喃，该合成高效、清洁，没有使用昂贵的有机配体。

技术领域

本发明属于有机合成化学技术领域，本发明涉及一种苯乙烯基呋喃类化合物的合成方法。

背景技术

在现代有机合成中，分子间的脱羧偶联是一种非常重要、灵活构建C-C键有机分子的方法。例如苯乙烯基呋喃类化合物是一种重要的药物中间体(Journal Of the AmericanChemical Society,2012,134:14330-14333.；Scientific Reports,2014,4:7446.)，该类化合物通常是由肉桂酸和四氢呋喃在催化剂作用下脱羧偶联合成的(Chemical Science,2012,3:2853-2858.；Journal Of the American Chemical Society,2012,134:14330-14333.)。通常这种反应都是以过渡金属为催化剂在均相反应体系中进行，例如CuBr₂(Chemical Science,2012,3:2853-2858.)、MnCl₂(Chemistry A European Journal,2015,21:16272-16279.)和Fe(acac)₂(Tetrahedron Letters,2013,54:6507-6510.)，甚至使用复杂的金属络合物为催化剂。这些合成策略不仅需要在反应中的添加各种添加剂，而且反应时间长，温度高，反应的后处理也较为复杂，而且，催化剂重复使用性较差，这些缺点使得该策略在制药工业的实际应用中存在许多问题。并且目前在肉桂酸与四氢呋喃的脱羧偶联反应中均需要金属参与才能实现这个反应，这是由于金属不仅能否活化四氢呋喃，生成对应的四氢呋喃自由基，而且金属还能与肉桂酸分子中的羧基基团络合，进而活化肉桂酸分子。

本发明在没有昂贵的有机配体的反应体系中，不需要任何金属参与的反应条件下，利用介孔或微孔ETS-10沸石的强碱性位点能够活化肉桂酸中的C＝C双键，以及促进四氢呋喃自由基的生成的特点，成功实现了肉桂酸与四氢呋喃的脱羧偶联反应。这对在较低温度，较短时间，低成本实现肉桂酸与四氢呋喃的脱羧偶联很有必要。到目前为止，利用ETS-10沸石分子筛催化肉桂酸脱羧偶联反应还未见文献报道。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用强碱性ETS-10沸石分子筛催化肉桂酸脱羧偶联反应的方法。本发明在没有昂贵的有机配体、和金属参与的反应体系中，仅利用介孔或微孔ETS-10沸石的碱性位点吸附活化肉桂酸中的C＝C双键，以及促进四氢呋喃自由基的生成的特点，成功实现了肉桂酸与四氢呋喃的脱羧偶联反应。

本发明的技术方案是以取代肉桂酸和四氢呋喃为反应底物，碱性的介孔ETS-10沸石(ETS-10-M)或微孔ETS-10沸石(ETS-10)为催化剂，以叔丁基过氧化氢为氧化剂，在氮气氛围下的玻璃反应管中进行，合成苯乙烯基呋喃产物。

所述取代肉桂酸的结构式为：

其中R为甲基、甲氧基、氟基、三氟甲基、氯基或溴基。

所述肉桂酸与催化剂的摩尔质量比为1：0.01～0.06。所述叔丁基过氧化氢(TBHP)的用量是反应底物肉桂酸摩尔质量的1.5倍。

所述脱羧偶联反应的反应温度为85～115℃，优选为100℃，反应时间为0.5～8h。

其中四氢呋喃既作为反应原料，也作为溶剂，既避免了添加其它溶剂，减小以溶剂参与反应的副产物的生成，也清洁了反应路径。