[发明专利]一种铜催化烯基叠氮合成环丙烷衍生物的方法

说明书

本公开提供了一种铜催化烯基叠氮合成环丙烷衍生物(式I所示化合物)的方法，以烯基叠氮(式II所示化合物)、卤代烃(式III所示化合物)作为原料，一价铜盐作为催化剂，在含水的条件下进行反应获得环丙烷衍生物，反应方程式为：其中，R选自给电子或吸电子的芳基、给电子或吸电子的取代芳基、给电子或吸电子的杂芳基，R'选自H、给电子基团、吸电子基团，X为卤素。本公开的方法简便、高效，所用到的原料简单易得且无毒，步骤少，成本低，纯度高，收率高，适宜大规模的工业化生产。

技术领域

本公开属于有机合成化学技术领域，涉及一种铜催化烯基叠氮合成环丙烷衍生物的方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

环丙烷是一种化学性质比较特殊的有机化合物，它与许多饱和环烷烃不同，却与烯烃有些类似。例如，它的张力虽大却仍然有一定的稳定性，其电子云密度比较丰富。Dewar用“σ-芳香性”来解释这些现象，他认为构成三元碳环的六个电子组成了环状体系，彼此处于一个平面，符合4n+2规则，具有芳香性，成键电子离域增加了环丙烷的稳定性。因此它可以发生许多与C＝C类似的反应，如亲电反应，还原反应，重排反应(Org.Chem.1969,34,794；J.Am.Chem.Soc.1972,94,8932)等。环丙烷还是一种具有良好生物活性的结构单元，许多化学家在进行药物设计时，常采用环丙烷结构取代异丙基而得到理想的结果。到目前为止，已有200多个含有环丙烷结构的药物上市。例如，海绵提取物，拟除虫菊酯，冠菌素等。

环丙烷等小环化合物在有机化学理论和合成应用上占有重要地位，据本公开发明人所知现在已有合成环丙烷衍生物的方法有：1961年美国北卡罗来纳州立大学化学系的Carl L.Bumgardner在液氨中用氨基钠处理3-苯基丙基三甲基碘化铵得到苯基环丙烷，1964年G.L.Gloss and R.A.Moss利用苯甲酰溴与烷基锂的反应实现了芳基环丙烷的合成。然而，在本公开发明人在研究过程中发现，这些合成环丙烷衍生物方法存在产率低等问题。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本公开的目的是提供一种铜催化烯基叠氮合成环丙烷衍生物的方法，从而提高环丙烷衍生物的产率。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一方面，本公开发明人在研究过程中发现了现有合成的环丙烷衍生物的方法存在的问题后，通过优化条件难以解决这些问题，因而提供了一种铜催化烯基叠氮合成环丙烷衍生物(式I所示化合物)的方法，以烯基叠氮(式II所示化合物)、卤代烃(式III所示化合物)作为原料，一价铜盐作为催化剂，在含水的条件下进行反应获得环丙烷衍生物，反应方程式为：

其中，R选自给电子或吸电子的芳基、给电子或吸电子的取代芳基、给电子或吸电子的杂芳基，R'选自H、给电子基团、吸电子基团，X为卤素。

本公开首次以烯基叠氮和卤代烃作为原料，在一价铜的催化作用下通过[1+1+1]环化策略制备官能化的环丙烷衍生物。该方法操作简单，条件温和。

在优化该方法的过程中，本公开发明人提供了四种条件，能够提高环丙烷衍生物的产率。

一价铜盐为含有一价铜的化合物，如碘化亚铜、噻吩-2-甲酸亚铜、四氟硼酸四乙腈铜等，条件1，当催化剂为噻吩-2-甲酸亚铜时，能够提高环丙烷衍生物产率。

该公开提供方法的反应溶剂为有机溶剂，例如乙腈、二氯甲烷、二甲基亚砜(DMSO)等，条件2，当有机溶剂为乙腈时，能够提高环丙烷衍生物产率。

该公开提供方法合成环丙烷衍生物，对温度没有要求，在实际实验过程中发现，条件3，当温度为50±2℃时，能够提高环丙烷衍生物产率。