[发明专利]一种无合成气的简易高效合成α,β-不饱和醛的方法

说明书

本发明涉及一种简易高效合成α,β‑不饱和醛的方法。本专利所述的炔烃氢甲酰化反应，能够实现各类炔烃高效快捷的转化，从而合成一系列α,β‑不饱和醛。与传统的氢甲酰化反应体系相比，该方法利用廉价易得安全便利的多聚甲醛作为氢甲酰基的供体，无需使用有毒易燃的合成气，从而避免了使用特制装置容纳合成气，采用商业可得的催化剂和配体，成本低廉，操作简便，条件温和，炔烃的氢化加成产物被彻底抑制，具有优异的化学选择性、区域选择性和Z/E选择性，具有广阔的实际应用前景。

技术领域

本发明涉及一种无合成气的简易高效合成α,β-不饱和醛的方法。

背景技术

作为一类重要的有机合成中间体，α,β-不饱和醛广泛应用于农药、医药、生物活性分子和精细化学品的合成[参见：(a)E.F.Glorius in Science of Synthesis,Vol.25(Ed.:R.Bruckner), Georg Thieme,Stuttgart,2007,p.733；(b)D.J.Rowe,Perfum.Flavor.2000,25,1.]。从原子经济性和步骤简洁性的角度考虑，炔烃的氢甲酰化反应绿色高效，无疑是诸多合成α,β-不饱和醛的策略中最为理想的途径之一，因此一直是有机合成领域的研究热点。在过去的数十年里，有机化学家们发展了一系列基于炔烃氢甲酰化反应合成α,β-不饱和醛的催化体系，在该研究领域，Buchwald、Hidai、Alper、Beller、Breit、zhang等人进行了一些先驱性探索[参见：(a) J.R.Johnson,G.D.Cuny,S.L.Buchwald,Angew.Chem.Int.Ed.Engl.1995,34,1760；(b)Y.Ishii, K.Miyashita,K.Kamita,M.Hidai,J.Am.Chem.Soc.1997,119,6448；(c)B.G.Van den Hoven,H. Alper,J.Org.Chem.1999,64,9640；(d)X.Fang,M.Zhang,R.Jackstell,M.Beller,Angew.Chem.Int.Ed.2013,52,4645；(e)V.Agabekov,W.Seiche,B.Breit,Chem.Sci.2013,4,2418；(f)Z.Zhang,Q.Wang,C.Chen,Z.Han,X.-Q.Dong,X.Zhang,Org.Lett.2016,18,3290.]。虽然相关领域研究成果丰硕，但这些催化体系大多涉及炔烃与CO、H₂一同反应生成醛类化合物。基于当前的研究现状，两个重要因素严重限制了炔烃氢甲酰化反应的实际应用：一方面，尽管合成气(CO：H₂＝1：1)价格低廉，丰富易得，但其毒性较大，易燃易爆，使用时存在一定的安全风险，而反应过程中往往需要使用高压合成气，需要特制设备容纳存储，这在一定程度上增大了应用成本；另一方面，与烯烃的氢甲酰化反应相比，炔烃的氢甲酰化反应更富有挑战性，反应的区域选择性难以控制，炔烃的氢化加成产物难以被抑制[参见：(a)G.Natta,P.Pino,The 12th International Congress of Pure and Applied Chemistry,New York,September 1951； (b)H.Greenfield,J.H.Wotiz,I.Wender,J.Org.Chem.1957,22,542；(c)B.Fell,M.Beutler, Tetrahedron Lett.1972,13,3455；(d)C.Botteghi,C.Salomon,Tetrahedron Lett.1974,15,4285；(e) K.Doyama,T.Joh,T.Shiohara,S.Takahashi,Bull.Chem.Soc.Jpn.1988,61,4353；(f)P.G.M. Wuts,A.R.Ritter,J.Org.Chem.1989,54,5180；(g)E.M.Campi,W.R.Jackson,Y.Nilsson, Tetrahedron Lett.1991,32,1093；(h)P.Nombel,N.Lugan,F.Mulla,G.Lavigne,Organometallics 1994,13,4673.]。鉴于炔烃氢甲酰化反应在有机合成研究和工业生产应用中的重要地位，发展高效高选择性、无需合成气参与的炔烃氢甲酰化反应具有重要的实际意义。