[发明专利]一种非金属催化的基于炔酮制备1,3-二酮类化合物的方法

说明书

本发明公开了一种非金属催化的基于炔酮制备1,3‑二酮类化合物的方法，制备方法为分步法或一锅法。分步法是将炔酮化合物I、含氮芳香化合物II和一类碱混合反应，再分离提纯得中间产物，然后将中间产物与二类碱混合反应，最后分离提纯得产物；一锅法是将炔酮化合物I、含氮芳香化合物II混合后先加入一类碱反应一段时间，然后加入二类碱继续反应一段时间，最后分离提纯得产物。本发明中的方法反应条件温和、操作简便、产率较高，一般在80％以上，在药物合成上具有较大的实际应用价值。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种非金属催化的基于炔酮制备1,3-二酮类化合物的方法。

背景技术

1,3-二酮类化合物具有稳定、无毒的特点，易于存储和便于使用，常被用于合成咪唑、吡唑、吡咯、嘧啶、喹啉等杂环类化合物，可快速构建含该类杂环的药物骨架，同时，1,3-二酮类化合物也被广泛用于金属络合物、多聚物的合成等相关技术领域。

目前合成1,3-二酮类化合物的方法很多，如炔酮水解、酮和酯的Claisen缩合，酮和酰胺或酯的偶联，钌催化醛和烯酮的偶联，β-羟基酮的氧化，钯催化酮和芳基碘化物的插羰反应等。其中，炔酮水解转化成1,3-二酮类化合物的方法存在各种各样的问题，如直接加浓硫酸、PtCl₄高温催化，甲醇钠等反应条件太剧烈、底物普适性太差；而且由于炔酮在碱条件下容易分解成炔和羧酸，所以直接加氢氧化钾等碱水解的方法又存在收率非常低的现象。

2009年Glotova等人报道了炔酮与胺反应生成β-烯胺酮，β-烯胺酮在室温条件下被盐酸水解成1,3-二酮化合物，但收率仅20％；2013年，Nordmann等人报道了β-烯胺酮在对甲基苯磺酸条件下生成吡咯化合物(收率53％)，其副产物为水解后的1,3-二酮化合物；2016年Tarigopula等人报道了在金属试剂IPrAuCl和AgSbF₆催化条件下将炔酮水解成1,3-二酮化合物；2019年，Kuang等人也通过金属试剂PPh₃AuCl和AgOTf来催化该反应获取1,3-二酮化合物；同年温州大学夏远志等人将金和银催化炔酮生成1,3-二酮化合物的方法申请专利保护。虽然他们都获得较高收率，但该反应需用到昂贵的金属试剂。

综上所述，通过炔酮进行酸或碱水解生成1,3-二酮化合物的收率普遍很低，目前主流的办法是通过金络合物和银试剂催化完成，但成本明显增高。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种非金属催化的基于炔酮制备1,3-二酮类化合物的方法，以解决合成1,3-二酮类化合物收率低以及成本高的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种非金属催化的基于炔酮制备1,3-二酮类化合物的方法，制备方法为分步法或一锅法；其中，分步法包括以下步骤：

S1：将炔酮化合物I、含氮芳香化合物II和一类碱按1:1～4:1～4.5的摩尔比投入装有溶剂的反应器中，搅拌均匀后于20～80℃下反应12～24h，再分离提纯得化合物III；反应方程式如式(1-1)所示：

S2：将化合物III与二类碱按1:1～5的摩尔比投入装有溶剂的反应器中，搅拌均匀后于20～50℃下反应2～12h，再分离提纯得1,3-二酮类化合物IV；反应方程式如式(1-2)所示：

一锅法包括以下步骤：

先将炔酮化合物I、含氮芳香化合物II和一类碱按1:1～4:1～4.5的摩尔比投入反应器中，于20～80℃下反应12～24h；然后向反应器中加入二类碱，所加入的二类碱与炔酮化合物I的摩尔比为1～5:1，于20～50℃下反应2～12h，再分离提纯得1,3-二酮类化合物IV；反应方程式如式(1-3)所示：