[发明专利]一种水相中过硫酸钾促进的2-吡咯烷酮衍生物的绿色制备方法

说明书

本发明涉及一种水相中过硫酸钾促进的2‑吡咯烷酮衍生物的绿色制备方法。该方法通过向Schlenk反应瓶中加入1，6‑烯炔类化合物、醇类化合物、氧化剂和水，在一定温度下搅拌反应，得到2‑吡咯烷酮衍生物。

技术领域

本申请属于有机合成领域，具体涉及一种水相中过硫酸钾促进的1，6-烯炔类化合物与醇类化合物的自由基环化反应绿色制备2-吡咯烷酮衍生物的方法。

背景技术

水是自然界中最便宜、最安全的绿色溶剂。一方面，水是生命中所有化学反应的通用介质，对自然界中化学合成方式的探索是化学研究中最新的挑战和有前途的创新之一。另一方面，水不仅是环保的选择，而且从安全生产的角度来看也是最佳溶剂。使用水作为反应介质具有许多优势，包括廉价易得、无毒、不易燃、在氧化还原体系中稳定和易于分离产物等。尽管有上述事实，但很少有烯炔类化合物与自由基试剂在水相中进行串联环化反应的报道。这可能是由于大量水分子与路易斯酸催化剂或有机过氧化物之间的强相互作用，从而阻止了路易斯酸催化剂/有机过氧化物与底物/自由基试剂的相互作用。因此，开发无路易斯酸体系及无机氧化剂促进的烯炔类化合物环化反应才能满足水相反应的要求，这为绿色和可持续化学提供了重大机遇和挑战。

在现代合成化学中，开发高效、经济和对环境无害的氧化策略仍然是一个重要的目标。然而，某些氧化剂具有局限性，例如溶解性问题、选择性差、需要苛刻的反应条件以及使用时需要有害溶剂辅助。因此，探索绿色氧化剂变得非常紧迫。自从在Minisci反应中使用过硫酸钾作为氧化剂以来，由于其低成本、稳定、无毒、无污染、易处理等优点，过硫酸钾逐渐得到人们的关注。过硫酸钾可以氧化多种中性的有机化合物、阴离子及亲核基团。尽管如此，使用过硫酸钾作为氧化剂来氧化醇类化合物O-α-C(sp³)-H键依然较少涉及。发明人对于水相中过硫酸钾促进的醇类化合物参与的自由基环化反应进行了深入的研究，在本发明中，我们提出了一种以1，6-烯炔类化合物和醇类化合物为反应原料，经自由基过程高区域选择性环化反应制备2-吡咯烷酮衍生物的新方法。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种绿色高效、低成本、高选择性的1，6-烯炔类化合物和醇类化合物环化反应方法，该方法在绿色的水相体系中进行，在绿色的无机氧化剂过硫酸钾的促进下以较高产率制备获得2-吡咯烷酮衍生物。

本发明提供的自由基环化反应方法，该方法以1，6-烯炔类化合物和醇类化合物为原料，通过下列步骤进行制备获得：

向Schlenk反应瓶中加入式1所示的1，6-烯炔类化合物、式2所示的醇类化合物、氧化剂和溶剂水，在一定温度下搅拌反应，经TLC或GC监测反应进程，至原料反应完全，经后处理得到2-吡咯烷酮衍生物(I)，其化学反应式可表述为(见式一)：

所述的后处理操作如下：将反应完成后的反应液用乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤并减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离，洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷，得到2-吡咯烷酮衍生物(I)。

式1、式2及式I表示的化合物中，R¹选自氢、C₁-C₁₀烷基、C₅-C₁₄芳基；

R²选自氢、C₅-C₁₄芳基、C₁-C₁₀烷基；

R³选自氢、C₁-C₁₀烷基；

R⁴选自氢、C₁-C₁₀烷基；