[发明专利]一种氯代环戊酮衍生物及其合成方法

说明书

本发明公开了一种氯代环戊酮衍生物Ⅰ及其制备方法，将式Ⅱ结构的3‑甲基丁醛、式Ⅲ结构的对甲基苯乙炔氯，十钨酸四丁基铵TBADT加入到溶剂中，反应后得到。通过光催化实现了[3+2]环加成反应，以100％的原子经济性合成了氯代环戊酮衍生物。本发明还提供了该氯代环戊酮衍生物的合成应用，通过加入碳酸钾来进行消除反应制备环戊烯酮衍生物Ⅳ，实现了芳香倍半萜laurokamurene B及Cuparene的高效合成。

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种氯代环戊酮衍生物及其合成方法。

背景技术

倍半萜类化合物作为天然产物的一个组成部分广泛存在于广泛分布于植物、昆虫、海洋生物和微生物等动植物体。而具有芳环结构的花侧柏烷型及月桂烯型倍半萜这两类天然产物的合成一直是化学家们关注的热点。其中，具有重要的生物功能及生理活性的天然产物芳香倍半萜laurokamurene B及Cuparene的合成也受到了广泛关注。

2007年，Srikrishna等人首次报道了以异丁酸为起始原料合成了(±)-laurokamurene B，反应利用艾兰德变体的克莱森重排反应和闭环置换反应(RCM)的结合来作为关键反应。该反应经经10步反应来实现(±)-laurokamurene B的全合成，通过环戊烯酮化合物脱羰反应(±)-laurokamurene B，最终合成总收率约为22％。

2019年，以1,3-环戊二酮为起始原料，经过5个步骤(总收率为45.4％)合成了((±)-laurokamurene B，反应利用β烷氧基烯酮和芳基金属化合物(格氏试剂或有机锂)参与的Stork–Danheiser反应和甲基化策略来构建芳香倍半萜，总收率为45.4％，反应过程如下所示：

(±)-Cuparene作为另外一种常见的芳香倍半萜，其合成方法也吸引了大量的学者研究。Srikrishna等人报道了从β-紫罗兰酮出发，经过7步反应，合成芳香倍半萜(±)-Cuparene。由于环戊烷酮类化合物(±)-β-cuparenone可以顺利的通过基斯内尔-沃尔夫-黄鸣龙还原反应是将酮羰基还原为亚甲基来实现(±)-Cuparene的合成，大批的学者研究方向侧重在了(±)-β-cuparenone的合成上，反应过程如下所示：

而(±)-β-cuparenone的合成通常会底物预官能团化，操作繁琐，多步来实现，所得总产率往往较低。2007年，Ray等人采用预官能团化的溴代烯醛与溴代烯烃通过金属钯催化串联Heck环化反应来实现环戊烯酮的合成，该环戊烯酮通过脱羰形成(±)-β-cuparenone，随后通过还原得到(±)-Cuparene，反应过程如下所示：

通过文献报道，由环戊烯酮类化合物合成芳香倍半萜laurokamurene B及Cuparene是可行的，开发更新型的、更高效、更温和的策略构建环戊烯酮骨架具有重要研究意义。烯烃是可以通过卤代烃的消除反应来合成，同时近年来自由基反应由于温和高效的特点受到广泛关注，因此，设计合理的自由基催化反应体系，实现卤代环戊酮的合成进而实现环戊烯酮类化合物的合成，从而进一步实现芳香倍半萜laurokamurene B及Cuparene的合成，这些在理论研究和实际应用中都具有重要意义。

发明内容

本发明提供了一种氯代环戊酮衍生物及其合成方法，采用3-甲基丁醛作为新的三碳合成子，在光催化剂十钨酸四丁基铵的催化下催化[3+2]环加成反应。该催化循环经历醛的脱氢反应，自由基加成反应，1,5-氢原子转移，反baldwin 5-endo-trig环化及抽氢反应得以实现。反应条件温和，原料易得。此外，本发明同时提供了该氯代环戊酮衍生物的合成应用，通过消除反应，成功合成了环戊烯酮衍生物。并将该衍生物成功应用到芳香倍半萜laurokamurene B及Cuparene得合成中。由该环戊烯酮衍生物出发，仅需两步就能高效的合成芳香倍半萜laurokamurene B及Cuparene。