[发明专利]一类α-三级腈结构β-二羰基化合物的合成方法

说明书

本发明提供一类α‑三级腈结构β‑二羰基化合物的合成方法，以偶氮二异丁腈（AIBN）与β‑酮酯的碳‑碳偶联反应，在廉价水合硝酸铜的催化下生成由其它方法无法合成的含α‑三级腈结构的β‑二羰基化合物，并一步构建连续的三级和四级碳原子中心。本发明方法官能团耐受性好，并避免了过量强碱的使用和氰烷基化试剂的预先溴化，同时反应条件温和、操作简单，适合工业化推广。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一类α-三级腈结构β-二羰基化合物的合成方法。

背景技术

腈是分子中带有氰基(-CN)的化合物。氰基结构中氮原子和碳原子是通过碳氮三键连接，可以通过化学反应转换成其他的官能团化合物，比如腈经过加氢还原得到酰胺类化合物，进一步还原可以得到伯胺类化合物。腈也可以通过水解得到羧酸类化合物，再经过还原得到醛类化合物或醇类化合物。由于氰基结构的特殊性能，使得腈类化合物广泛地应用于材料科学、制药工业、农用化学品等领域。在腈类化合物中，带有α-氰烷基结构的1,3-二羰基化合物是一类多功能合成子，同时还被广泛应用于配位化学和主客体超分子自组装，具有广泛的应用前景。传统合成α-氰烷基-β-二羰基化合物的方法是通过1,3-二羰基化合物与2-溴乙腈进行亲核取代反应制备得到；其反应路线如下：

该方法需要过量的强碱并使用成本高昂的预先溴代乙腈作为氰烷基化试剂。2016年，Kim和Wu报道了一种通过β-二羰基化合物和乙腈交叉脱氢偶联反应制得α-氰烷基-β-二羰基化合物的方法；其反应路线如下：

该方法需要较高的反应温度和较长的反应时间，以及使用过量的危险品(过氧化物)作为自由基引发剂。由于化合物结构的特殊性，以上方法都仅限于合成一级腈类化合物，无法合成含有α-二级或三级腈结构的β-二羰基化合物。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一类α-三级腈结构β-二羰基化合物的合成方法，该方法反应条件温和、操作简单、官能团耐受性好，并避免了过量强碱的使用和氰烷基化试剂的预先溴化。

本发明的目的是这样实现的：

一类α-三级腈结构β-二羰基化合物(式II化合物)的合成方法，由式I化合物与式III化合物在催化剂作用下反应制得，其特征在于，反应路线如下：

其中：

R¹是噻吩、吡啶或苯基，所述苯基被R^1a、R^1b和R^1c取代；

R²是C_1-6烷基、-OH、-O-C_1-6烷基；

R³是C_1-6烷基；

R^1a、R^1b和R^1c独立的选自：氢、卤素、羟基、C_1-6烷基、-O-C_1-6烷基。

本文所用的术语“卤素”是指氟、氯、溴或碘，优选为氟、氯或溴。

本文所用的术语“C_1-6烷基”是指具有1-6个碳原子的饱和的直链或支链烃基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、新戊基、正己基、异己基等，优选甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基或异丁基。

本发明的一个实施方案包括其中R¹是苯基的化合物(如下式IV)，所述苯基是未取代的或被一个或多个下列基团取代：甲基、卤素、-OCH₃或-OH。