[发明专利]一种合成丙炔酸及其衍生物的制备方法

说明书

本发明提供了一种合成丙炔酸及其衍生物的制备方法。该方法的合成路线如下：首先，在无水无氧条件下，将金属镁、碘单质和溶剂加入反应器中搅拌均匀，然后滴加卤代烃反应生成烃基卤化镁格氏试剂；再将端炔滴入反应器中进行格氏交换反应得到炔基卤化镁；最后，向反应器中通入CO₂，发生亲核加成反应，产物经过水解后得到丙炔酸类化合物。本发明提供的制备方法简单安全，操作条件温和。

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种丙炔酸及其衍生物的合成方法。

背景技术

丙炔酸是用于环加成或加氢芳基化反应中的通用合成结构单元，应用广泛，也常被用于制备功能材料[Zhang et al., Angew.Chem.Int.Ed. 2015, 55, 236-239]。另外，丙炔酸使得可合成许多杂环化合物如香豆素、黄酮和吲哚[Bararjanian et al.,J.Org.Chem. 2010, 75, 2806-2812]。还用于脱羧基交叉耦合以合成炔基芳烃或氨基炔烃[Jia et al., Org.Lett. 2010, 12, 2000-2003]。因此，发展高效合成丙炔酸及其衍生物的方法具有重要意义。

现有技术中，合成丙炔酸类化合物的方法主要是炔烃的氧化羧基化反应，以甲醛或一氧化碳作为羧基化试剂，但是该方法存在CO毒性大等问题。目前最常用的过程是使用芳香炔基锂试剂或镁试剂与CO₂反应[Polyzos, A.Chem. Int.Ed.2011, 50,1190-1193]，然而由于该过程需要预先功能化端炔化合物，其形成的芳香炔基锂试剂和镁试剂具有很强亲核性，大大限制了功能基团的兼容性。也有利用过渡金属催化或者碳酸铯促进CO₂与端炔反应制备丙炔酸类化合物，但是存在过渡金属催化剂价格昂贵、配体庞大且合成困难、所用高沸点溶剂后处理难等诸多问题[Yu et al., PNAS,2010,47,20189; Cheng et al.,Green Chem., 2015, 17, 1675]。因此，发展一种简单高效、无昂贵金属参与的绿色反应过程仍然具有重要意义。

发明内容

本发明的目的针对现有丙炔酸制备技术安全性的不足之处，提供一种简单安全合成丙炔酸及其衍生物的制备方法。

一种合成丙炔酸及其衍生物的制备方法，其主要步骤如下：

（1）格氏反应：无水无氧的条件下，将金属镁、碘单质和溶剂加入反应器，搅拌均匀，然后滴加卤代烃，滴加完毕后继续回流反应1~3 h，得到产物烃基卤化镁格氏试剂；

（2）格氏交换反应：将端炔通入反应器中和烃基卤化镁发生格氏交换反应，在一定温度下反应30~90 min，得到炔基卤化镁；

（3）亲核加成反应：将CO₂通入反应器中与炔基卤化镁发生亲核加成反应，在一定温度下反应2~4 h，产物经过经水解后得到丙炔酸类化合物。

本发明反应过程如下：

进一步地，将下式化合物用作末端炔烃：

R-C≡C-H

R可选自氢以及取代或未取代的苯基、噻吩基、烷基(如环己基或环丙基)，其中，所述取代基可选自：烷基(如甲基)、卤素(氟、氯、溴)、取代或未取代的苯基。

进一步地，将下式化合物用作卤代烃：

R-X

其中R为烷基、烯基、苯基其中一种；X为氯、溴、碘其中一种。

进一步地，所述溶剂为无水乙醚、四氢呋喃至少其中一种。