[发明专利]一种合成β-酮腈及其衍生物的方法

说明书

本发明公开了一种合成β‑酮腈及其衍生物的方法，通过以丙二腈及其衍生物和芳基硼酸为反应物反应制得；反应物来源广泛，成本较低；反应在溶剂中进行，溶剂为甲苯和水的混合物；在反应时，还向溶剂中加入了钯催化剂、酸性添加剂和配体；酸性添加剂为苯磺酸、对甲基苯磺酸、对硝基苯磺酸、三氟甲磺酸和三氟甲酸中的任意一种；配体为4,4'‑二甲基‑2,2'‑联吡啶、2,2'‑联吡啶、6,6'‑二甲基‑2,2'‑联吡啶、5,5'‑二甲基‑2,2'‑联吡啶中的任意一种。本发明方法可以直接一步合成目标产物，无需分离中间产物，只需在常压下搅拌反应既可获得目标物，产率最高可达到98％，特别适用于对碱性条件敏感的β‑酮腈衍生物合成，为开发有关β‑酮腈衍生物的有机化合物提供较好的保证。

技术领域

本发明涉及有机合成领域，更具体的说是涉及一种合成β-酮腈及其衍生物的方法。

背景技术

β-酮腈及其衍生物是一类重要的有机化合物，是用作合成许多杂环化合物的关键前驱体，例如吡喃，嘧啶，吡唑，异恶唑，噻唑和其他具有生物活性分子的结构片段。然而β-酮腈的构建一直是有机合成化学中的挑战性课题。目前，β-酮腈的合成方法中，最直接的方法是通过氰化物或金属腈与羰基物种之间的亲核取代反应，然而这种方法缺乏对各种亲电子官能团的容忍性，因此限制了该方法的广泛应用。为了克服这个问题，金属催化的羰基偶合反应作为一种替代方法因其较高的官能团耐受性而受到越来越多的关注。但是发展多样化、高效的β-酮腈合成新方法一直是有机合成化学中的重要课题。

现有制备β-酮腈方法中，有如下几种方法：文献(Org.Lett.2014,16,350-353；Org.Lett.2012,14,4,1118-1121和Synthesis.2012,44,2885-2888)中，Liu研究小组报道了一种绿色便捷的铜催化的芳族醇和芳烃与乙腈的串联反应合成β-酮腈；Lee和他的同事开发了一种一锅法三组分反应，通过钯催化芳基碘化物，三甲基甲硅烷基乙腈和一氧化碳(或Mo(CO)₆)的羰基化反应来生成β-酮腈。文献(Tetrahedron Lett.2016,57,239-242；J.Org.Chem.2016,81,4,1358–1366)中，Lee组和Skrydstrup组分别报告了使用卤代芳基，氰基乙酸甲酯或氰基乙酸叔丁酯作为偶合试剂通过羰基化-脱羧反应合成β-酮腈；文献(Chem.-Eur.J.2014,20,9534-9538)中，Beller报道了芳基碘化物和烷基腈的羰基化α-芳基化过程，生成α，α-二取代产物。最近，文献(Angew.Chem.,Int.Ed.2016,55,326-330)中，Reeves组报道了碱性条件下，Rh催化2,2-取代的丙二腈合成β-酮腈的方法。

上述制备方法均是在碱性条件下制备β-酮腈及其衍生物，却没有能够在酸性条件下制备β-酮腈及其衍生物，制备方法相对单一，这大大限制β-酮腈及其衍生物的发展。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种合成β-酮腈及其衍生物的方法，该合成方法在酸性条件下制备β-酮腈及其衍生物，同时需要的添加剂种类繁少，步骤经济性好，符合原子经济性和绿色化学发展需要。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种合成β-酮腈及其衍生物的方法，该合成方法为在空气氛围下，向反应容器中加入丙二腈及其衍生物、芳基硼酸、钯催化剂、配体、酸性添加剂和溶剂进行搅拌混合；混合均匀后，在温度为60-100℃的条件下反应16-32h，反应结束后，过滤提纯制得β-酮腈及其衍生物；

所述丙二腈及其衍生物的结构式为

所述芳基硼酸的结构式为

β酮腈及其衍生物的结构式为

其反应式为