[发明专利]一种采用微流场可见光催化反应技术连续化制备多官能团化丙二烯类化合物的方法

说明书

本发明公开了一种采用微流场可见光催化反应技术连续化制备多官能团化丙二烯类化合物的方法，将含如式Ⅱ所示的烯炔类化合物、如式Ⅲ所示的环丁酮肟酯类化合物、金属镍类化合物、光催化剂和吡啶类配体的均相溶液A，与含芳基锌类化合物和碱的均相溶液B经混合装置充分混合后在自主搭建的微流场光催化反应装置中进行反应，得到含有式Ⅰ所示的多官能团化丙二烯类化合物的液体。本发明使用微流场可见光催化反应装置制备含多官能团化的丙二烯类化合物，能够通过有效的控制反应速率、缩短反应时间、减少副反应进而达到提升产物收率等目的，产率最高可达98％。

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种采用微流场可见光催化反应技术连续化制备多官能团化丙二烯类化合物的方法。

背景技术

丙二烯类骨架不仅广泛存在于药物、农用化学品材料等分子中，同时被认为是各种有机合成必不可少的一类重要中间体。近年来，一些丙二烯骨架的高效构建方法陆续被报道出来，包括分子重排、亲核取代、1,4-加成等等。与这些经典方法相比，以1,3-烯炔类化合物作为底物，通过自由基介导1,4-双官能化的方法可以同时将两个不同的官能团引入目标分子中。因此，该方法也成为构建多取代丙二烯的最直接途径之一。最近，Liu、Wang、Bao、Lu、和Ma等课题组分别报道了通过自由基途径对实现1,3-烯炔的1,4-双官能化，构建丙二烯骨架的方法。尽管取得了这些突破，但该领域仍然存在一些挑战，例如起始原料的低反应性较低、需要亲核试剂来终止反应以及难以控制1,2-与1,4-加成产物等，这些因素限制了该方法的进一步发展与应用。因此，开发一种能在温和条件下通过自由基介导的方式实现1,3-烯炔的1,4-双官能化，构建丙二烯类化合物的方法受到了极大的重视。

另一方面，将可见光氧化还原与过渡金属催化相结合，开发出的金属光氧化还原催化，目前已成为实现高价值转化的有力工具，其中最具代表性的是可见光/铜催化与可见光/镍催化体系。而将这两种高效的催化体系运用在1,3-烯炔的1,4-自由基加成，实现丙二烯骨架的高效构建领域具有较为广泛的应用。最近，Lu课题组开发了一种以1,3-烯炔类化合物、烷基N-羟基邻苯二甲酰亚胺酯和三甲基甲硅烷基氰化物(TMSCN)三组分为底物的1,4-碳氰化反应的光氧化还原/铜催化。与此同时，Li课题组开发了一种通过可见光氧化还原与铜协同催化芳基碘化物、亚磺酸盐与1,3-烯炔的1,4-磺酰基化反应。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有反应技术的不足，提供一种采用微流场可见光催化反应技术连续化制备多官能团化丙二烯类化合物的方法，以解决现有技术中对1,3-烯炔类化合物进行多取代官能化过程中普遍存在的反应时间长、产物收率低、无法规模化放大等问题。

发明思路：本发明设想使用光氧化还原的方式诱导环丁酮肟通过开环产生烷基氰自由基，并引发烯炔类化合物底物产生丙二烯基自由基中间体，然后镍的催化下与芳基锌试剂发生交叉偶联，获得四取代的丙二烯类化合物。该方案的实施可以有效地促进烯炔类化合物的的1,4-双官能化，高效构建官能团耐受性好和化学和区域选择性高的氰烷基芳基化丙二烯衍生物。该方法的特点是反应条件温和(室温，可见光，使用弱碱)、底物范围广、可以以较高的反应产率和较短的反应时间获得目标产物，且方便规模化应用。此外，本发明采用微流场反应技术可以提升该反应的效率，为该方法在制药工业等领域的进一步应用奠定基础。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种采用微流场可见光催化反应技术连续化制备多官能团化丙二烯类化合物的方法，其反应的方程式如下：

其中，所述方法包括如下步骤：将含如式Ⅱ所示的烯炔类化合物、如式Ⅲ所示的环丁酮肟酯类化合物、金属镍类化合物、可见光光催化剂和吡啶类配体的均相溶液A，与含芳基锌类化合物和碱的均相溶液B在微流场可见光催化反应装置内反应，得到含有式Ⅰ所示的多官能团化丙二烯类化合物的液体；

其中，

R¹选自氢、甲基或苯基，优选为苯基；