专利摘要

专利摘要

本发明公开了一种基于镍催化制备三取代烯烃的合成方法，以烷基卤化合物和分子内炔烃为原料，在镍催化剂、配体、碱和硅烷的作用下，于溶剂中按下述反应式进行反应，得到具有单一构型的三取代烯烃化合物。采用本发明方法合成的三取代烯烃具有很高的区域和立体选择性，可以完全得到单一构型的三取代烯烃，解决了得到的混合烯烃产物分离问题。同时本反应体系加料方式简单，无需使用对水分和空气敏感的金属试剂，在实际使用中更加方便。烷基卤化合可直接从烷基醇合成，分子内炔烃来源广泛，易得。反应条件温和，能很好的兼容一些对碱敏感的基团，官能团兼容性优越。

权利要求

1.一种基于镍催化制备三取代烯烃的合成方法，其特征在于：以底物2和底物1为原料，在镍催化剂、配体、碱和硅烷的作用下，于溶剂中按下述反应式进行反应，得到具有通式（I）的单一构型的三取代烯烃化合物：

其中R1、R2为相同或不同的烷基取代基或芳基取代基；R3、R4为不同的烷基取代基或环状取代基；

所述镍催化剂为溴化镍(II) 二乙二醇二甲醚复合物；

所述配体为4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶、菲咯啉类配体、三叔丁基联吡啶、二环己基苯基磷中的一种；

所述溶剂为二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、甲基叔丁基醚中的一种或两种以上的混合物；

所述硅烷为聚甲基氢硅烷、苯硅烷、三甲氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷中的一种。

2.根据权利要求1所述的基于镍催化制备三取代烯烃的合成方法，其特征在于：所述碱为碳酸铯、醋酸钠、氟化铯、甲醇锂、碳酸钾中的一种。

3.根据权利要求1所述的基于镍催化制备三取代烯烃的合成方法，其特征在于：所述底物1的物质的量为底物2的物质的量的2倍。

4.根据权利要求1所述的基于镍催化制备三取代烯烃的合成方法，其特征在于：所述镍催化剂的物质的量为底物2的物质的量的12%。

5.根据权利要求1所述的基于镍催化制备三取代烯烃的合成方法，其特征在于：所述配体的物质的量为底物2的物质的量的12%。

6.根据权利要求1所述的基于镍催化制备三取代烯烃的合成方法，其特征在于：所述硅烷的物质的量为底物2的物质的量的3倍。

7.根据权利要求1所述的基于镍催化制备三取代烯烃的合成方法，其特征在于：在溶剂中的反应温度为30oC，反应时间为4h～10h。

说明书

技术领域

本发明涉及化合物质制备技术领域，具体涉及一种单一构型三取代烯烃化合物的合成方法。

背景技术

烯烃在有机化学中是一类重要的结构片段，并被广泛用于材料、石油化工和医药等行业中。烯烃的合成方法研究一直是人们关注的重点，传统的合成方法有消除反应、还原反应、Wittig反应和Julia烯化反应等。这些反应一般都存在反应条件苛刻，反应温度高、反应体系需要使用比较强的碱，最重要的一点是合成的烯烃顺反选择性不高，导致产物难分离等缺点。

除了上述非金属催化合成烯烃的方法，近年来报道了很多过渡金属催化合的合成方法，如Heck反应、烯烃复分解反应和烯基金属试剂或烯基卤化物参与的交叉偶联反应。这些反应同样存在底物范围受限、合成的烯烃顺反选择性不高，产物难分离，并且单一构型的烯基金属试剂或烯基卤化物合成比较困难等缺点。

近来，过渡金属催化炔烃和亲电试剂的氢-碳化反应合成烯烃的方法受到人们追捧。这种方法的优点是原料来源易得、反应条件温和、并且可通过控制反应的区域和立体选择性高效率的得到构型单一的烯烃。避免了得到混合烯烃产物需要进一步分离。前人的关于炔烃氢-碳化反应的工作主要以π类型亲电试剂为主，如CO2、醛、甲酰胺和亚胺等。故只能合成特殊的α,β-不饱和烯烃。炔烃和烷基亲电试剂的氢-碳化反应合成普通烯烃的方法近来才被人们报道。式(1)所述方法是Lalic等人在J.Am.Chem.Soc.2015,137,1424-1427报道的铜催化末端炔烃和一级烷基甲磺酸酯偶联合成二取代烯烃的方法，式(2)所述方法是Hu等人在J.Am.Chem.Soc.2015,137,4932-4935报道的铁催化芳基乙炔和烷基亲电试剂的偶联合成二取代烯烃的方法。

式(3)是傅尧等人在Chem.Commun.2016,52,5324-5327报道的镍催化炔烃和烷基亲电试剂马氏选择性氢-烷基化反应合成1,1-二取代烯烃的方法。式(4)是Nishikata组在ACS Catalysis 2017,7,1049-1052报道的铜催化芳基乙炔氢-烷基化顺式和反式烯烃二取代烯烃合成方法。

虽然近年来过渡金属催化炔烃氢-烷基化反应有上面几例报道，但上述前人工作明确表明底物只适用末端炔烃，在同样的反应条件下使用分子内炔烃为原料是得不到产物的，故上述报道只能用于合成双取代的烯烃。三取代烯烃在材料、石油化工和医药行业有着很大的需求，目前合成三取代烯烃一般使用Wittig反应和过渡金属催化三取代的烯基金属试剂或三取代烯基卤参与的碳-碳键交叉偶联反应，但缺点是产物顺反选择性不高、分离困难，且构型单一的三取代的烯基合成子合成困难，原料来源受限、官能团兼容性。所以，高区域、立体选择性合成单一构型的三取代烯烃一直是化学合成中的挑战。

发明内容

本发明针对三取代烯烃合成存在原料来源受限、合成困难、反应条件苛刻、反应区域和立体选择性不高，导致产物顺反比例比较低，难分离等问题，提供一种反应使用简单的镍催化剂、原料来源广泛、反应条件温和、官能团兼容性好的基于镍催化制备三取代烯烃的合成方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种基于镍催化制备三取代烯烃的合成方法，其特征在于：以烷基卤化合物和分子内炔烃为原料，在镍催化剂、配体、碱和硅烷的作用下，于溶剂中按下述反应式进行反应，得到具有通式(I)的单一构型的三取代烯烃化合物：

其中R1、R2为相同或不同的烷基取代基或芳基取代基；R3、R4为不同的烷基取代基或环状取代基；

所述镍催化剂为溴化镍(II)二乙二醇二甲醚复合物；

所述配体为4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶、菲咯啉类配体、三叔丁基联吡啶、二环己基苯基磷中的一种；

所述溶剂为二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、甲基叔丁基醚中的一种或两种以上的混合物；

所述硅烷为聚甲基氢硅烷、苯硅烷、三甲氧基硅烷、甲基二乙氧基硅烷中的一种。

优选地，所述碱为碳酸铯、醋酸钠、氟化铯、甲醇锂、碳酸钾中的一种。

优选地，所述分子内炔烃的物质的量为烷基卤化物物质的量的2倍。

优选地，所述镍催化剂的物质的量为烷基卤化物的物质的量的12％。

优选地，所述配体的物质的量为烷基卤化物的物质的量的12％。

优选地，所述硅烷的物质的量为烷基卤化物的物质的量的3倍。

优选地，在溶剂中的反应温度为30℃，反应时间为4h～10h。

相比于现有合成三取代烯烃的技术，采用本发明方法合成的三取代烯烃具有很高的区域和立体选择性，可以完全得到单一构型的三取代烯烃，解决了得到的混合烯烃产物分离问题。同时本反应体系加料方式简单，无需使用对水分和空气敏感的金属试剂，在实际使用中更加方便。烷基卤化合可直接从烷基醇合成，分子内炔烃来源广泛，易得。

另外，本反应体系反应条件温和，能很好的兼容一些对碱敏感的基团，这在之前的反应体系中是很难实现的，官能团兼容性优越，为单一构型的三取代烯烃提供了高效的制备方法。

附图说明

图1为本发明制备的三取代烯烃1的核磁共振氢谱；

图2为本发明制备的三取代烯烃1的核磁共振碳谱

图3为本发明制备的三取代烯烃2的核磁共振氢谱；

图4为本发明制备的三取代烯烃2的核磁共振碳谱；

图5为本发明制备的三取代烯烃3的核磁共振氢谱；

图6为本发明制备的三取代烯烃3的核磁共振碳谱

图7为本发明制备的三取代烯烃4的核磁共振氢谱；

图8为本发明制备的三取代烯烃4的核磁共振碳谱；

图9为本发明制备的三取代烯烃5的核磁共振氢谱；

图10为本发明制备的三取代烯烃5的核磁共振氟谱

图11为本发明制备的三取代烯烃5的核磁共振碳谱；

图12为本发明制备的三取代烯烃6的核磁共振氢谱；

图13为本发明制备的三取代烯烃6的核磁共振碳谱；

图14为本发明制备的三取代烯烃7的核磁共振氢谱

图15为本发明制备的三取代烯烃7的核磁共振碳谱；

图16为本发明制备的三取代烯烃8的核磁共振氢谱；

图17为本发明制备的三取代烯烃8的核磁共振碳谱

图18为本发明制备的三取代烯烃9的核磁共振氢谱；

图19为本发明制备的三取代烯烃9的核磁共振碳谱；

图20为本发明制备的三取代烯烃10的核磁共振氢谱；

图21为本发明制备的三取代烯烃10的核磁共振碳谱

图22为本发明制备的三取代烯烃11的核磁共振氢谱；

图23为本发明制备的三取代烯烃11的核磁共振碳谱；

图24为本发明制备的三取代烯烃12的核磁共振氢谱

图25为本发明制备的三取代烯烃12的核磁共振氟谱；

图26为本发明制备的三取代烯烃12的核磁共振碳谱；

图27为本发明制备的三取代烯烃13的核磁共振氢谱；

图28为本发明制备的三取代烯烃13的核磁共振碳谱；

图29为本发明制备的三取代烯烃14的核磁共振氢谱；

图30为本发明制备的三取代烯烃14的核磁共振碳谱；

图31为本发明制备的三取代烯烃15的核磁共振氢谱；

图32为本发明制备的三取代烯烃15的核磁共振碳谱。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明的技术方案进行做进一步说明：

实施例1，该实施例的反应式如下所示：

(1)在空气下，溴化镍(II)二乙二醇二甲醚复合物(12mol％)，4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶(12mol％)，碳酸钾(2.5eq)加入到一个带支管、含有磁子的密封反应管中，反应管抽冲氩气三次。在氩气保护下，向反应管中加入0.7mL N,N-二甲基乙酰胺，在室温下搅拌5分钟，接着在氩气保护下依次加入苯丙炔(2eq)，环己基碘(0.2mmol)和甲基二乙氧基硅烷(3eq)到反应液中，塞紧活塞，置于30℃油浴锅中搅拌反应10小时。

(2)将步骤(1)中所得物料加入乙酸乙酯充分混合，用短硅胶柱过滤掉固体残渣后，保留有机相。

(3)旋干步骤(2)中所得的有机相中的溶剂，得到粗产物，然后用硅胶柱纯化粗产物。洗脱剂为石油醚分离收率为81％，产物纯度100％。

实施例2

该实施例的反应式如下所示：

(1)在空气下，溴化镍(II)二乙二醇二甲醚复合物(12mol％)，4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶(12mol％)，碳酸钾(2.5eq)加入到一个带支管、含有磁子的密封反应管中，反应管抽冲氩气三次。在氩气保护下，向反应管中加入0.7mL N,N-二甲基乙酰胺，在室温下搅拌5分钟，接着在氩气保护下依次加入苯丙炔(2eq)，N-(2-碘丙基)-N-甲基苯胺(0.2mmol)和甲基二乙氧基硅烷(3eq)到反应液中，塞紧活塞，置于30℃油浴锅中搅拌反应10小时。

(2)将步骤(1)中所得物料加入乙酸乙酯充分混合，用短硅胶柱过滤掉固体残渣后，保留有机相。

(3)旋干步骤(2)中所得的有机相中的溶剂，得到粗产物，然后用硅胶柱纯化粗产物。洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝50:1，分离收率为77％，产物纯度100％。

实施例3

该实施例的反应式如下所示：

(1)在空气下，溴化镍(II)二乙二醇二甲醚复合物(12mol％)，4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶(12mol％)，碳酸钾(2.5eq)加入到一个带支管、含有磁子的密封反应管中，反应管抽冲氩气三次。在氩气保护下，向反应管中加入0.7mL N,N-二甲基乙酰胺，在室温下搅拌5分钟，接着在氩气保护下依次加入4-辛炔(2eq)，3-碘-1-对甲苯磺酰基吡咯烷(0.2mmol)和甲基二乙氧基硅烷(3eq)到反应液中，塞紧活塞，置于30℃油浴锅中搅拌反应10小时。

(2)将步骤(1)中所得物料加入乙酸乙酯充分混合，用短硅胶柱过滤掉固体残渣后，保留有机相。

(3)旋干步骤(2)中所得的有机相中的溶剂，得到粗产物，然后用硅胶柱纯化粗产物。洗脱剂为石油醚：乙酸乙酯＝15:1，分离收率为75％，产物纯度100％。

制备得到的三取代烯烃的核磁共振图谱2如表1所示。

表1

所用的各物质的量及反应条件同实施例进行实验拓展，以说明本发明的技术方案具有良好的官能团兼容性，各拓展反应式如下：

以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本申请实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

一种基于镍催化制备三取代烯烃的合成方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。