阅读说明：本技术 一种Cu催化合成苯并芴酮类化合物的方法 (Method for synthesizing benzofluorenone compound under catalysis of Cu ) 是由 刘运奎 郑立孟 鲍汉扬 于 2018-08-30 设计创作，主要内容包括：一种Cu催化合成苯并芴酮类化合物的方法,所述方法为：将式(I)所示化合物、式(II)所示化合物、催化剂、溶剂混合,升温至70～90℃反应1～3h,之后反应液经后处理,得到式(III)所示苯并芴酮类化合物；本发明安全环保,不产生废气,操作危险性低；底物适应性好,各种取代基都可以实现氧化芳构化；反应条件温和；同时,该反应采用自由基环加成的方式合成苯并芴酮,具有相对较高的原子经济性,并且采用无毒的乙醇作为溶剂,更加绿色环保。<Image he="211" wi="700" file="DDA0001783383900000011.GIF" imgContent="drawing" imgFormat="GIF" orientation="portrait" inline="no"></Image>(A method for synthesizing a benzofluorenone compound under the catalysis of Cu comprises the following steps: mixing a compound shown as a formula (I), a compound shown as a formula (II), a catalyst and a solvent, heating to 70-90 ℃, reacting for 1-3 h, and then carrying out post-treatment on a reaction solution to obtain a benzofluorenone compound shown as a formula (III); the invention is safe and environment-friendly, does not generate waste gas and has low operation risk; the substrate has good adaptability, and various substituents can realize oxidative aromatization; the reaction condition is mild; meanwhile, the reaction adopts a free radical ring addition mode to synthesize the benzofluorenone, has relatively high atom economy, and adopts nontoxic ethanol as a solvent, so that the reaction is more environment-friendly.)

一种Cu催化合成苯并芴酮类化合物的方法

(一)技术领域

本发明涉及一种Cu催化合成苯并芴酮类化合物的方法。

(二)背景技术

芴酮和苯并芴酮是重要且有用的碳环，因其具有独特的生物学和药学活性以及光学和电子性质而广受关注。例如芴酮生物碱cauliphine(如下式A所示)，一种从天然产物Caulophyllum robustum中分离出来的生物碱，经测试表现出良好的抗心肌缺血活性。而kinafluorenone(如下式B所示)是合成抗生素prekinamycin和stealthin的中间体；手性化合物Fluostatin B(如下式C所示)是来自人胎盘的二肽基肽酶III的新型抑制剂等。除此之外，苯并芴酮还被广泛应用于光电材料和染料领域。

合成苯并芴酮的传统方法主要包括苯并芴的氧化反应，芳基羧酸及其衍生物的傅-克酰基化反应、(邻芳乙炔基芳基)丙炔酮类化合物的分子内Diels-Alder反应，但是这些方法都存在各种缺陷，如使用有毒或者严重污染性的氧化剂，反应温度高，官能团容忍性差等。

(三)

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种通用、简便、高效的合成苯并芴酮类化合物的方法。与传统的合成方法相比，本发明方法具有以下几点优势，本发明涉及的方法采用自由基环加成的方式，在少量催化剂、较温和的温度条件下，实现了苯并芴酮类化合物的合成，无需添加额外的氧化剂，更加绿色环保，同时加大了对反应选择性的控制，因此该方法在工业上具有更高的应用前景。

本发明的技术方案如下：

一种Cu催化合成苯并芴酮类化合物的方法，所述方法为：

将式(I)所示化合物、式(II)所示化合物、催化剂、溶剂混合，升温至70～90℃(优选 80℃)反应1～3h(优选2h)，之后反应液经后处理，得到式(III)所示苯并芴酮类化合物；

所述式(I)所示化合物、式(II)所示化合物、催化剂的物质的量之比为1：1～3：0.05～0.15，优选1：3：0.1；

所述溶剂的体积用量以式(I)所示化合物的物质的量计为10～20mL/mmol；

所述溶剂为乙醇、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或两种以上任意比例的混合溶剂，优选乙醇；

所述催化剂为碘化亚铜或溴化亚铜；

所述后处理的方法为：反应结束后，待反应液冷却至室温(20～30℃)，加入100～200目硅胶拌匀，减压蒸除溶剂后上柱进行分离纯化，以100～200目硅胶为柱填料，石油醚/乙酸乙酯体积比20：1的混合溶剂为洗脱剂，收集含目标化合物的洗脱液，蒸除溶剂并干燥，得到式(III)所示产物；

式(I)、(II)或(III)中，

R¹为氢、C1～C4烷基或卤素，优选氢、甲基、氟或氯；

R²为氢或卤素，优选氢或氯；

R³为氢、C1～C4烷基、C1～C4烷氧基或卤素，优选氢、甲基、叔丁基、甲氧基、氟、氯或溴。

优选的，本发明式(III)所示苯并芴酮类化合物为下列之一：

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)安全环保，不产生废气，操作危险性低；

(2)底物适应性好，各种取代基都可以实现氧化芳构化；

(3)反应条件温和；

(4)同时，该反应采用自由基环加成的方式合成苯并芴酮，具有相对较高的原子经济性，并且采用无毒的乙醇作为溶剂，更加绿色环保。

(四)

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围不限于此：

实施例1

将0.3mmol 1-(2-(苯基乙炔基)苯基)丙-2-烯-1-酮、0.03mmol碘化亚铜、苯基四氟硼酸重氮盐0.9mmol加入到15mL厚壁耐压反应管，于3mL溶剂乙醇中，80℃温度下反应2小时。冷却至室温后，在反应液中加入两药匙(0.5g，下同)柱层析硅胶(100-200目)，并通过减压蒸馏除去溶剂，再通过柱色谱分离得到如结构式(III-1)所示的产物纯品(以石油醚 /乙酸乙酯＝20:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体，产率65％。

¹H NMR(500MHz,CDCl3):δ＝8.26(s,1H),7.97(dd,J＝7.5,J＝1.5Hz,1H),7.76(dd,J＝ 6.5,J＝0.9Hz,1H),7.65–7.60(m,3H),7.51–7.42(m,5H),7.26–7.19(m,2H),6.35(d,J＝7.5 Hz,1H)ppm.¹³C NMR(125MHz,CDCl3):δ＝193.2,145.2,137.4,136.9,136.5,135.3, 134.70,134.66,133.4,132.6,130.8,129.7,129.3,128.9,128.6,128.3,127.1,126.8,125.2,124.2, 123.8ppm.

实施例2

将0.3mmol 1-(2-(苯基乙炔基)苯基)丙-2-烯-1-酮、0.03mmol溴化亚铜、对甲基苯基四氟硼酸重氮盐0.9mmol加入到15mL厚壁耐压反应管，于3mL溶剂乙醇中，80℃温度下反应2小时。冷却至室温后，在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目)，并通过减压蒸馏除去溶剂，再通过柱色谱分离得到如结构式(III-2)所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯＝20:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体，产率52％。

¹H NMR(500MHz,CDCl3):δ＝8.21(s,1H),7.85(d,J＝8.5Hz,1H),7.74(dd,J＝6.5,J＝1.0Hz,1H),7.65–7.61(m,3H),7.43–7.40(m,2H),7.32(dd,J＝8.0,J＝1.5Hz,1H),7.23–7.17 (m,3H),6.29(d,J＝7.5Hz,1H),2.40(s,3H)ppm.¹³C NMR(125MHz,CDCl3):δ＝193.3, 145.2,139.4,137.6,137.1,136.6,135.6,134.6,134.1,131.9,131.6,130.6,129.8,129.3,129.0, 128.5,128.3,126.4,125.1,124.1,123.8,22.1ppm.

实施例3

将0.3mmol 1-(2-(苯基乙炔基)苯基)丙-2-烯-1-酮、0.045mmol碘化亚铜、对氯苯基四氟硼酸重氮盐0.9mmol加入到15mL厚壁耐压反应管，于3mL溶剂乙醇中，80℃温度下反应2小时。冷却至室温后，在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目)，并通过减压蒸馏除去溶剂，再通过柱色谱分离得到如结构式(III-3)所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯＝20:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体，产率56％。

¹H NMR(500MHz,CDCl3):δ＝8.21(s,1H),7.89(d,J＝9.0Hz,1H),7.75(d,J＝7.0Hz,1 H),7.66–7.62(m,3H),7.45–7.39(m,4H),7.26–7.19(m,2H),6.33(d,J＝7.5Hz,1H)ppm.¹³C NMR(125MHz,CDCl3):δ＝192.8,144.8,137.8,136.7,136.53,136.51,135.3,134.8,133.9,132.8, 132.0,131.7,129.7,129.5,129.0,128.7,127.7,126.2,124.8,124.3,124.0ppm.

实施例4

将0.3mmol 1-(2-(苯基乙炔基)苯基)丙-2-烯-1-酮、0.03mmol碘化亚铜、对溴苯基四氟硼酸重氮盐0.9mmol加入到15mL厚壁耐压反应管，于3mL溶剂乙醇中，80℃温度下反应2小时。冷却至室温后，在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目)，并通过减压蒸馏除去溶剂，再通过柱色谱分离得到如结构式(III-4)所示的产物纯品以石油醚/乙酸乙酯＝20:1 作为洗脱剂)。该物质为黄色固体，产率47％。

¹H NMR(500MHz,CDCl3):δ＝8.19(s,1H),7.81(d,J＝8.5Hz,1H),7.75(d,J＝7.0Hz,1 H),7.66–7.62(m,3H),7.60–7.55(m,2H),7.42–7.39(m,2H),7.26–7.19(m,2H),6.31(d,J＝ 7.5Hz,1H)ppm.¹³C NMR(125MHz,CDCl3):δ＝192.7,144.7,138.1,136.6,136.48,136.46, 134.8,133.7,132.9,132.0,131.9,130.2,129.6,129.5,129.4,129.0,128.7,124.8,124.3,124.0, 123.8ppm.

实施例5

将0.3mmol 1-(2-(苯基乙炔基)苯基)丙-2-烯-1-酮、0.015mmol碘化亚铜、对叔丁基苯基四氟硼酸重氮盐0.9mmol加入到15mL厚壁耐压反应管，于3mL溶剂乙醇中，80℃温度下反应2小时。冷却至室温后，在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目)，并通过减压蒸馏除去溶剂，再通过柱色谱分离得到如结构式(III-5)所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯＝20:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体，产率58％。

¹H NMR(500MHz,CDCl3):δ＝8.21(s,1H),7.90(d,J＝8.5Hz,1H),7.74(d,J＝6.5Hz,1 H),7.64–7.56(m,4H),7.44–7.41(m,3H),7.24–7.18(m,2H),6.35(d,J＝7.5Hz,1H),1.27(s,9 H)ppm.¹³C NMR(126MHz,CDCl3):δ＝193.3,152.2,145.3,137.6,136.9,136.6,135.3,134.8, 134.6,132.1,131.5,130.4,129.7,129.2,128.5,128.3,125.5,124.8,124.1,123.8,122.6,35.2,31.0 ppm.

实施例6

将0.3mmol 1-(2-(苯基乙炔基)苯基)丙-2-烯-1-酮、0.03mmol碘化亚铜、对甲氧基苯基四氟硼酸重氮盐0.9mmol加入到15mL厚壁耐压反应管，于3mL溶剂甲醇中，80℃温度下反应2小时。冷却至室温后，在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目)，并通过减压蒸馏除去溶剂，再通过柱色谱分离得到如结构式(III-6)所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯＝20:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体，产率49％。

¹H NMR(500MHz,CDCl3):δ＝8.18(s,1H),7.86(d,J＝9.0Hz,1H),7.73(d,J＝7.5Hz,1 H),7.65–7.59(m,3H),7.43(dd,J＝8.0,J＝2.0Hz,2H),7.24–7.12(m,3H),6.78(d,J＝2.5Hz,1 H),6.30(d,J＝7.5Hz,1H),3.72(s,3H)ppm.¹³C NMR(125MHz,CDCl3):δ＝193.2,160.3, 145.0,138.8,137.7,136.8,136.2,134.4,133.6,132.3,130.7,129.7,129.4,128.6,128.5,128.4, 125.1,124.1,123.7,118.2,107.1,55.3ppm.

实施例7

将0.3mmol 1-(2-(苯基乙炔基)苯基)丙-2-烯-1-酮、0.03mmol碘化亚铜、邻甲基苯基四氟硼酸重氮盐0.9mmol加入到15mL厚壁耐压反应管，于3mL溶剂N,N-二甲基甲酰胺中， 80℃温度下反应2小时。冷却至室温后，在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目)，并通过减压蒸馏除去溶剂，再通过柱色谱分离得到如结构式(III-7)所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯＝20:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体，产率51％。

¹H NMR(500MHz,CDCl3):δ＝8.48(s,1H),7.76(dd,J＝6.5,J＝1.0Hz,1H),7.63–7.59 (m,3H),7.43–7.40(m,2H),7.35–7.32(m,3H),7.25–7.18(m,2H),6.31(d,J＝7.5Hz,1H),2.79 (s,3H)ppm.¹³C NMR(125MHz,CDCl3):δ＝193.6,145.2,137.9,137.6,137.3,136.6,135.2, 135.1,134.7,132.6,132.2,129.8(2C),129.2,128.6,128.3,127.9,125.6,124.2,123.8,121.6,19.8 ppm.

实施例8

将0.3mmol 1-(2-(苯基乙炔基)苯基)丙-2-烯-1-酮、0.03mmol碘化亚铜、邻溴苯基四氟硼酸重氮盐0.9mmol加入到15mL厚壁耐压反应管，于3mL溶剂乙醇中，90℃温度下反应2小时。冷却至室温后，在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目)，并通过减压蒸馏除去溶剂，再通过柱色谱分离得到如结构式(III-8)所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯＝20:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体，产率43％。

¹H NMR(500MHz,CDCl3):δ＝8.71(s,1H),7.79–7.77(m,2H),7.64–7.62(m,3H),7.44 (d,J＝8.5Hz,1H),7.42–7.40(m,2H),7.30–7.29(m,1H),7.26–7.20(m,2H),6.33(d,J＝8.0Hz, 1H)ppm.¹³C NMR(125MHz,CDCl3):δ＝192.8,144.7,138.6,137.2,136.6,136.2,134.9,134.8, 133.6,132.4,131.0,129.7,129.4,129.1,190.0,128.6,127.0,126.0,124.5,124.4,124.1ppm.

实施例9

将0.3mmol 1-(4-甲基-2-(苯基乙炔基)苯基)丙-2-烯-1-酮、0.03mmol碘化亚铜、苯基四氟硼酸重氮盐0.9mmol加入到15mL厚壁耐压反应管，于3mL溶剂乙醇中，70℃温度下反应2小时。冷却至室温后，在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目)，并通过减压蒸馏除去溶剂，再通过柱色谱分离得到如结构式(III-9)所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯＝20:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体，产率59％。

¹H NMR(500MHz,CDCl3):δ＝8.23(s,1H),7.96–7.94(m,1H),7.65–7.60(m,4H),7.50–7.45(m,3H),7.43–7.41(m,2H),7.04(d,J＝7.5Hz,1H),6.10(s,1H),2.14(s,3H)ppm.¹³C NMR(125MHz,CDCl3):δ＝192.9,145.7,145.5,137.6,136.8,135.3,134.5,134.3,133.4, 133.2,130.7,129.8,129.4,129.2,128.8,128.2,127.1,126.7,124.9,124.7,124.1,22.3ppm.

实施例10

将0.3mmol 1-(4-氟-2-(苯基乙炔基)苯基)丙-2-烯-1-酮、0.03mmol碘化亚铜、苯基四氟硼酸重氮盐0.9mmol加入到15mL厚壁耐压反应管，于3mL溶剂乙醇中，80℃温度下反应1小时。冷却至室温后，在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目)，并通过减压蒸馏除去溶剂，再通过柱色谱分离得到如结构式(III-10)所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯＝20:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体，产率54％。

¹H NMR(500MHz,CDCl3):δ＝8.25(s,1H),7.97(d,J＝8.0Hz,1H),7.75(dd,J＝8.5,J＝ 5.5Hz,1H),7.65–7.63(m,2H),7.52–7.48(m,3H),7.43–7.40(m,2H),7.26–7.21(m,1H), 6.93–6.89(m,1H),5.97(dd,J＝9.5,J＝2.5Hz,1H)ppm.¹³C NMR(125MHz,CDCl3):δ＝191.5, 166.9(d,J＝252.5Hz),148.0,147.9,136.8,136.75,135.3,134.0(d,J＝2.5Hz),133.6,132.7, 130.8,129.5,129.4,129.0,128.6,128.3,127.2(d,J＝10.0Hz),126.2(d,J＝10.0Hz),125.2,115.6 (d,J＝23.8Hz),111.4(d,J＝25.0Hz)ppm.

实施例11

将0.3mmol 1-(4-氯-2-(苯基乙炔基)苯基)丙-2-烯-1-酮、0.03mmol碘化亚铜、苯基四氟硼酸重氮盐0.9mmol加入到15mL厚壁耐压反应管，于3mL溶剂乙醇中，80℃温度下反应3小时。冷却至室温后，在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目)，并通过减压蒸馏除去溶剂，再通过柱色谱分离得到如结构式(III-11)所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯＝20:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体，产率53％。

¹H NMR(500MHz,CDCl3):δ＝8.26(s,1H),7.97(d,J＝7.5Hz,1H),7.67–7.63(m,4H), 7.54–7.48(m,3H),7.43–7.39(m,2H),7.21(dd,J＝8.0,J＝1.5Hz,1H),6.25(s,1H)ppm.¹³C NMR(125MHz,CDCl3):δ＝191.8,146.7,140.9,136.84,136.78,135.4,134.8,134.1,133.6,132.5, 130.8,129.6,129.49,129.2,128.72 128.66,127.3,127.2,125.5,125.2,124.3ppm.

实施例12

将0.3mmol 1-(5-氟-2-(苯基乙炔基)苯基)丙-2-烯-1-酮、0.03mmol碘化亚铜、苯基四氟硼酸重氮盐0.9mmol加入到15mL厚壁耐压反应管，于3mL溶剂乙醇中，80℃温度下反应2小时。冷却至室温后，在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目)，并通过减压蒸馏除去溶剂，再通过柱色谱分离得到如结构式(III-12)所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯＝20:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体，产率56％。

¹HNMR(500MHz,CDCl3):δ＝8.23(s,1H),7.94(dd,J＝6.5,J＝2.0Hz,1H),7.65–7.59(m, 3H),7.49–7.45(m,3H),7.43–7.37(m,3H),6.90–6.86(m,1H),6.28(dd,J＝8.5,J＝5.0Hz,1H) ppm.¹³C NMR(125MHz,CDCl3):δ＝191.9(d,J＝2.5Hz),163.1(d,J＝250.0Hz),141.0(d,J＝ 2.5Hz),138.7(d,J＝6.3Hz),137.2,137.0,134.6,134.3,133.1,132.6,130.9,129.7,129.4,129.2, 128.5,127.1,126.9,125.6,125.2(d,J＝7.5Hz),121.2(d,J＝23.8Hz),111.2(d,J＝22.5Hz)ppm.

实施例13

将0.3mmol 1-(2-(4-氯苯基乙炔基)苯基)丙-2-烯-1-酮、0.03mmol碘化亚铜、苯基四氟硼酸重氮盐0.9mmol加入到15mL厚壁耐压反应管，于3mL溶剂乙醇中，80℃温度下反应2小时。冷却至室温后，在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目)，并通过减压蒸馏除去溶剂，再通过柱色谱分离得到如结构式(III-13)所示的产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯＝20:1作为洗脱剂)。该物质为黄色固体，产率65％。

¹H NMR(500MHz,CDCl3):δ＝8.24(s,1H),7.97-7.93(m,1H),7.76-7.72(m,1H),7.62-7.59 (m,2H),7.49-7.44(m,2H),7.41-7.35(m,3H),7.26(s,1H),7.25-7.24(m,1H),6.43e6.41(m,1H)；¹³C NMR(125MHz,CDCl3)δ＝193.0,144.8,136.7,136.5,135.9,135.4,134.8,134.5,133.4, 133.2,132.5,131.2,130.9,129.6,129.1,128.9,127.0,126.8,125.5,124.4,123.7ppm。