一种以醛类化合物为原料制备单氟代烯烃的合成方法
阅读说明：本技术 一种以醛类化合物为原料制备单氟代烯烃的合成方法 (Synthetic method for preparing monofluoroolefin by taking aldehyde compound as raw material ) 是由 陆晓雨 孙晓梅 殷文婧 于 2021-10-15 设计创作，主要内容包括：本发明属于有机合成领域,公开了一种以醛类化合物为原料制备单氟代烯烃的合成方法,以氟代丙烯酸与醛类物质为原料,乙酸亚铁为催化剂、二叔丁基过氧化物为氧化剂,氯苯为溶剂,在110℃下反应16小时,得到具有Z构型单氟代烯烃化合物,该方法原料来源易得,价格便宜,产物选择性高,操作简单,无需使用危险的化学药品,方法经济、成本低,合成应用价值高。(The invention belongs to the field of organic synthesis, and discloses a synthetic method for preparing monofluoroolefin by taking aldehyde compounds as raw materials, wherein fluoroacrylic acid and the aldehyde compounds are taken as raw materials, ferrous acetate is taken as a catalyst, di-tert-butyl peroxide is taken as an oxidant, chlorobenzene is taken as a solvent, and the monofluoroolefin compound with Z configuration is obtained by reacting for 16 hours at 110 ℃.)
技术领域
本发明涉及化合物制备，属于有机合成领域。具体涉及以醛类化合物为原料制备单氟代烯烃的合成方法。
背景技术
单氟代烯烃是一类重要的有机化合物，广泛存在于各类生物活性分子和药物分子中，具有广泛的应用潜力。其是酰胺键的电子等排体，因此在药物发现和材料科学上有重要的应用价值。如核苷酸还原酶抑制剂、视黄醛X受体调节器、T细胞表面抗原抑制剂和抗肿瘤药物卡培他滨(式1)等都存在单氟代烯烃结构片段。因此单氟代烯烃的合成是有机合成的重要研究领域。
式1.含有单氟代烯烃的活性药物分子
合成单氟代烯烃可以通过二氟环丙烷的开环偶联反应、消除反应等。其中应用最多的是谐二氟烯烃脱氟偶联反应。如Cao Song课题组报道的谐二氟烯烃与烷基格氏试剂反应(Org.Lett.2016，18，4284-4287)，构建单氟代烯烃。然而格氏试剂活性高，官能团兼容性差(式2)。
式2.谐二氟烯烃与烷基格氏试剂反应
近来Fu Yao课题组报道了谐二氟烯烃与烷基卤化物的偶联反应，用于构建单氟代烯烃(式3)，该反应需要使用昂贵的双-(1，5-环辛二烯)镍为催化剂，当量的联硼酸频那醇酯作为还原剂，而外添加碱性很强的磷酸钾作为反应的碱(J.Am.Chem.Soc.2017，139，12632-12637)。
式3.谐二氟烯烃与烷基卤化物反应
近来谐二氟烯烃与烷基羧酸的偶联反应构建谐二氟烯烃的方法也被报道(式4，Org.Lett.2018，20，4579-4583)。但该反应需要使用三个当量的锌粉，然而锌粉是管制药品，活性高，与水、酸类或碱金属氢氧化物接触能放出易燃的氢气。与氧化剂反应会引起燃烧或爆炸。粉末与空气能形成爆炸性混合物。
式4.谐二氟烯烃与烷基羧酸酯的反应
Fu和Li组实现了光催化谐二氟烯烃与烷基羧酸的脱羧偶联，但该反应底物类型有限对于单芳基底物产物反应选择性低，得到了顺、反烯烃混合物，产物分离困难(式5，Org.Chem.Front.2019，6，2365；Chem.Commun.2017，53，10299)。
式5.谐二氟烯烃与烷基羧酸的反应
醛类化合物是丰富、廉价、易得的有机原料，且广泛用于香料行业。以醛类化合物为原料，通过脱羰反应直接构建单氟代烯烃有着重要的应用价值，且该类反应未见报道。因此发展新颖的可用于与醛类化合物为原料的脱碳反应构建单氟代烯烃的方法有着重要的意义。
发明内容
本发明针对醛类化合物为原料，未实现脱碳反应用于构建单氟代烯烃，发明了以氟代丙烯酸为原料与醛类的脱羧、脱羰反应，可以高效的合成单氟代烯烃。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种以醛类化合物为原料制备单氟代烯烃的合成方法，其特征在于：以氟代丙烯酸与烷基醛为原料，乙酸亚铁为催化剂、二叔丁基过氧化物(DTBP)为氧化剂，氯苯为溶剂按下述反应式在110℃下反应16小时，得到具有通式(I)的Z构型单氟代烯烃化合物，该方法原料来源易得，产物选择性高，操作简单，无需使用危险的化学药品，合成应用价值高。
其中R1为芳基或者烯基取代基；R2，R3为烷基取代基；
优选地，乙酸亚铁的量为氟代丙烯酸的物质的量的10％；
优选地，烷基醛的物质的量为氟代丙烯酸的物质的量的3倍；
优选地，二叔丁基过氧化物的物质的量为氟代丙烯酸的物质的量的3倍；
该方法提供了一种原料廉价易得、操作简单、无需使用危险化学试剂的合成单氟代烯烃的合成方法。该方法产物顺反异构体比例高。为单氟代烯烃提供了高效、便捷、经济的合成方法。
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，α-氟代肉桂酸(0.2mmol)，Fe(OAc)2(10mol％)和一个磁子加入到带支管的反应管中，抽充氩气三次，加入1mL氯苯，环己烷甲醛(0.6mmol)和二叔丁基过氧化物(0.6mmol)，在110℃下反应16小时；
(2)将步骤(1)中所得物料加入乙酸乙酯充分混合，用短硅胶柱柱层析，洗脱剂为石油醚，分离收率为80％，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，α-氟代-3-碘肉桂酸(0.2mmol)，Fe(OAc)2(10mol％)和一个磁子加入到带支管的反应管中，抽充氩气三次，加入1mL氯苯，环己烷甲醛(0.6mmol)和二叔丁基过氧化物(0.6mmol)，在110℃下反应16小时；
(2)将步骤(1)中所得物料加入乙酸乙酯充分混合，用短硅胶柱柱层析，洗脱剂为石油醚，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，α-氟代-3，4-二甲氧基肉桂酸(0.2mmol)，Fe(OAc)2(10mol％)和一个磁子加入到带支管的反应管中，抽充氩气三次，加入1mL氯苯，环己烷甲醛(0.6mmol)和二叔丁基过氧化物(0.6mmol)，在110℃下反应16小时；
(2)将步骤(1)中所得物料加入乙酸乙酯充分混合，用短硅胶柱柱层析，洗脱剂为石油醚，分离收率为80％，产物纯度100％。
实施例4
该实施例的反应式如下所示：
(1)在空气下，α-氟代-3，4-二甲氧基肉桂酸(0.2mmol)，Fe(OAc)2(10mol％)和一个磁子加入到带支管的反应管中，抽充氩气三次，加入1mL氯苯，异丁醛(0.6mmol)和二叔丁基过氧化物(0.6mmol)，在110℃下反应16小时；
(2)将步骤(1)中所得物料加入乙酸乙酯充分混合，用短硅胶柱柱层析，洗脱剂为石油醚，分离收率为81％，产物纯度100％。
实施例5
该实施例的反应式如下所示：
(1)在空气下，α-氟代-3，4-二甲氧基肉桂酸(0.2mmol)，Fe(OAc)2(10mol％)和一个磁子加入到带支管的反应管中，抽充氩气三次，加入1mL氯苯，2-甲基戊醛(0.6mmol)和二叔丁基过氧化物(0.6mmol)，在110℃下反应16小时；
(2)将步骤(1)中所得物料加入乙酸乙酯充分混合，用短硅胶柱柱层析，洗脱剂为石油醚，分离收率为82％，产物纯度100％。
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。
以下是以此方法合成的单氟代烯烃的具体实例。
附图说明
附图1为合成的单氟代烯烃1的核磁共振氢谱图；
附图2为合成的单氟代烯烃1的核磁共振氟谱图；
附图3为合成的单氟代烯烃1的核磁共振碳谱图；
附图4为合成的单氟代烯烃2的核磁共振氢谱图；
附图5为合成的单氟代烯烃2的核磁共振氟谱图；
附图6为合成的单氟代烯烃2的核磁共振碳谱图；
附图7为合成的单氟代烯烃3的核磁共振氢谱图；
附图8为合成的单氟代烯烃3的核磁共振氟谱图；
附图9为合成的单氟代烯烃3的核磁共振碳谱图；
附图10为合成的单氟代烯烃4的核磁共振氢谱图；
附图11为合成的单氟代烯烃4的核磁共振氟谱图；
附图12为合成的单氟代烯烃4的核磁共振碳谱图；
附图13为合成的单氟代烯烃5的核磁共振氢谱图；
附图14为合成的单氟代烯烃5的核磁共振氟谱图；
附图15为合成的单氟代烯烃5的核磁共振碳谱图；
附图16为合成的单氟代烯烃21的核磁共振氢谱图；
附图17为合成的单氟代烯烃21的核磁共振氟谱图；
附图18为合成的单氟代烯烃21的核磁共振碳谱图；
附图19为合成的单氟代烯烃22的核磁共振氢谱图；
附图20为合成的单氟代烯烃22的核磁共振氟谱图；
附图21为合成的单氟代烯烃22的核磁共振碳谱图；
附图22为合成的单氟代烯烃23的核磁共振氢谱图；
附图23为合成的单氟代烯烃23的核磁共振氟谱图；
附图24为合成的单氟代烯烃23的核磁共振碳谱图；
附图25为合成的单氟代烯烃24的核磁共振氢谱图；
附图26为合成的单氟代烯烃24的核磁共振氟谱图；
附图27为合成的单氟代烯烃24的核磁共振碳谱图；
附图28为合成的单氟代烯烃25的核磁共振氢谱图；
附图29为合成的单氟代烯烃25的核磁共振氟谱图；
附图30为合成的单氟代烯烃25的核磁共振碳谱图。
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