[发明专利]一种芳香羧酸和α,β-不饱和酮共轭加成的方法

说明书

本发明公开了一种芳香羧酸和α,β‑不饱和酮共轭加成的方法，该方法以纯水为溶剂，以对伞花烃二氯化钌二聚体为催化剂，催化芳香羧酸和α,β‑不饱和酮的共轭加成反应，反应中，芳香羧酸邻位C‑H键和α,β‑不饱和酮直接进行共轭加成反应，高效合成出一系列羧基邻位烷基取代苯甲酸类化合物。本发明具有原料简单易得、反应条件温和、无需额外添加剂、溶剂绿色无污染、操作简单等特点。

技术领域

本发明涉及共轭加成的化学反应过程，具体涉及一种对伞花烃二氯化钌二聚体催化芳香羧酸和α,β-不饱和酮的共轭加成反应。反应中，芳香羧酸邻位C-H键和α,β-不饱和酮直接进行共轭加成反应。

背景技术

有机金属试剂和α,β-不饱和羰基化合物的共轭加成是构建C-C键的一种重要方法(Chem.Rev.2003,103,169–196；Chem.Rev.,2003,103,2829–2844)。但反应一般需要从卤代烃出发，预先制备有机金属化合物，大大降低合成效率的同时，也产生很多对环境有害的副产物。

近年来，基于过渡金属催化碳氢键活化的官能团化反应，为C-C键的构筑提供了一种高效方法(Chem.Rev.2010,110,624–655；Chem.Rev.2010,110,725–748；Chem.Rev.2010,110,1147–1169)。而过渡金属催化的芳基C-H键和α,β-不饱和羰基化合物的直接加成反应已成为烷基芳烃制备的一种重要策略(Chem.Rev.2015,115,3468-3517)。在不同过渡金属催化下，羰基、亚胺、含氮杂环、双齿的氨基喹啉均可以辅助其邻位C-H键和α,β-不饱和羰基化合物发生共轭加成反应，得到烷基芳烃(Chem.Eur.J.2014,20,884–7889；Angew.Chem.Int.Ed.2014,53,5410–5413；Org.Lett.2014,16,5148-5151；Org.Lett.,2017,19,2086–2089；Adv.Synth.Catal.2014,356,929–933；Chem.Sci.,2013,4,2201–2208)。

但至今，文献未有关于羧基辅助其邻位C-H键和α,β-不饱和羰基化合物发生共轭加成反应的报道。而烷基芳香羧酸因羧基反应的多样性，可作为有机合成的重要中间体，应用于天然产物、具有生理活性的药物分子的合成中(Aust.J.Chem.,1986,39,791-797；J.Am.Chem.Soc.2013,135,17508-17513)。传统的傅里德-克拉夫茨反应，虽然可往芳环上引入烷基，但是却不能直接往吸电子的羧基邻位引入烷基。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述共轭加成反应体系存在的不足，提供一种原料易得、操作简单，在温和条件下C-H键和α,β-不饱和酮直接进行共轭加成反应的方法。

解决上述技术问题采用的技术方案是：以对伞花烃二氯化钌二聚体([RuCl₂(p-cymene)]₂)为催化剂，水为溶剂，将式Ⅰ所示的芳香羧酸与式Ⅱ所示的α,β-不饱和酮类化合物在密闭条件下80～120℃反应，得到式Ⅲ所示的羧基邻位烷基取代的苯甲酸类化合物，其反应式如下所示：

式I和III中，R¹、R²、R³、R⁴各自独立的代表H、C₁～C₃烷基、C₁～C₃烷氧基、卤素、三氟甲基、硝基、苯基、C₁～C₃烷基取代苯基、C₁～C₃烷氧基取代苯基、苄基、苯乙基、苯氧基中的任意一种，式II和III中，R⁵代表C₁～C₉烷基。