[发明专利]一种制备2-吡咯烷酮化合物的方法

说明书

本发明涉及一种在生物质衍生溶剂下铜催化的环丁酮肟酯与1，6‑烯炔或1，6‑二烯的开环/环化反应制备2‑吡咯烷酮化合物的方法。该方法通过向Schlenk反应瓶中加入环丁酮肟酯、1，6‑烯炔或1，6‑二烯化合物、催化剂、氧化剂和溶剂，在一定温度、空气气氛下搅拌反应，得到2‑吡咯烷酮化合物。

技术领域

本申请属于有机合成领域，具体涉及一种在生物质衍生溶剂2-甲基四氢呋喃体系下铜催化的环丁酮肟酯与1，6-烯炔或1，6-二烯开环/环化反应制备2-吡咯烷酮化合物的新方法。

背景技术

用更环保和可持续的资源取代有毒有害的化学品是目前“绿色化学”的一个重点研究课题，其中溶剂作为化学化工过程中最大的废物来源，开发环保绿色的溶剂是重中之重。在这方面，生物质衍生溶剂由于对健康和环境的影响极低受到了极大的关注。其中，2-甲基四氢呋喃(2-MeTHF)受到很大关注，因为它可以从可再生的木质纤维素生物质中获得，可被阳光或空气降解，且具有稳定性好、沸点高、与水的混溶性低的特点。特别是作为一种绿色溶剂，2-甲基四氢呋喃符合绿色化学的第3(危险性较小的化学合成)，第5(更安全的溶剂和助剂)，第7(使用可再生原料)和第10条(为降解设计)原则，并已经广泛应用于各种合成转化。

1，n-烯炔和1，n-二烯的环化，特别是自由基环化反应，由于其高效、步骤经济的特点，在绿色合成化学中得到了广泛的关注。另一方面，环丁酮肟酯开环已成为将有价值的氰烷基安装到多种分子中最有效的方法之一，利用过渡金属催化剂或光氧化还原催化在这一领域取得了巨大进展。然而，该方法在1，n-烯炔或1，n-二烯的环化方面的应用仍然很少且有一定的局限性，如需要配体和碱，使用有机溶剂，需要较高的反应温度。基于发明人对绿色和可持续化学的持续兴趣，在本发明中我们提出了一种在生物质衍生溶剂2-甲基四氢呋喃体系下铜催化环丁酮肟酯与1，6-烯炔或1，6-二烯的开环/环化反应制备2-吡咯烷酮化合物的方法。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种绿色高效、低成本的环丁酮肟酯与1，6-烯炔或1，6-二烯开环/环化反应制备2-吡咯烷酮化合物的方法，该方法在生物质衍生溶剂2-甲基四氢呋喃体系中以较高产率制备获得目标产物。

本发明提供的开环/环化反应方法，该方法以环丁酮肟酯与1，6-烯炔或1，6-二烯为原料，通过下列步骤进行制备获得：

向Schlenk反应瓶中加入环丁酮肟酯(式1)、1，6-烯炔(式2)或1，6-二烯化合物(式3)、催化剂、氧化剂和溶剂，将反应瓶置于一定温度下搅拌反应，经TLC或GC监测反应进程，至原料反应完全，经后处理得到2-吡咯烷酮化合物(I)或(II)。

本发明提供的环丁酮肟酯与1，6-烯炔或1，6-二烯开环/环化制备2-吡咯烷酮化合物的方法，其化学反应式可表述为(见式一)：

所述的后处理操作如下：将反应完成后的反应液用乙酸乙酯萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，过滤并减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离，洗脱溶剂为：乙酸乙酯/止己烷，得到2-吡咯烷酮化合物(I)或(II)。

式1、2、3及式I、II表示的化合物中，R¹选自氢、C₁-C₁₀烷基、C₆-C₂₀芳基、氰基；

R²选自C₁-C₁₀烷基、取代或未取代的C₆-C₂₀芳基；

R³选自C₁-C₁₀烷基、取代或未取代的C₆-C₂₀芳基；