本發(fā)明涉及有機(jī)合成，具體涉及一種β,γ-不飽和腈類化合物的制備方法。

背景技術(shù)：

1、氰基，作為一類常見的有機(jī)官能團(tuán)和出色的氫鍵受體，廣泛存在于多種具有生物活性的天然產(chǎn)物、藥物分子和功能材料當(dāng)中，易經(jīng)歷后續(xù)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為醛、酮、羧酸、酰胺等其他官能團(tuán)，還可以通過環(huán)加成反應(yīng)得到吡唑類雜環(huán)衍生物；heck偶聯(lián)反應(yīng)是實(shí)現(xiàn)碳碳鍵偶聯(lián)的強(qiáng)有力工具，傳統(tǒng)非活化烯烴heck類型偶聯(lián)反應(yīng)中通常涉及貴金屬鈀的使用，同時(shí)對(duì)應(yīng)烯烴產(chǎn)物的區(qū)域選擇性和立體選擇性控制一直是一個(gè)挑戰(zhàn)，因此設(shè)計(jì)銅催化非活化烯烴heck類型偶聯(lián)反應(yīng)來制備具有良好區(qū)域選擇性和立體選擇性的β,γ-不飽和腈類化合物具有重要意義。

2、至今，在分子內(nèi)引入氰基官能團(tuán)和heck類型偶聯(lián)反應(yīng)的實(shí)現(xiàn)方法主要有以下幾種：在分子內(nèi)引入氰基官能團(tuán)的有機(jī)合成方法，分別在chem.commun.2017,53,11544.、j.org.chem.2018,83,4239–4249.、adv.synth.catal.2019,361,3787–3799.等文獻(xiàn)上公開。但以上分子中引入的自由基通常具備特殊的結(jié)構(gòu)，無法實(shí)現(xiàn)大體積直鏈烴基的高效偶聯(lián)，且額外氧化劑的預(yù)制備和加入、自由基供體副產(chǎn)物的產(chǎn)生不符合高效、原子經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境友好性的要求。

3、heck類型偶聯(lián)反應(yīng)的實(shí)現(xiàn)方法，分別在nat.commun.2022,13,6297.、org.lett.2020,22,3524–3530.、org.lett.2022,24,2738–2743.等文獻(xiàn)上公開。但以上實(shí)現(xiàn)heck類型偶聯(lián)反應(yīng)過程中通常涉及烷基鹵代物的使用，導(dǎo)致鹵代烴副產(chǎn)物的產(chǎn)生，不符合綠色、原子經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境友好性的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種β,γ-不飽和腈類化合物的制備方法，屬于偶氮二異丁腈引發(fā)自由基促進(jìn)的雙鍵自由基加成反應(yīng)，條件較溫和、符合綠色化學(xué)要求。

2、本發(fā)明上述目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

3、一種β,γ-不飽和腈類化合物的制備方法，包括以下步驟：

4、將式(1)的n-(喹啉-8-基)-3-丁烯酰胺類衍生物、偶氮二異丁腈和銅鹽催化劑溶于有機(jī)溶劑中，在80～110℃下反應(yīng)得到式(2)的所述β,γ-不飽和腈類化合物；

5、式(1)和式(2)如下式所示：

6、

7、其中，r1選自氫、c1-c6飽和或不飽和烷基、取代或未取代的苯甲基和取代或未取代的亞甲基中的一種，r2選自氫和c1-c6飽和或不飽和烷基中的一種，r3選自氫和c1-c6飽和或不飽和烷基中的一種。

8、反應(yīng)路線如下：

9、

10、為了在分子內(nèi)引入氰基官能團(tuán)，實(shí)現(xiàn)高區(qū)域選擇性和立體選擇性β,γ-不飽和腈類化合物的合成，同時(shí)避免烷基親電試劑鹵代烴的使用，解決原子利用率低和對(duì)環(huán)境不友好等問題，本發(fā)明提供了一種以偶氮二異丁腈為自由基來源的β,γ-不飽和腈類化合物的制備方法，該制備方法原料易得、高效、原子利用率高、普適性好、綠色環(huán)保且化學(xué)選擇性優(yōu)異。

11、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，r1選自氫、c1-c6飽和或不飽和烷基、取代或未取代的苯甲基和取代或未取代的亞甲基中的一種，r2選自氫，r3選自氫。

12、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，r1選自氫，r2選自氫，r3選自氫c1-c6飽和或不飽和烷基中的一種。

13、在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，r1選自氫，r2選自氫，r3選自甲基或乙基。

14、進(jìn)一步地，所述銅鹽催化劑選自氯化亞銅、碘化亞銅、六氟磷酸四乙腈銅、三氟甲磺酸亞銅、三氟甲磺酸銅、醋酸銅、溴化銅和一水合醋酸銅中的一種或幾種，優(yōu)選為一水合醋酸銅。

15、進(jìn)一步地，所述有機(jī)溶劑選自乙腈、1,2-二氯乙烷、甲苯、二甲亞砜、四氫呋喃、甲醇、乙醇和2-丁醇中的一種或幾種，優(yōu)選為2-丁醇。

16、進(jìn)一步地，所述n-(喹啉-8-基)-3-丁烯酰胺類衍生物和偶氮二異丁腈的摩爾比為1:(2～6)，優(yōu)選為1:(2～4)。

17、進(jìn)一步地，所n-(喹啉-8-基)-3-丁烯酰胺類衍生物和銅鹽催化劑的摩爾比為1:(0.1～0.3)，優(yōu)選為1:(0.1～0.5)。

18、進(jìn)一步地，所述n-(喹啉-8-基)-3-丁烯酰胺類衍生物為n-(喹啉-8-基)-3-丁烯酰胺、2-甲基-n-(喹啉-8-基)丁-3-烯酰胺、2-乙基-n-(喹啉-8-基)丁-3-烯酰胺、n-(喹啉-8-基)-2-乙烯基己酰胺、2-(環(huán)丙基甲基)-n-(喹啉-8-基)丁-3-烯酰胺、2-(環(huán)丁基甲基)-n-(喹啉-8-基)丁-3-烯酰胺、2-異丙基-n-(喹啉-8-基)丁-3-烯酰胺、2-環(huán)戊基-n-(喹啉-8-基)丁-3-烯酰胺、2-環(huán)己基-n-(喹啉-8-基)丁-3-烯酰胺、2-芐基-n-(喹啉-8-基)丁-3-烯酰胺、2-(2-甲基芐基)-n-(喹啉-8-基)丁-3-烯酰胺、2-(3-甲基芐基)-n-(喹啉-8-基)丁-3-烯酰胺、2-(4-甲基芐基)-n-(喹啉-8-基)丁-3-烯酰胺、2-(4-氟芐基)-n-(喹啉-8-基)丁-3-烯酰胺、2-(4-氯芐基)-n-(喹啉-8-基)丁-3-烯酰胺、2-(4-溴芐基)-n-(喹啉-8-基)丁-3-烯酰胺、n-(喹啉-8-基)-2-乙烯基戊-4-烯酰胺、2-(甲氧基甲基)-n-(喹啉-8-基)丁-3-烯酰胺、5-氯-n-(喹啉-8-基)-2-乙烯基戊酰胺、3-甲基-n-(喹啉-8-基)丁-3-烯酰胺或(z)-n-(喹啉-8-基)己基-3-烯酰胺。

19、進(jìn)一步地，反應(yīng)溫度為80～100℃，優(yōu)選為90℃。

20、進(jìn)一步地，所述r1為氫、甲基、乙基、正丁基、己基、環(huán)丙基甲基、環(huán)丁基甲基、甲氧基甲基、環(huán)丙基亞甲基、環(huán)丁基亞甲基、異丙基、環(huán)戊基、環(huán)己基、芐基、2-甲基芐基、3-甲基芐基、4-甲基芐基、4-氟芐基、4-氯芐基、4-溴芐基、乙烯基、乙烯基戊基、烯丙基、甲基醚亞甲基或亞甲基-3-氯丙基。

21、進(jìn)一步地，所述式(1)的n-(喹啉-8-基)-3-丁烯酰胺類衍生物的制備方法如下：

22、將式(3)的8-氨基喹啉與式(4)的3-丁烯酸類衍生物在吡啶、2-(7-氮雜苯并三氮唑)-n,n,n',n'-四甲基脲六氟磷酸酯(hatu)以及二氯甲烷的作用下在20～40℃下反應(yīng)，得到所述式(1)的n-(喹啉-8-基)-3-丁烯酰胺類衍生物；反應(yīng)路線如下：

23、

24、其中，r1選自氫、c1-c6飽和或不飽和烷基、取代或未取代的苯甲基和取代或未取代的亞甲基中的一種，r2選自氫和c1-c6飽和或不飽和烷基中的一種，r3選自氫和c1-c6飽和或不飽和烷基中的一種。

25、進(jìn)一步地，所述r1為氫、甲基、乙基、正丁基、亞甲基環(huán)丙烷、亞甲基環(huán)丁烷、異丙基、環(huán)戊烷、環(huán)己烷、芐基、2-甲基芐基、3-甲基芐基、4-甲基芐基、4-氟芐基、4-氯芐基、4-溴芐基、烯丙基、亞甲基甲基醚或亞甲基-3-氯丙烷。

26、采用本發(fā)明的上述技術(shù)方案，具有以下有益效果：

27、1、本發(fā)明提供了一個(gè)全新的體系，利用偶氮二異丁腈作為自由基來源，來源豐富、價(jià)格低廉，實(shí)現(xiàn)了高區(qū)域選擇性和立體選擇性β,γ-不飽和腈類化合物的合成。

28、2、本發(fā)明使用取代n-(喹啉-8-基)-3-丁烯酰胺類衍生物和偶氮二異丁腈為起始物，原料易得、種類很多；利用本發(fā)明的方法得到的產(chǎn)物類型多樣，既可以直接使用、又可以用于其他進(jìn)一步的反應(yīng)。

29、3、本發(fā)明反應(yīng)新穎、反應(yīng)操作和后處理過程簡(jiǎn)單，產(chǎn)率優(yōu)良，適合于規(guī)模生產(chǎn)。