技术领域
[0001] 本发明涉及一种将苄基C‑H化合物、卤代物、烯、炔或醇氧化为相应酮、醇、醛或羧酸的方法，属于化学合成领域。
相关背景技术
[0002] 有机化合物的氧化反应是有机合成中最有用的转化之一，被广泛应用于医药和化学工业生产中，用于合成各种关键化学品和中间体。而现有技术公开的氧化方法多使用化学计量的传统氧化剂，如高锰酸钾、四氧化锇、过氧化物、高价碘化物等(Chem.Pharm.Bull.,2006,54,1620‑1621；J.Am.Chem.Soc.,2001,123,3183‑3185；
Chem.Asian J.,2021,16,3114‑3117；Org.Prep.Proced.Int.,2020,52,120‑126.)，可能存在储存不便、操作安全风险大、成本高以及环境污染等方面的问题。氧气是一种绿色环保、成本低廉、安全易得的氧化剂，但现有使用氧气作为氧化剂的方法多数采用有机溶剂作为反应介质，并且大多使用昂贵的催化剂、复杂的配体、特殊的酶体系或容易残留的过渡金属等作为反应的催化剂(Green Chem.,2020,22,4357‑4363；ACS Sustainable Chem.Eng.,
2022,10,9591‑9599；Green Chem.,2022,24,124‑129；Org.Lett.,2022,24,3920‑3925；
ChemSusChem,2021,14,2689‑2693；Tetrahedron Lett.,2016,57，3294‑3297；
Angew.Chem.,2020,132，417‑425；J.Org.Chem.,2020,86,1164‑1171；ChemSusChem,2022,
15,e202102326)，因而不可避免地存在催化剂或配体成本高昂、过渡金属或有机溶剂污染环境、金属残留的问题。因而，开发一种简单、高效、绿色、价廉、以氧气为氧化剂、以水作为反应介质的氧化体系亟待发展。
具体实施方式
[0020] 下面结合具体实施，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件，若未标明反应温度，均表示该反应在室温条件下进行。除非另外说明，否则百分比和份数按重量计算。以下实施例中均采用本领域常规的后处理方法进行纯化。
[0021] 反应方程式：
[0022] 实施例一：
[0023]
[0024] 向10mL的石英反应管中依次加入1‑溴‑4‑乙基苯(A‑1,0.15mmol)，丁二酮，水(0.6mL)，再用充有氧气的气球鼓泡15分钟，密闭反应管，在紫色LED灯(410‑430nm,20W)照射下室温搅拌反应24小时，反应液用乙酸乙酯(3mL*3)萃取三次，合并的有机相用饱和食盐水(2mL)洗涤，再用无水硫酸钠干燥，过滤后减压浓缩，再以石油醚/乙酸乙酯(70：1)为洗脱1
剂通过柱层析分离纯化得到白色固体对溴苯乙酮(B‑1)。H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.79(d,J
13
＝8.6Hz,2H),7.57(d,J＝8.6Hz,2H),2.56(s,3H). C NMR(100MHz,CDCl3)δ197.1,135.8,
131.9,129.9,128.4,26.6.
[0025] 本实施例采用不同用量的丁二酮和溶剂，所得结果列于下表。
[0026]
[0027]
[0028] 实施例二：
[0029]
[0030] 向10mL的石英反应管中依次加入2°苄基C‑H化合物(A，0.15mmol)，丁二酮(0.45mmol)，水(0.6mL)，再用充有氧气的气球鼓泡15分钟，密闭反应管，在紫色LED灯(410‑430nm,20W)照射下室温搅拌反应36小时，反应液用乙酸乙酯(3mL*3)萃取三次，合并的有机相用饱和食盐水(2mL)洗涤，再用无水硫酸钠干燥，过滤后减压浓缩，再以石油醚/乙酸乙酯(20：1)为洗脱剂通过柱层析分离纯化得到产物芳基酮(B)。
[0031] 本实施例使用不同的2°苄基C‑H化合物，所得结果列于下表。
[0032]
[0033]
[0034]
[0035]
[0036]
[0037] 实施例三：
[0038]
[0039] 向10mL的石英反应管中依次加入环丙基苯(A‑13，0.15mmol)，丁二酮(0.45mmol)，水(0.6mL)，再用充有氧气的气球鼓泡15分钟，密闭反应管，在紫色LED灯(410‑430nm,20W)照射下室温搅拌反应36小时，反应液用乙酸乙酯(3mL*3)萃取三次，合并的有机相用饱和食盐水(2mL)洗涤，再用无水硫酸钠干燥，过滤后减压浓缩，再以石油醚/乙酸乙酯(3：1)为洗1
脱剂通过柱层析分离纯化得到7.1mg黄棕色固体3‑羟基苯丙酮(B‑13)，产率32％。H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.97(d,J＝6.9Hz,2H),7.59(t,J＝7.4Hz,1H),7.48(t,J＝7.8Hz,2H),
13
4.04(t,J＝5.3Hz,2H),3.24(t,J＝5.3Hz,2H),2.40(s,1H). C NMR(100MHz,CDCl3)δ
200.7,136.7,133.7,128.8,128.2,58.2,40.5.
[0040] 实施例四：
[0041]
[0042] 向10mL的石英反应管中依次加入3°苄基C‑H化合物(C，0.15mmol)，丁二酮(0.45mmol)，水(0.6mL)，再用充有氧气的气球鼓泡15分钟，密闭反应管，在紫色LED灯(410‑430nm,20W)照射下室温搅拌反应36小时，反应液用乙酸乙酯(3mL*3)萃取三次，合并的有机相用饱和食盐水(2mL)洗涤，再用无水硫酸钠干燥，过滤后减压浓缩，再以石油醚/乙酸乙酯(20：1)为洗脱剂通过柱层析分离纯化得到芳基醇(D)。
[0043] 本实施例使用不同的3°苄基C‑H化合物，所得结果列于下表。
[0044]
[0045]
[0046] 实施例五：
[0047]
[0048] 向10mL的石英反应管中依次加入1°苄基C‑H化合物(E，0.15mmol)，丁二酮(0.45mmol)，水(0.6mL)，再用充有氧气的气球鼓泡15分钟，密闭反应管，在紫色LED灯(410‑430nm,20W)照射下室温搅拌反应36小时，反应液用乙酸乙酯(3mL*3)萃取三次，合并的有机相用饱和食盐水(2mL)洗涤，再用无水硫酸钠干燥，过滤后减压浓缩，再以石油醚/乙酸乙酯(10：1)为洗脱剂通过薄层层析分离纯化得到羧酸F。
[0049] 本实施例使用不同的1°苄基C‑H化合物，所得结果列于下表。
[0050]
[0051]
[0052] 实施例六：
[0053]
[0054] 向10mL的石英反应管中依次加入2°苄基卤代化合物(G，0.15mmol)，丁二酮(0.45mmol)，水(0.6mL)，再用充有氧气的气球鼓泡15分钟，密闭反应管，在紫色LED灯(410‑430nm,20W)照射下室温搅拌反应36小时，反应液用乙酸乙酯(3mL*3)萃取三次，合并的有机相用饱和食盐水(2mL)洗涤，再用无水硫酸钠干燥，过滤后减压浓缩，再以石油醚为洗脱剂通过柱层析分离纯化得到芳基酮(B)。
[0055] 本实施例使用不同的2°苄基卤代化合物，所得结果列于下。
[0056]
[0057] 实施例七：
[0058]
[0059] 向10mL的石英反应管中依次加入1°苄基卤代化合物(H，0.15mmol)，丁二酮(0.45mmol)，水(0.6mL)，再用充有氧气的气球鼓泡15分钟，密闭反应管，在紫色LED灯(410‑430nm,20W)照射下室温搅拌反应36小时，反应液用乙酸乙酯(3mL*3)萃取三次，合并的有机相用饱和食盐水(2mL)洗涤，再用无水硫酸钠干燥，过滤后减压浓缩，再以石油醚/乙酸乙酯(10：1)为洗脱剂通过柱层析分离纯化得到芳基羧酸(F)。
[0060] 本实施例使用不同的1°苄基卤代化合物，所得结果列于下。
[0061]
[0062] 实施例八：
[0063]
[0064] 向10mL的石英反应管中依次加入1,1‑二取代烯烃(I,0.15mmol)，丁二酮(0.45mmol)，水(0.6mL)，再用充有氧气的气球鼓泡15分钟，密闭反应管，在紫色LED灯(410‑430nm,20W)照射下室温搅拌反应36小时，反应液用乙酸乙酯(3mL*3)萃取三次，合并的有机相用饱和食盐水(2mL)洗涤，再用无水硫酸钠干燥，过滤后减压浓缩，再以石油醚/乙酸乙酯(50：1)为洗脱剂通过柱层析分离纯化得到芳基酮(B)。
[0065] 本实施例使用不同的1,1‑二取代烯烃，所得结果列于下。
[0066]
[0067] 实施例九：
[0068]
[0069] 向10mL的石英反应管中依次加入单取代烯烃(J,0.15mmol)或炔烃(K,0.15mmol)，丁二酮(0.45mmol)，水(0.6mL)，再用充有氧气的气球鼓泡15分钟，密闭反应管，在紫色LED灯(410‑430nm,20W)照射下室温搅拌反应36小时，反应液用乙酸乙酯(3mL*3)萃取三次，合并的有机相用饱和食盐水(2mL)洗涤，再用无水硫酸钠干燥，过滤后减压浓缩，再以石油醚/乙酸乙酯(10：1)为洗脱剂通过薄层层析分离纯化得到芳基羧酸(F)。
[0070] 本实施例使用不同的单取代烯烃或炔烃，所得结果列于下。
[0071]
[0072] 实施例十：
[0073]向10mL的石英反应管中依次加入二苯基乙炔(K‑5,0.15mmol)，丁二酮
(0.45mmol)，乙腈(0.4mL)、水(0.2mL)，再用充有氧气的气球鼓泡15分钟，密闭反应管，在紫色LED灯(410‑430nm,20W)照射下室温搅拌反应36小时，反应液用乙酸乙酯(3mL*3)萃取三次，合并的有机相用饱和食盐水(2mL)洗涤，再用无水硫酸钠干燥，过滤后减压浓缩，再以石油醚/乙酸乙酯(20：1)为洗脱剂通过柱层析分离纯化得到4.4mg白色固体苯甲酸(F‑8)，产
1
率24％，以及15.8mg白色固体氢化安息香(F‑8’)，产率49％。H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.35–
13
7.29(m,6H),7.27–7.23(m,4H),4.83(s,2H),2.00(s,2H). C NMR(100MHz,CDCl3)δ139.8,
128.4,128.3,127.2,78.2.
[0074] 实施例十一：
[0075]
[0076] 向10mL的石英反应管中依次加入对硝基苄醇(L‑1,0.15mmol)，丁二酮，溶剂(0.6mL)，再用充有氧气的气球鼓泡15分钟，密闭反应管，在紫色LED灯(410‑430nm,20W)照射下室温搅拌反应24小时，反应液用乙酸乙酯(3mL*3)萃取三次，合并的有机相用饱和食盐水(2mL)洗涤，再用无水硫酸钠干燥，过滤后减压浓缩，再以石油醚/乙酸乙酯(40：1)为洗脱1
剂通过柱层析分离纯化得到淡黄色针状固体对硝基苯甲醛(M‑1) H NMR(400MHz,CDCl3)δ
13
10.16(s,1H),8.40(d,J＝8.7Hz,2H),8.08(d,J＝8.8Hz,2H). C NMR(100MHz,CDCl3)δ
190.5,151.2,140.1,130.6,124.4.
[0077] 本实施例不同丁二酮用量、不同溶剂，所得结果列于下表。
[0078]
[0079]
[0080] 实施例十二：
[0081]
[0082] 向10mL的石英反应管中依次加入1°苄醇(L,0.15mmol)，丁二酮(0.6mmol)，水(0.6mL)，再用充有氧气的气球鼓泡15分钟，密闭反应管，在紫色LED灯(410‑430nm,20W)照射下室温搅拌反应36小时，反应液用乙酸乙酯(3mL*3)萃取三次，合并的有机相用饱和食盐水(2mL)洗涤，再用无水硫酸钠干燥，过滤后减压浓缩，再以石油醚/乙酸乙酯(40：1)为洗脱剂通过柱层析分离纯化得到芳基醛(M)。
[0083] 本实施例不同1°苄醇所得结果列于下表。
[0084]
[0085]
[0086]
[0087]
[0088] 实施例十三：
[0089]
[0090] 向10mL的石英反应管中依次加入2°苄醇(N,0.15mmol)，丁二酮(0.6mmol)，水(0.6mL)，再用充有氧气的气球鼓泡15分钟，密闭反应管，在紫色LED灯(410‑430nm,20W)照射下室温搅拌反应12小时，再加入乙酸乙酯(3mL*3),再以饱和食盐水(2mL*3)洗涤有机相三次。有机相用无水硫酸钠干燥，减压浓缩，再以石油醚/乙酸乙酯(50：1)为洗脱剂通过柱层析分离纯化得到芳基酮(B)。
[0091] 本实施例不同2°苄醇所得结果列于下。
[0092]
[0093] 产物B的表征数据如下表。
[0094]
[0095]
[0096]
[0097] 实施例十四：
[0098]
[0099] 向10mL的石英反应管中依次加入环己醇(O‑1，0.15mmol)，丁二酮，乙酸，水(0.6mL)，再用充有氧气的气球鼓泡15分钟，密闭反应管，在紫色LED灯(410‑430nm,20W)照射下室温搅拌反应12小时，反应液用乙酸乙酯(3mL*3)萃取三次，合并的有机相用饱和食盐1
水(2mL)洗涤，再用无水硫酸钠干燥，过滤后减压浓缩，通过GC‑MS确定环己酮(P‑1)的产率。H
13
NMR(400MHz,CDCl3)δ2.32(t,J＝6.7Hz,4H),1.89–1.80(m,4H),1.75–1.66(m,2H). C NMR(100MHz,CDCl3)δ212.4,42.1,27.1,25.1.
[0100] 本实施例使用不同的丁二酮当量、乙酸当量，所得结果列于下表。
[0101]
[0102]
[0103] 实施例十五：
[0104]
[0105] 向10mL的石英反应管中依次加入脂肪醇(O,0.15mmol)，丁二酮(1.2mmol)，乙酸(0.75mmol)，水(0.6mL)，再用充有氧气的气球鼓泡15分钟，密闭反应管，在紫色LED灯(410‑430nm,20W)照射下室温搅拌反应24小时，反应液用乙酸乙酯(3mL*3)萃取三次，合并的有机相用饱和食盐水(2mL)洗涤，再用无水硫酸钠干燥，过滤后减压浓缩，再以石油醚/乙酸乙酯(2：1)为洗脱剂通过柱层析分离纯化得到脂肪酮(P)。
[0106] 本实施例使用不同的脂肪醇所得结果列于下表。
[0107]
[0108]
[0109]
[0110]
[0111] 在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，在阅读了本发明上述讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0112] 应理解，在本发明范围内中，本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。
