CN109970596B - 一种n-丙炔酰胺三官能团化反应制备1,1-二碘代烯烃衍生物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种N‑丙炔酰胺三官能团化反应制备1，1‑二碘代烯烃衍生物的方法。该方法通过向Schlenk反应瓶中加入N‑丙炔酰胺类化合物、亚硝酸叔丁酯、碘化试剂、铜盐、碱和有机溶剂，在一定温度、空气气氛条件下搅拌反应，得到三官能团化产物1，1‑二碘代烯烃衍生物。
Description
技术领域
本申请属于有机合成领域，具体涉及一种铜盐介导的N-丙炔酰胺三官能团化反应制备1，1-二碘代烯烃衍生物方法。
背景技术
炔烃衍生物的三官能团化反应是现代有机化学中发展的最为重要的合成策略之一，其能在一步反应中同时引入三种官能团，高效快速地构建人们预期的目标化合物。其中，涉及分子内迁移的炔烃三官能团化反应能以最少的组分和最高的原子经济性合成复杂分子，从而为有机合成提供了简便的平台。近年来，有机化学工作者发展了系列贵金属(比如金、铑、钯等)催化的此类反应，但廉价易得的铜盐却较少涉及。故而，发展铜盐介导的涉及分子内迁移的炔烃三官能团化反应具有重要意义。
1，1-二碘代烯烃衍生物不仅是诸多天然产物和药物分子的核心骨架，而且是有机合成中一类重要的合成子。发明人发现，现有技术中合成制备1，1-二碘代烯烃衍生物的常用方法包括醛或酮的Wittig反应、1，1-二溴代烯烃或金属烯烃络合物的取代反应、碘代炔烃的加成反应等。尽管该类骨架的合成方法已经有一些报道，但在温和条件下通过N-丙炔酰胺的三官能团化反应高化学和区域选择性的制备1，1-二碘代烯烃衍生物仍然具有挑战性。
发明人对于铜盐介导的N-丙炔酰胺三官能团化反应进行了深入的研究，在本发明中，我们提出了一种以N-丙炔酰胺、亚硝酸叔丁酯和碘化试剂为反应原料，在铜盐和碱的促进下，经三官能团化反应高选择性制备1，1-二碘代烯烃衍生物的新方法。
发明内容
本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种高效、高选择性的制备 1，1-二碘代烯烃衍生物的方法，该方法以廉价易得的铜盐为促进剂，无需使用贵金属催化剂和配体，温和条件下高选择性的实现N-丙炔酰胺三官能团化反应。该策略适用范围广泛，各种碘化试剂在最优条件下都能较高收率的得到目标产物。该反应经过了碘化、分子内环化、自由基加成、酰氧化、亚硝化等一系列过程，高化学和区域选择性的在一步反应中同时构建六个新的化学键。
本发明提供的1，1-二碘代烯烃衍生物的制备方法，该方法以N-丙炔酰胺类化合物、亚硝酸叔丁酯和碘化试剂为原料，通过下列步骤进行制备获得：
向Schlenk反应瓶中加入式1所示的N-丙炔酰胺类化合物、式2所示的亚硝酸叔丁酯、式3所示的碘化试剂、铜盐、碱和有机溶剂，将反应瓶置于一定温度、空气气氛条件下搅拌反应，经TLC或GC监测反应进程，至原料反应完全，经后处理得到三官能团化产物1，1-二碘代烯烃衍生物(I)。
本发明提供的N-丙炔酰胺三官能团化反应制备1，1-二碘代烯烃衍生物方法，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/正己烷)得到目标产物1，1-二碘代烯烃衍生物(I)。
式1及式I表示的化合物中，R1选自氢、C5-C14芳基、C1-C12烷基、C1-C6酰基；
R2选自氢、C1-C8烷基、C5-C14芳基、C2-C10烯基；
其中，上述各芳基、烷基、酰基和烯基任选地被取代基取代，所述的取代基选自卤素、C1-C6的烷基、卤素取代C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、C5-C14芳基；
式3所示的碘化试剂选自KI、NaI、ICl、I2、NH4I、N-碘代丁二酰亚胺(NIS) 或四丁基碘化铵(TBAI)中的任意一种。
优选地，R1选自C1-C12烷基、C5-C10芳基；其中所述C1-C12烷基、C5-C10芳基任选地被取代基取代，所述取代基选自卤素、C1-C6的烷基、卤素取代C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、C5-C14芳基；
优选地，R2选自C1-C8烷基、C5-C14芳基、C2-C10烯基，其中所述C1-C8烷基、C5-C14芳基、C2-C10烯基任选地被取代基取代，所述取代基选自卤素、 C1-C6的烷基、卤素取代C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、C5-C14芳基；
优选地，式3所示的碘化试剂选自KI。
在本发明的反应中，所述的铜盐选自醋酸铜、溴化铜、氯化铜、氯化亚铜中的任意一种或几种的混合物。优选为醋酸铜。
在本发明的反应中，所述的碱选自三乙胺、1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯 (DBU)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)、吡啶、碳酸钠中的任意一种或几种的混合物。优选为三乙胺。
在本发明的反应中，以有机溶剂作为反应溶剂，其用量不作特别的限定，本领域的技术人员可以根据反应的实际情况而进行常规选择和/或调整其用量。所述的有机溶剂选自甲醇、二氯甲烷、四氢呋喃、乙腈、N，N-二甲基甲酰胺、甲苯中的任意一种或几种的混合物。优选为甲醇。
在本发明的反应中，所述的一定温度为15-40℃，温度最优选为25℃。
在本发明的反应中，所述反应至原料完全需要的时间为12-36小时，优选为24小时。
在本发明的反应中，所述式1的N-丙炔酰胺类化合物、式2的亚硝酸叔丁酯、式3所示的碘化试剂、铜盐与碱的摩尔比为1∶1～3∶1～3∶0.5-1.2∶1～1.5，优选地，式1的N-丙炔酰胺类化合物、式2的亚硝酸叔丁酯、式3所示的碘化试剂、铜盐与碱的摩尔比为1∶2∶2∶1∶1.2。
本发明的有益效果是：提出了铜盐介导的N-丙炔酰胺三官能团化反应高化学和区域选择性制备1，1-二碘代烯烃衍生物的新方法，该方法以廉价易得的铜盐为促进剂，以高收率得到一系列的目标产物。该方法具有反应底物适应范围广泛、简单高效的优点，特别适合于工业化生产。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细的描述，但本发明并不局限于此。
下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和原料，如无特殊说明，均可以从商业途径获得和/或根据已知的方法制备获得。
实施例1-21为反应条件优化实验。
实施例1
向Schlenk瓶中加入式1a所示的N-丙炔酰胺类化合物(39.8mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘化钾(66.4mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-1。(85％yield)；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ： 7.57-7.51(m，4H)，7.43(t，J＝6.0Hz，1H)，5.92(s，1H)，5.73(s，1H)，5.12(s，2H)， 1.72(s，3H)；13C NMR(100MHz，DMSO-d6)δ：163.0，147.0，141.0，134.5，130.0， 129.0，128.4，121.3，45.6，21.4，18.0；HRMS m/z(ESI)calcd for C13H12I2NaN2O3 (M+Na)+ 520.8829，found 520.8834。本发明报道的目标产物I-1的X射线晶体结构已经保藏在剑桥晶体学数据中心(CCDC)，保藏号为1903422。这些数据可以从剑桥晶体数据中心免费获得，网址为www.ccdc.cam.ac.uk/data_ request/cif。
实施例2
不加醋酸铜，其余条件同实施例1，得到目标产物I-1的收率为0％。
实施例3
不加三乙胺，其余条件同实施例1，得到目标产物I-1的收率为0％。
实施例4
用铜盐溴化铜(CuBr2，44.0mg，0.2mmol)代替醋酸铜，其余条件同实施例1，得到目标产物I-1的收率为55％。
实施例5
用铜盐氯化铜(CuCl2，26.6mg，0.2mmol)代替醋酸铜，其余条件同实施例1，得到目标产物I-1的收率为20％。
实施例6
用铜盐氯化亚铜(CuCl，19.6mg，0.2mmol)代替醋酸铜，其余条件同实施例1，得到目标产物I-1的收率为5％。
实施例7
醋酸铜用量为0.5当量(18.1mg，0.1mmol)，其余条件同实施例1，得到目标产物I-1的收率为38％。
实施例8
醋酸铜用量为1.2当量(43.4mg，0.24mmol)，其余条件同实施例1，得到目标产物I-1的收率为86％。
实施例9
用碱1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU，36.5mg，0.24mmol)代替三乙胺，其余条件同实施例1，得到目标产物I-1的收率为21％。
实施例10
用碱4-二甲氨基吡啶(DMAP，29.3mg，0.24mmol)代替三乙胺，其余条件同实施例1，得到目标产物I-1的收率为8％。
实施例11
用碱吡啶(19.0mg，0.24mmol)代替三乙胺，其余条件同实施例1，得到目标产物I-1的收率为25％。
实施例12
用碱碳酸钠(Na2CO3，25.4mg，0.24mmol)代替三乙胺，其余条件同实施例1，得到目标产物I-1的收率为5％。
实施例13
三乙胺用量为1.5当量(30.3mg，0.3mmol)，其余条件同实施例1，得到目标产物I-1的收率为65％。
实施例14
三乙胺用量为1当量(20.2mg，0.2mmol)，其余条件同实施例1，得到目标产物I-1的收率为53％。
实施例15
用溶剂二氯甲烷(DCM)代替甲醇，其余条件同实施例1，得到目标产物 I-1的收率为10％。
实施例16
用溶剂四氢呋喃(THF)代替甲醇，其余条件同实施例1，得到目标产物 I-1的收率为32％。
实施例17
用溶剂乙腈(MeCN)代替甲醇，其余条件同实施例1，得到目标产物I-1 的收率为42％。
实施例18
用溶剂N，N-二甲基甲酰胺(DMF)代替甲醇，其余条件同实施例1，得到目标产物I-1的收率为5％。
实施例19
用溶剂甲苯代替甲醇，其余条件同实施例1，得到目标产物I-1的收率为 18％。
实施例20
反应温度降低至15℃，其余条件同实施例1，得到目标产物I-1的收率为 62％。
实施例21
反应温度升高至40℃，其余条件同实施例1，得到目标产物I-1的收率为51％。
由上述实施例1-21可以看出，最佳的反应条件为实施例1的反应条件，即铜盐选择醋酸铜1当量(36.2mg，0.2mmol)、碱选择三乙胺1.2当量(24.2 mg，0.24mmol)、反应溶剂为甲醇、反应温度为25℃。在获得最佳反应条件的基础上，发明人进一步在该最佳反应条件下，选择不同取代基的N-丙炔酰胺和碘化试剂为原料以发展高选择性三官能团化反应制备1，1-二碘代烯烃衍生物的方法。
实施例22 以碘化钠为碘化试剂
向Schlenk瓶中加入式1a所示的N-丙炔酰胺类化合物(39.8mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘化钠(60.0mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-1。(71％yield)。
实施例23 以氯化碘为碘化试剂
向Schlenk瓶中加入式1a所示的N-丙炔酰胺类化合物(39.8mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，氯化碘(64.8mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-1。(41％yield)。
实施例24 以碘单质为碘化试剂
向Schlenk瓶中加入式1a所示的N-丙炔酰胺类化合物(39.8mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘单质(101.6mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-1。(61％yield)。
实施例25 以碘化胺为碘化试剂
向Schlenk瓶中加入式1a所示的N-丙炔酰胺类化合物(39.8mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘化铵(58.0mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-1。(54％yield)。
实施例26 以N-碘代丁二酰亚胺(NIS)为碘化试剂
向Schlenk瓶中加入式1a所示的N-丙炔酰胺类化合物(39.8mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，N-碘代丁二酰亚胺(90.0 mg，0.4mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-1。(23％yield)。
实施例27 以四丁基碘化铵(TBAI)为碘化试剂
向Schlenk瓶中加入式1a所示的N-丙炔酰胺类化合物(39.8mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，四丁基碘化铵(147.6mg，0.4mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯 /正己烷)得到目标产物I-1。(36％yield)。
实施例28
向Schlenk瓶中加入式1b所示的N-丙炔酰胺类化合物(55.0mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘化钾(66.4mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-2。(71％yield)；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ： 7.50-7.47(mm，3H)，7.45-7.41(m，1H)，7.27(t，J＝7.6Hz，3H)，7.20(t，J＝7.2Hz， 1H)，7.09(d，J＝7.2Hz，2H)，6.07(s，1H)，5.63(s，1H)，5.10(s，2H)，3.42(s， 2H)；13C NMR(100MHz，DMSO-d6)δ：162.6，147.0，141.0，138.5，138.2，130.0， 129.9，129.1，128.8，128.4，126.8，121.3，45.7，37.2，21.4；HRMS m/z(ESI)calcd for C19H17I2N2O3(M+H)+ 574.9323，found 574.9325。
实施例29
向Schlenk瓶中加入式1c所示的N-丙炔酰胺类化合物(52.2mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘化钾(66.4mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-3。(70％yield)；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ： 7.58-7.52(m，3H)，7.45-7.40(m，2H)，7.37(t，J＝3.2Hz，3H)，7.27-7.24(m，2H)， 6.17(s，1H)，6.10(s，1H)，5.18(s，2H)；13C NMR(100MHz，DMSO-d6)δ：162.5， 147.0，141.0，139.0，135.6，130.0，129.9，129.0，128.6，128.5，128.4，121.3，45.7， 22.1；HRMS m/z(ESI)calcd for C18H14I2NaN2O3(M+Na)+582.8986，found 582.8990。
实施例30
向Schlenk瓶中加入式1d所示的N-丙炔酰胺类化合物(37.0mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘化钾(66.4mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-4。(72％yield)；1H NMR(400MHz，DMSO-dd)δ： 7.57-7.52(m，2H)，7.44-7.37(m，2H)，7.26(d，J＝8.0Hz，1H)，6.29-6.25(m，1H)， 6.07-6.01(m，2H)，5.10(s，2H)；13CNMR(100MHz，DMSO-d6)δ：161.8，146.8， 141.1，135.0，130.0，128.5，126.8，121.4，45.8，21.8；HRMS m/z(ESI)calcd for C12H10I2NaN2O3(M+Na)+ 506.8673，found 506.8675。
实施例31
向Schlenk瓶中加入式1e所示的N-丙炔酰胺类化合物(52.2mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘化钾(66.4mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-5。(75％yield)；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ：7.71(d， J＝8.0Hz，1H)，7.61-7.57(m，3H)，7.51(t，J＝8.0Hz，2H)，7.46-7.38(m，5H)， 6.52(d，J＝16.0Hz，1H)，5.14(s，2H)；13C NMR(100MHz，DMSO-d6)δ：162.7， 147.7，147.2，141.2，133.9，131.6，129.9，129.4，129.2，128.4，121.5，116.1，45.9， 21.6；HRMS m/z(ESI)calcd forC18H14I2NaN2O3(M+Na)+ 582.8986，found 582.8988。
实施例32
向Schlenk瓶中加入式1f所示的N-丙炔酰胺类化合物(34.6mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘化钾(66.4mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-6。(72％yield)；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ： 7.60-7.54(m，4H)，7.48-7.45(m，1H)，5.07(s，2H)，1.87(s，3H)；13C NMR(100 MHz，DMSO-d6)δ：167.0，147.1，141.1，130.1，128.5，121.4，45.6，21.6，20.5； HRMS m/z(ESI)calcd for C11H11I2N2O3(M+H)+472.8854，found 472.8856。
实施例33
向Schlenk瓶中加入式1g所示的N-丙炔酰胺类化合物(43.0mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘化钾(66.4mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-7。(61％yield)；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ： 7.60-7.54(m，3H)，7.47-7.43(m，1H)，7.40-7.37(m，1H)，5.11(s，2H)，1.01(s，9H)；13C NMR(100MHz，DMSO-d6)δ：174.0，147.0，140.9，130.0，128.4，120.9，45.1， 38.9，27.1，20.9；HRMS m/z(ESI)calcdfor C14H17I2N2O3(M+H)+ 514.9323，found 514.9321。
实施例34
向Schlenk瓶中加入式1h所示的N-丙炔酰胺类化合物(43.0mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘化钾(66.4mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-8。(73％yield)；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ： 7.60-7.54(m，4H)，7.47-7.44(m，1H)，5.08(s，2H)，2.10(t，J＝7.6Hz，2H)， 1.37-1.30(m，2H)，1.23-1.18(m，2H)，0.80(t，J＝7.6Hz，3H)；13C NMR(100MHz， DMSO-d6)δ：169.6，147.1，141.1，130.0，128.4，121.2，45.6，33.1，26.3，21.9，21.3， 14.0；HRMS m/z(ESI)calcd for C14H17I2N2O3(M+H)+514.9323，found 514.9325。
实施例35
向Schlenk瓶中加入式1i所示的N-丙炔酰胺类化合物(48.2mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘化钾(66.4mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-9。(72％yield)；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ： 7.59-7.54(m，4H)，7.48-7.43(m，1H)，5.08(s，2H)，2.11-2.06(m，1H)，1.65-1.60 (m，4H)，1.24-1.13(m，6H)；13C NMR(100MHz，DMSO-d6)δ：171.6，147.0， 141.1，130.0，128.4，121.2，45.4，42.3，28.6，25.5，24.9，21.1；HRMS m/z(ESI) calcd for C16H19I2N2O3(M+H)+ 540.9480，found 540.9486。
实施例36
向Schlenk瓶中加入式1j所示的N-丙炔酰胺类化合物(47.0mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘化钾(66.4mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-10(74％yield)；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ：7.79(d， J＝7.2Hz，2H)，7.70(t，J＝7.6Hz，1H)，7.57-7.52(m，4H)，7.50-7.45(m，2H)， 7.37(t，J＝7.6Hz，1H)，5.21(s，2H)；13C NMR(100MHz，DMSO-d6)δ：162.4， 147.1，141.0，134.8，130.0，129.9，129.4，128.4，128.1，121.4，45.8，22.1；HRMS m/z(ESI)calcd for C16H13I2N2O3(M+H)+ 534.9010，found 534.9014。
实施例37
向Schlenk瓶中加入式1k所示的N-丙炔酰胺类化合物(45.8mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘化钾(66.4mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-11。(92％yield)；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ：7.46(d， J＝8.8Hz，2H)，7.09(d，J＝8.8Hz，2H)，5.96(s，1H)，5.76(s，1H)，5.07(s，2H)， 3.82(s，3H)，1.76(s，3H)；13C NMR(100MHz，DMSO-d6)δ：163.1，159.5，147.2， 134.6，134.1，128.9，123.6，115.1，56.0，46.1，21.4，18.0；HRMS m/z(ESI)calcd for C14H14I2NaN2O4(M+Na)+ 550.8935，found550.8930。
实施例38
向Schlenk瓶中加入式1l所示的N-丙炔酰胺类化合物(42.6mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘化钾(66.4mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-12。(90％yield)；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ：7.43(d， J＝8.0Hz，2H)，7.33(d，J＝8.4Hz，2H)，5.93(s，1H)，5.74(s，1H)，5.09(s，2H)， 2.36(s，3H)，1.74(s，3H)；13C NMR(100MHz，DMSO-dd)δ：163.0，147.1，138.7， 138.1，134.5，130.4，128.9，121.4，45.6，21.4，21.0，18.0；HRMS m/z(ESI)calcd for C14H15I2N2O3(M+H)+ 512.9167，found512.9173。
实施例39
向Schlenk瓶中加入式1m所示的N-丙炔酰胺类化合物(51.0mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘化钾(66.4mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-13。(86％yield)；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ：7.53(d， J＝8.8Hz，2H)，7.46(d，J＝8.8Hz，2H)，5.89(s，1H)，5.70(s，1H)，5.10(s，2H)， 1.69(s，3H)，1.31(s，9H)；13C NMR(100MHz，DMSO-d6)δ：163.0，150.9，147.1， 138.7，134.4，128.8，126.7，120.9，45.5，34.8，31.5，21.3，18.0；HRMS m/z(ESI) calcd for C17H21I2N2O3(M+H)+ 554.9636，found 554.9632。
实施例40
向Schlenk瓶中加入式1n所示的N-丙炔酰胺类化合物(46.6mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘化钾(66.4mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-14。(77％yield)；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ： 7.62-7.57(m，4H)，5.93(s，1H)，5.75(s，1H)，5.10(s，2H)，1.74(s，3H)；13C NMR (100MHz，DMSO-d6)δ：163.0，146.8，139.9，134.4，132.8，130.0，129.1，123.0， 45.6，21.6，18.0；HRMS m/z(ESI)calcd forC13H11ClI2NaN2O3(M+Na)+ 554.8440， found 554.8446。
实施例41
向Schlenk瓶中加入式1o所示的N-丙炔酰胺类化合物(55.4mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘化钾(66.4mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-15。(81％yield)；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ：7.74(d， J＝8.8Hz，2H)，7.52(d，J＝8.8Hz，2H)，5.93(s，1H)，5.75(s，1H)，5.10(s，2H)， 1.74(s，3H)；13C NMR(100MHz，DMSO-d6)δ：163.0，146.8，140.4，134.4，132.9， 129.1，123.2，121.1，45.5，21.7，18.0；HRMS m/z(ESI)calcd for C13H11BrI2NaN2O3 (M+Na)+ 598.7935，found 598.7931。
实施例42
向Schlenk瓶中加入式1p所示的N-丙炔酰胺类化合物(53.4mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘化钾(66.4mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-16。(72％yield)；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ：7.92(d， J＝8.4Hz，2H)，7.80(d，J＝8.4Hz，2H)，5.89(s，1H)，5.71(s，1H)，5.12(s，2H)， 1.69(s，3H)；13C NMR(100MHz，DMSO-d6)δ：163.0，146.6，144.3，134.3，129.0， 128.5(q，JC-F＝20.1Hz)，127.2(q，JC-F＝2.7Hz)，123.0，121.1，45.3，21.7，17.9；19F NMR(375MHz，DMSO-d6)d：-61.0；HRMSm/z(ESI)calcd for C14H12F3I2N2O3(M+H)+ 566.8884，found 566.8880。
实施例43
向Schlenk瓶中加入式1q所示的N-丙炔酰胺类化合物(42.6mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘化钾(66.4mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-17。(58％yield)；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ： 7.42-7.38(m，2H)，7.32(d，J＝6.0Hz，2H)，7.14(d，J＝7.2Hz，1H)，6.05(d，J＝ 13.2Hz，1H)，5.83(d，J＝11.2Hz，1H)，5.31(s，1H)，5.20(s，1H)，4.72(s，1H)， 4.56(s，1H)，1.85(s，3H)；13C NMR(100MHz，DMSO-d6)δ：163.2，148.1，135.0，134.4，129.2，129.0，128.6，128.4，55.8，47.1，22.1，18.1；HRMS m/z(ESI)calcd for C14H15I2N2O3(M+H)+ 512.9167，found 512.9161。
实施例44
向Schlenk瓶中加入式1r所示的N-丙炔酰胺类化合物(45.4mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘化钾(66.4mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-18。(66％yield)；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ：7.29(t， J＝7.6Hz，2H)，7.22-7.15(m，3H)，5.30(s，1H)，5.13(s，1H)，3.54(s，2H)， 3.29-3.23(m，2H)，3.23-3.15(m，2H)，1.92(s，3H)；13C NMR(100MHz， DMSO-d6)δ：172.9，158.2，140.4，139.9，128.9(2)，126.7，117.1，56.3，55.4，42.0，21.0，20.8；HRMS m/z(ESI)calcd for C15H16I2NaN2O3(M+Na)+ 548.9142，found 548.9146。
实施例45
向Schlenk瓶中加入式1s所示的N-丙炔酰胺类化合物(51.0mg，0.2 mmol)，亚硝酸叔丁酯(t-BuONO，41.2mg，0.4mmol)，碘化钾(66.4mg，0.4 mmol)，醋酸铜(36.2mg，0.2mmol)，三乙胺(24.2mg，0.24mmol)，再加入溶剂甲醇(MeOH，1mL)，然后将反应器在空气气氛、25℃条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为24小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-19。(57％yield)；1H NMR(400MHz，DMSO-d6)δ：7.27(t， J＝7.2Hz，2H)，7.19(t，J＝5.6Hz，3H)，6.06(d，J＝16.8Hz，1H)，5.83(d，J＝ 11.2Hz，1H)，5.15(s，1H)，4.62(s，1H)，4.11(t，J＝7.2Hz，1H)，3.50(t，J＝6.4Hz，1H)，2.63-2.56(m，2H)，1.85(s，3H)，1.78-1.72(m，1H)，1.61-1.55(m，1H)， 1.48-1.44(m，2H)；13C NMR(100MHz，DMSO-d6)δ：163.3，148.7，147.8，142.2， 134.8，128.8，128.7，126.2，52.1，44.3，35.2，28.9，25.8，21.7，18.2；HRMS m/z (ESI)calcd for C17H20I2NaN2O3(M+Na)+ 576.9455，found 576.9459。
实施例46 反应机理控制实验
当实施例1的反应中在氮气氛围下进行时，该反应的目标产物收率降低为 5％，表明空气中的氧气在该体系中扮演着极其重要的作用。向实施例1的反应中加入2当量的H2 18O，目标产物I-1通过GC-MS检测并未发现18O的存在，表明目标产物I-1中三个氧原子均不是来自于水。向实施例1的反应中加入2.4 当量的四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)，(2，6-二叔丁基)-4-甲基苯酚(BHT)或对苯二酚作为自由基清除剂，该反应的目标产物收率都急剧降低，表明该反应涉及自由基反应机理。
由此可知，本发明的可能反应机理推导如下式所示：
以上所述实施例仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下，对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。
Claims (15)
1.一种N-丙炔酰胺三官能团化反应制备1，1-二碘代烯烃衍生物方法，其特征在于，包括如下步骤：
向Schlenk反应瓶中加入式1所示的N-丙炔酰胺类化合物、式2所示的亚硝酸叔丁酯、式3所示的碘化试剂、铜盐、碱和有机溶剂，将反应瓶置于一定温度、空气气氛条件下搅拌反应，经TLC或GC监测反应进程，至原料反应完全，经后处理得到三官能团化产物1，1-二碘代烯烃衍生物(I)；
式1及式I表示的化合物中，R1选自氢、C5-C14芳基、C1-C12烷基；
R2选自氢、C1-C8烷基、C5-C14芳基、C2-C10烯基；
其中，上述各芳基、烷基、烯基任选地被取代基取代，所述的取代基选自卤素、C1-C6的烷基、卤素取代C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、C5-C14芳基；
式3所示的碘化试剂选自KI、NaI、ICI、I2、NH4I、N-碘代丁二酰亚胺NIS或四丁基碘化铵TBAI中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，R1选自C1-C12烷基、C5-C10芳基；其中所述C1-C12烷基、C5-C10芳基任选地被取代基取代，所述取代基选自卤素、C1-C6的烷基、卤素取代C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、C5-C14芳基；
R2选自C1-C8烷基、C5-C14芳基、C2-C10烯基，其中所述C1-C8烷基、C5-C14芳基、C2-C10烯基任选地被取代基取代，所述取代基选自卤素、C1-C6的烷基、卤素取代C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、C5-C14芳基。
3.根据权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，所述的铜盐选自醋酸铜、溴化铜、氯化铜、氯化亚铜中的任意一种或几种的混合物。
4.根据权利要求3所述的方法，所述的铜盐优选为醋酸铜。
5.根据权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，所述的碱选自三乙胺、1，8-二氮杂二环十一碳-7-烯DBU、4-二甲氨基吡啶DMAP、吡啶、碳酸钠中的任意一种或几种的混合物。
6.根据权利要求5所述的方法，所述的碱为三乙胺。
7.根据权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，所述的有机溶剂选自甲醇、二氯甲烷、四氢呋喃、乙腈、N，N-二甲基甲酰胺、甲苯中的任意一种或几种的混合物。
8.根据权利要求7所述的方法，所述的有机溶剂为甲醇。
9.根据权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，所述的一定温度为15-40℃。
10.根据权利要求9所述的方法，所述的一定温度为25℃。
11.根据权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，所述原料完全反应需要的时间为12-36小时。
12.根据权利要求11所述的方法，所述原料完全反应需要的时间为24小时。
13.根据权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，式1的N-丙炔酰胺类化合物、式2的亚硝酸叔丁酯、式3所示的碘化试剂、铜盐与碱的摩尔比为1∶1～3∶1～3∶0.5-1.2∶1～1.5。
14.根据权利要求13所述的方法，式1的N-丙炔酰胺类化合物、式2的亚硝酸叔丁酯、式3所示的碘化试剂、铜盐与碱的摩尔比为1∶2∶2∶1∶1.2。
15.根据权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，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/正己烷，得到目标产物1，1-二碘代烯烃衍生物(I)。
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