本發(fā)明屬于有機化學，具體涉及一種酮的α-烷基化方法。

背景技術(shù)：

1、稀土金屬擁有眾多難以替代的性質(zhì)，其價格適中、環(huán)境友好。作為一種價廉易得的金屬，近年來受到研究者們關(guān)注。在過去的幾十年中，稀土催化吸引了人們越來越廣泛的研究興趣，(acs?catal.2021,11,2715-2734；acc.chem.res.2015,48,2209-2220.)。值得注意的是，雖然稀土金屬催化烯烴轉(zhuǎn)化反應取得了長足發(fā)展，但當前主要是限于烯烴氫元素化反應(chem.rev.2008,108,3795-3892；tetrahedron?2023,135,133323.)和烯烴的聚合反應(j.am.chem.soc.2024,146,2718-2727.)，對于稀土金屬介導的碳碳雙鍵斷裂反應卻鮮有報道(acs?catal.2023,13,3036-3043.)，這主要是因為稀土金屬缺乏可逆的雙電子氧化還原活性及其與卡賓配體間的軌道能量不匹配(j.am.chem.soc.2020,142,10143-10152.)，使之既難通過還原路徑斷裂碳碳雙鍵，又難通過類似過渡金屬卡賓配合物與烯烴的[2+2]環(huán)加成路徑促進烯烴發(fā)生復分解反應。因此，發(fā)展稀土金屬催化碳碳雙鍵斷裂反應的新策略是一項重要而又極具挑戰(zhàn)性的課題。

2、酮的α-烷基化反應是修飾酮分子骨架的一種重要手段，也是有機合成中經(jīng)常涉及的反應，在醫(yī)藥合成等領(lǐng)域有著廣泛的應用(mol.catal.2022,529,112540；plantamed.2008,74,50-54；nat.prod.res.2014,28,377-382.)。早期的酮α-烷基化方法主要是采用烷基鹵化物作為偶聯(lián)試劑，存在的突出問題是烷基化試劑昂貴并產(chǎn)生當量的鹽型廢棄物，有時還會造成過度烷基化或位置選擇性控制困難(comprehensive?organicsynthesis,oxford,1991,3,1-63.)。隨著相關(guān)合成技術(shù)需求的不斷增加，現(xiàn)今涌現(xiàn)出大量新的酮α-烷基化方法。例如，與鹵代烴相比，使用醇作為烷基化試劑時，便可減少鹽型副產(chǎn)物的產(chǎn)生(acs?cent.sci.2021,7,570-585.)。碳碳雙鍵是有機化合物中常見的官能團之一，使用烯烴作為酮的α-烷基化試劑是夢寐以求反應。董廣彬等人發(fā)現(xiàn)雙功能銠催化劑能催化烯烴插入酮的α-c-h鍵，為酮的α-烷基化提供了一種簡便、經(jīng)濟的新方法(science,2014,345,68-72)。但是，對于烯烴是否可以通過其它方式與酮發(fā)生α-烷基化反應尚不清楚。已知的烯烴與酮的復分解反應僅限于羰基與烯烴間復分解反應(chem.rev.2021,121,9359-9406.)，而酮與不飽和酮反應則一般傾向形成邁克爾加成產(chǎn)物(modern?organicsynthesis,the?scripps?research?institute,1999.)。本發(fā)明提供了首例酮與缺電子烯烴的還原性交叉復分解反應，該反應為酮的α-烷基化提供了環(huán)境友好的新方法，同時也為還原性切斷碳碳雙鍵提供了新范式，在復雜有機分子結(jié)構(gòu)簡化方面具有重要用途。

3、(1)經(jīng)典的酮α-烷基化方法使用鹵代烴(rx)作為烷基化試劑

4、

5、(2)烯烴作為作為酮α-烷基化試劑

6、

7、(3)已知的酮與烯烴交叉復分解模式

8、

9、4)本發(fā)明使用缺電子烯烴作為酮α-烷基化試劑

10、

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種高效、綠色、條件溫和的酮的α-烷基化方法。

2、本發(fā)明提供的酮的α-烷基化方法，是在惰性氣體氛圍和稀土催化劑存在下，以醇或氫硅烷為氫源，以α，β-不飽和酮為烷基化試劑，在有機溶劑中與另一種酮加熱反應，經(jīng)分離提純，得到對應酮α-烷基化衍生物；具體步驟如下：

3、在氮氣保護和氫源存在下，使用稀土配合物為催化劑，α，β-不飽和酮(1)與酮(2)在有機溶劑中于60-140℃加熱反應0.5-48h；再經(jīng)分離純化，得到酮的α-烷基化產(chǎn)物(3)以及二芳基乙酮(4)；其反應式為：

4、

5、式中，ar1選自各種取代和非取代的芳基和雜芳基；r1選自烷基、(非)取代芳基或雜芳基；r2選自烷基、(非)取代芳基或雜芳基；r3選自烷基、(非)取代芳基或雜芳基；r4選自氫、烷基、(非)取代芳基或雜芳基。

6、優(yōu)選反應溫度為80-140℃。更優(yōu)選反應溫度為100-120℃。

7、優(yōu)選反應時間為6-48h。更優(yōu)選反應時間為12-48h。

8、所述催化劑選自稀土金屬氨基配合物、稀土金屬烷基配合物、稀土金屬芳基配合物、稀土金屬芐基配合物、稀土金屬烷氧基配合物、稀土金屬脒基配合物，或者其任意幾種的組合。所述稀土金屬為sc、y、la、ce、pr、nd、pm、sm、eu、gd、te、dy、ho、er、tm、yb、lu之一種。

9、所述催化劑與α，β-不飽和酮(1)的摩爾比為0.05-0.3。優(yōu)選摩爾比為0.1-0.2。

10、所述氫源選自異丙醇、α-苯乙醇、二苯甲醇、4-甲氧基二苯甲醇、4-氯二苯甲醇，苯硅烷、二苯基硅烷。

11、所述反應物α，β-不飽和酮(1)與酮(2)的摩爾比為1.4-0.6。優(yōu)選1.2-0.8。

12、所述溶劑選自苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯、四氫呋喃、己烷、n，n-二甲基甲酰胺、1，4-二氧六環(huán)、dme等。

13、所述反應產(chǎn)物的分離純化方法，即在反應結(jié)束后，將反應溶劑蒸出，經(jīng)制備薄層色譜法分離純化，干燥，之后得到目標產(chǎn)物。所用淋洗液為石油醚與乙酸乙酯混合物，石油醚與乙酸乙酯的體積比為20:1-2:1。

14、本發(fā)明使用廉價易得的稀土配合物為催化劑，首次實現(xiàn)了酮與α，β-不飽和酮間的還原性亞烷基轉(zhuǎn)移，為酮的α-烷基化提供了一種簡便實用的新方法。其優(yōu)勢在于：

15、(1)酮結(jié)構(gòu)單元廣泛存在于天然產(chǎn)物、合成生物活性分子和功能材料中，本發(fā)明提供的酮α-烷基化新方法，可以獲得更豐富多樣的分子，有助于發(fā)現(xiàn)新的藥物分子和功能材料，或為它們的合成提供方法。例如，該反應能夠成功實現(xiàn)生物活性分子雌酮衍生物的烷基化。

16、(2)α，β-不飽和酮來源廣泛、穩(wěn)定性好；同時，亦可從對應的飽和酮催化脫氫制備。這預示著α，β-不飽和酮作為一種新的烷基化試劑發(fā)展?jié)摿蛻脻摿薮蟆?/p>

17、(3)催化劑結(jié)構(gòu)簡單、易制備，反應過程中無需額外添加劑或配體，反應條件溫和，原料穩(wěn)定易得，反應普適性強，操作簡單，收率高。特別是采用醇作為氫源時，所得到的三種酮衍生物都是重要的化工原料，符合綠色化學的要求。同時，也為設(shè)計不同酮的聯(lián)合生產(chǎn)工藝提供了新思路。

18、(4)酮和α，β-不飽和酮結(jié)構(gòu)單元廣泛存在于復雜天然產(chǎn)物分子結(jié)構(gòu)中，而分子結(jié)構(gòu)簡化時常是提高天然產(chǎn)物藥效和降低其毒副作用的重要措施之一。顯然，本發(fā)明方法除了可以應用于酮的α-烷基化外，同時，還為含羰基化合物的結(jié)構(gòu)簡化提供了一種簡便實用的新方法。

19、(5)稀土因缺乏可逆的雙電子氧化還原活性和高親氧性，致使其很難催化碳碳雙鍵斷裂與轉(zhuǎn)化，這一直影響稀土催化應用發(fā)展的重要因素之一。本發(fā)明反應將為打破相關(guān)稀土催化技術(shù)壁壘提供一種新思路。

20、與現(xiàn)有方法相比，本發(fā)明中，催化劑結(jié)構(gòu)簡單、易制備，無需額外添加劑或配體，反應條件溫和，原料穩(wěn)定易得，反應普適性強，操作簡單，收率高，所得到的三種酮衍生物都是重要的化工原料，符合綠色化學的要求。酮結(jié)構(gòu)單元廣泛存在于天然產(chǎn)物、合成生物活性分子和功能材料中，本發(fā)明可以獲得更豐富多樣的分子，有助于發(fā)現(xiàn)新的藥物分子和功能材料，或為它們的合成提供方法。尤其在設(shè)計不同酮的聯(lián)合生產(chǎn)工藝設(shè)計方面提供了新思路。此外，本發(fā)明打破了稀土催化技術(shù)壁壘，提供一種解決稀土難催化碳碳雙鍵斷裂與轉(zhuǎn)化的策略。