3-[4-(甲基磺?；?-2-氯苯甲?；鵠二環(huán)[3.2.1]-2,4-辛二酮的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種3-[4-(甲基磺?；?-2-氯苯甲?；鵠二環(huán)[3.2.1]-2,4_辛二酮的 合成方法，屬于化工和化學(xué)醫(yī)藥領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 2-取代苯甲酰基-1,3-環(huán)己二酮化合物具有一定的除草活性（US 5006158， CN85109770)，3-(烴硫基)-2-苯甲酰環(huán)己-2-酮和取代的芳基雙環(huán)二酮可作為除草活性化 合物(US 4762551，EP0338992)。但是，這些化合物對水稻具有很高的植物毒性，它們難以作 為稻田除草劑使用。與上述的二酮類化合物具有除草活性相比，取代的苯甲?；h(huán)烯酮1對 生長在水稻田中的一年生和多年生雜草都有著相當(dāng)高的除草活性，而對水稻植株顯示出了 很低的植物毒性（CN1105023A)，在土壤中有著較好的移動性和水溶性（CN1105023A，JP 10109972 A,AU 672058 B2JP 07082240 A)〇
[0003]
[0004] A:RS-,RS〇2-,R〇-；B:X,N〇2,R,RS〇2-；D:X,RS〇2-.
[0005] CN1105023A公開了3-[4-(甲基磺?；?-2-氯苯甲?；鵠雙環(huán)[3.2.1]-辛烷-2,4-二酮是合成稻田除草劑1的中間體，而雙環(huán)[3.2.1]辛烷-2,4-二酮又是合成3-[4-(甲基磺 ?；?2-氯苯甲?；鵠雙環(huán)[3.2. 1]-辛烷-2，4_二酮的重要中間體（WOO 194339A1， TOO 166522A1)。目前合成雙環(huán)[3.2.1 ]辛烷-2，4-二酮有下列方法：以降冰片烷酮作起始原 料合成雙環(huán)[3.2.1]辛烷-2,4-二酮(JP 10265441(A)，JP 10265415);以環(huán)戊二烯二聚體為 原料，經(jīng)過6步反應(yīng)得到雙環(huán)[3.2.1 ]辛烷-2，4-二酮(CN1450044A);也有以二環(huán)[3.2.1 ] -2-辛烯為原料合成雙環(huán)[3.2.1]辛烷-2,4-二酮(W0 2005105717);還有文獻(xiàn)以環(huán)戊二烯、1，2， 3,3-四氯環(huán)丙稀和乙二醇為原料，經(jīng)過6步反應(yīng)合成（Tetrahedron Lett. ,2013,54(6): 557-561);以1，1，2，2，3-五氯環(huán)丙烷和環(huán)戊二烯為原料，經(jīng)過一系列反應(yīng)，先得到雙環(huán) [3.2. 1]-6-辛烯-2,4-二酮，再催化加氫合成化合物雙環(huán)[3.2. 1]辛烷-2,4-二酮 (TO2005123667)。這些方法要么原料價格較高，要么合成步驟多，因此這些方法看起來不經(jīng) 濟(jì)。本發(fā)明以廉價易得的降冰片烯為原料，經(jīng)過簡單的4步反應(yīng)，先合成雙環(huán)[3.2.1]辛烷-2，4_二酮，然后和4-(甲基磺?；?-2-氯苯甲酰氯發(fā)生酰化反應(yīng)，合成了3-[4-(甲基磺酰 基) -2_氯苯甲?；鵠雙環(huán)[3.2.1 ]-辛燒-2，4-二酮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種3-[4_(甲基磺?；?-2_氯苯甲?；鵠二環(huán)[3.2.1 ]_2， 4_辛二酮的合成方法，該方法原料價格低廉，合成步驟少，并且反應(yīng)條件溫和，收率高，對環(huán) 境污染少，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0007] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0008] -種3-[4-(甲基磺?；?-2-氯苯甲?；鵠二環(huán)[3.2.1]-2,4_辛二酮的合成方法， 包括以下步驟：
[0009] 1)以降冰片烯為起始主原料，降冰片烯在堿存在下，與氯仿反應(yīng)，得3，4-二氯雙環(huán) [3.2.1]-2-辛烯(式111) ;
[0010]
111
[0011] 2)3，4_二氣雙環(huán)[3.2.1 ]_2_辛稀的稀丙基氣水解，得3_氣雙環(huán)[3.2.1 ]_3_辛稀-2_醇(式TV八
[0012] m
iy
[0013] 3)將3-氯雙環(huán)[3.2. U-3-辛烯-2-醇的烯丙醇在氧化劑作用下氧化，得3-氯雙環(huán) [3.2.1 ] -3-辛稀-2-酮(式 V);
[0014]
[0015] 4)將3-氯雙環(huán)[3.2. 1]-3-辛烯-2-酮在催化劑的作用下和堿反應(yīng)，得雙環(huán) [3·2·1]-2,4-二酮(式 VI);
[0016]
[0017] 5)將雙環(huán)[3.2.1 ]-2，4-二酮和4-(甲基磺?；?-2-氯苯甲酰氯反應(yīng)，得目標(biāo)產(chǎn)物 3-[4-(甲基磺酰基)-2-氯苯甲?；鵠二環(huán)[3.2.1]-2,4_辛二酮；
[00181
[0019]其中，步驟1)中經(jīng)歷如下反應(yīng)機(jī)理:二氯卡賓和降冰片烯發(fā)生加成反應(yīng)，形成的三 元環(huán)中間體Γ脫掉氯離子，得到碳正離子2'，然后三元環(huán)開環(huán)，發(fā)生重排反應(yīng)，形成更穩(wěn)定
[0020] 的碳正離子3'，最后碳正離子3'和氯離子結(jié)合得到化合物Π 。
[0021]
[0022]化合物V轉(zhuǎn)化成化合物VI經(jīng)歷如下可能的反應(yīng)機(jī)理:首先氰基負(fù)離子和α，β_不飽 和酮V發(fā)生1，4加成反應(yīng)，生成中間體Γ，中間體Γ屬于烯丙型的腈類化合物，和氫氧化鈉 發(fā)生親核取代反應(yīng)，得到氧負(fù)離子中間體2'，接受甲醇中的一個質(zhì)子，形成乙烯醇型的中間 體3'，互變異構(gòu)轉(zhuǎn)化成中間體4'，在堿的作用下，發(fā)生Ε2消除反應(yīng)，形成乙烯醇型的中間體 5'，互變異構(gòu)轉(zhuǎn)化成酮式產(chǎn)物VI。
[0023]
[0024] VI屬于1，3_二酮類化合物，亞甲基受二個羰基的共同影響，具有較強(qiáng)的酸性，存在 互變異構(gòu)現(xiàn)象。
[0025]
[0026] 核磁共振氫譜既有酮式的吸收峰，也有烯醇式的吸收峰。從核磁共振氫譜吸收峰 的面積比看，在⑶Cl3中酮式約占93%，烯醇式約占7%。如果VI以酮式存在，碳譜只有5個 峰，如果只以烯醇式存在，碳譜只有8個峰，而測定的結(jié)果碳譜有13個峰，碳譜也說明VI是酮 式和烯醇式的動態(tài)平衡。
[0027]步驟5):化合物I的合成優(yōu)選無水三氯化鋁作催化劑，1，2_二氯乙烷作溶劑?；?物VI的酮式首先轉(zhuǎn)化成烯醇式，然后4-甲磺酰基-2-氯苯甲酰氯和烯醇式中的醇羥基在無 水三氯化鋁催化下，發(fā)生?；磻?yīng)，得到羧酸酯，最后在無水三氯化鋁催化下發(fā)生類似 Fries重排的反應(yīng)，得到的烯醇通過互變異構(gòu)轉(zhuǎn)化成化合物I。
[0028]
[0029] 化合物I如果以酮式結(jié)構(gòu)存在，那么和三個羰基相連的次甲基的吸收峰化學(xué)位移 預(yù)計在4.5-5. Oppm。由于在此處沒有吸收峰，說明化合物I在CDC13溶劑中沒有酮式結(jié)構(gòu)，而 全部是烯醇式結(jié)構(gòu)。碳譜吸收峰是16個，也證明目標(biāo)產(chǎn)物是以烯醇式結(jié)構(gòu)存在。和橋頭手性 碳原子相連的三個亞甲基都是不等價質(zhì)子，化學(xué)位移不同，這三個亞甲基都以多重峰的形 式出現(xiàn)。
[0030] 具體地，所述步驟1)為：以降冰片烯為起始主原料，降冰片烯在堿存在、季銨鹽相 轉(zhuǎn)移催化作用下，與氯仿反應(yīng)，反應(yīng)溫度為0-100°C，得3，4-二氯雙環(huán)[3.2.1 ]-2-辛烯，所述 降冰片烯與氯仿的摩爾比為1:1-4,所述降冰片烯與季銨鹽的摩爾比為100:0.1-1，所述降 冰片烯與堿的摩爾比為1:1-4。
[0031 ]作為優(yōu)選，所述步驟1)中的堿為堿金屬氫氧化物、堿土金屬氫氧化物、堿金屬醇鹽 或堿金屬氨化物。
[0032]作為優(yōu)選，所述步驟1)中的堿為NaOH、KOH或甲醇鈉，季銨鹽為芐基三甲基氯化銨、 芐基三乙基氯化銨或三辛基甲基氯化銨。
[0033]具體地，所述步驟2)中3,4_二氯雙環(huán)[3.2.1]-2_辛烯的烯丙基氯在堿存在的條件 下水解，所述堿為堿金屬氫氧化物或堿土金屬氫氧化物，所述3，4-二氯雙環(huán)[3.2.1 ]-2-辛 烯與堿的摩爾比為1:1-4。
[0034]作為優(yōu)選，所述步驟3)中的氧化劑為金屬氧化物、二甲亞砜、氧氣、瓊斯試劑或鹽 類。
[0035] 作為優(yōu)選，所述步驟4)中的催化劑為氰化鉀或氰化鈉，所述3-氯雙環(huán)[3.2.1]-3_ 辛烯-2-酮與催化劑的摩爾比為100:1-10。
[0036] 作為優(yōu)選，所述步驟4)中的堿為堿金屬氫氧化物或堿土金屬氫氧化物，所述3-氯 雙環(huán)[3.2.1 ]-3_辛烯-2-酮與堿的摩爾比為1:1-5。
[0037] 具體地，所述步驟5)為將雙環(huán)[3.2.1]-2,4_二酮和4_(甲基磺?；?-2_氯苯甲酰 氯在路易斯酸和溶劑存在的條件下反應(yīng)，得目標(biāo)產(chǎn)物3-[4-(甲基磺酰基)-2-氯苯甲?；鵠 二環(huán)[3.2.1]-2,4_辛二酮，所述路易斯酸為三氯化鋁、三氯化鐵、二氯化鋅或三氟化硼，所 述溶劑為1，2_二氯乙烷、氯仿或二氯甲烷。
[0038] 作為優(yōu)選，所述步驟5)中雙環(huán)[3.2.1]-2,4_二酮與4-(甲基磺?；?-2-氯苯甲酰 氯的摩爾比為1:1-3，雙環(huán)[3.2.1 ]-2，4_二酮與路易斯酸的摩爾比為1:1-5。
[0039]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供的一種3-[4_(甲基磺酰基)-2_氯苯甲?；鵠二 環(huán)[3.2. l]-2,4-辛二酮的合成方法，該方法原料價格低廉，合成步驟少，并且反應(yīng)條件溫 和，收率高，對環(huán)境污染少，適于工業(yè)化生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0040] 實施例1
[0041] 1. 3,4_二氯雙環(huán)[3·2·1]-2-辛烯的合成 [0042:
[0043] 降冰片烯80 · 0g(0 · 848mol)溶解在406 · 8g(3 ·408mol)氯仿和8mL乙醇中，再加 1 · 6g (0.0084mol)芐基三甲基氯化銨，加熱到50°C，電動攪拌下滴加 50%氫氧化鈉水溶液272g (3.4mol)，加完之后，混合物在50°C攪拌反應(yīng)3小時，薄層檢測反應(yīng)進(jìn)程(展開劑:石油醚）。 混合物倒入300g冰水中，乙酸乙酯萃取(400mL X 2)。有機(jī)層用300mL水洗滌1次，無水硫酸鈉 干燥，濃縮至干。得到油狀產(chǎn)物122g，產(chǎn)率81.2%。沒有進(jìn)一步純化直接進(jìn)行下一步反應(yīng)。 ^-ΝΜΚΗΟΟΜΗζ,ΟΧ^,δ/ρρπι) :6.14(d，J = 7.2Hz，lH，=CH)，4.22(d，J = 2.8Hz，lH，CHCl)， 2.74~2.62(m，2H，CH2)，2.07~1.95(m，2H，CH2)，1.73~1.69(m，2H，CH2)，1.45~1.32(m， 2H,CH2)〇
[0044] 2. 3-氯雙環(huán)[3.2.1 ]-3-辛烯-2-醇的合成
[0045]
[0046] 氫氧化鈉105 · 2g(2 · 63mol)溶解在1080mL水中，加3,4-二氯雙環(huán)[3 · 2 · 1 ]-2_辛烯 116.4g(0.657mol)和芐基三甲基氯化銨154mg，加熱回流過夜，薄層檢測反應(yīng)進(jìn)程(展開劑： 二氯甲烷）。冷卻至室溫，混合物用二氯甲烷萃取(450mLX2)，有機(jī)層用300mL水洗滌一次， 無水硫酸鈉干燥，蒸餾除掉溶劑，得到橙色油狀液體產(chǎn)物96.92g，產(chǎn)率93 %。匪R (400MHz，CDCl3，S/ppm):6.12((1, J = 7.0Hz，lH，=CH)，3.76(d，J = 3.2Hz，lH，CH0H)，2.66~ 2.45(m，2H，2CH)，2.26(s，lH，0H)，2.58~2.00(m，4H，2CH2)，1.40~1.24(m，2H，CH2)。
[0047] 3. 3-氯雙環(huán)[3.2. l]-3-辛烯-2-酮的合成
[004