专利摘要

本发明涉及一种降冰片烯加聚衍生物及其制备方法，包括如下步骤：a.前体合成；b.钯催化；c.纯化。由于其结构的特殊性，可使其在有机合成领域有一定的利用价值，本发明所合成的降冰片烯衍生物在理论研究中亦有一定的价值。

权利要求

1.一种降冰片烯加聚衍生物，其特征在于，其结构式为：

所述的R可以为氢、直链烷基、支链烷基、氰基、氨基等以及其相应的衍生物。

2.如权利要求1所述的降冰片烯加聚衍生物，其特征在于，苯并环丁酮的结构式为：

即所述的R是氢。

3.如权利要求1或2所述的降冰片烯加聚衍生物，其特征在于，其为多取代降冰片烯加聚衍生物。

4.如权利要求1-3中任一项所述的降冰片烯加聚衍生物，其特征在于，其为高效合成含六元环的降冰片烯衍生物。

5.如权利要求1-4所述降冰片烯加聚衍生物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

a.前体合成；

b.钯催化；

c.纯化。

6.如权利要求5所述降冰片烯加聚衍生物的制备方法，其特征在于，具体步骤可以为：在无水无氧条件下，在100 ml的反应瓶中，依次加入5 mmol的反应底物，7 mmol的降冰片烯，2 mL的Et₃N，7 mL的DMF，2 mol %的醋酸钯，反应24 h，将反应物加水洗涤后，用乙酸乙酯萃取，分理出的有机相先后用5%的盐酸，5%的碳酸钾溶液，饱和食盐水洗涤，减压旋干，用柱层析得到所要的产物，即降冰片烯衍生物。

7.如权利要求5所述降冰片烯加聚衍生物的制备方法，其特征在于，步骤a包括如下步骤： 在无水无氧的条件下，将20 mmol 1,6二炔底物、48 mmol    (R=Cl、F、CH3、OCH3、H、CO2Et)、842 mg（1.2 mmol）的PdCl₂(PPh)₂和457.2 g（2.4 mmol）的CuI置于150 mL圆底烧瓶中，加入约100 mL的乙腈作溶剂；搅拌半小时后，在冰水浴的条件下，用恒压滴液漏斗滴加或针注16.8 mL（120 mmol）的三乙胺，加料完毕，反应10小时；拆除反应，用乙酸乙酯萃取；蒸去溶剂，用硅胶柱层析法分离提纯均得淡黄色固体，化合物1。 

8.如权利要求5或7所述降冰片烯加聚衍生物的制备方法，其特征在于，步骤b包括如下步骤：无水无氧条件下，在100 ml的反应瓶中，依次加入5 mmol的反应底物，7 mmol的降冰片烯，2 mL的Et₃N，7 mL的DMF，2 mol %的醋酸钯，在一定的反应温度下反应24 h，将反应物加水洗涤后，用乙酸乙酯萃取，分理出的有机相先后用5%的盐酸，5%的碳酸钾溶液，饱和食盐水洗涤，减压旋干，用柱层析得到所要的产物，化合物2。

9.如权利要求5，7，8中任一项所述降冰片烯加聚衍生物的制备方法，其特征在于，步骤c包括如下步骤：降冰片烯衍生物的粗产物加水洗涤后，用乙酸乙酯萃取，分离出的有机相先后用5%盐酸溶液，5%碳酸钾溶液，饱和食盐水洗涤，减压选干柱层析分离可得纯化后化合物2，即降冰片烯衍生物。

10.如权利要求5，7-9中任一项所述降冰片烯加聚衍生物的制备方法，其特征在于，步骤a中产物化合物1用核磁进行表征确定，或，步骤c中柱层析产率约为61%。 

说明书

技术领域

本发明涉及一种降冰片烯加聚衍生物及其制备方法, 特别属于用于合成六元环。

背景技术

根据1995年的美国医疗报告，在美国市场上超过80%的临床药物包含至少一个环。而在许多天然产物中，环状结构也是其必备要件之一。鉴于环状化合物的特殊重要性，如何去构筑环状结构引起了无数有机合成家和化学家积极思考，并且得出了一些很有效的方法。常见的合成环状化合物的方法有：

1）分子内亲核取代反应：开链化合物分子内环化

通过分子内的S_N2去构筑环状化合物，此种方法可以较有效的合成比较稳定的五元及六元环状化合物，但碱的浓度会影响反应的进行，并且伴随竞争性的消除反应，从而使反应的产率下降，且给产物的分离带来一定的麻烦。

2）环加成反应：两个或多个不饱和的化合物通过电子的重组形成环。其中最典型的就是狄尔斯－阿尔德反应：

狄尔斯-阿尔德反应是共轭双烯体系与烯或炔键发生环加成反应而得环己烯或1,4-环己二烯环系的反应。在这类反应中，与共轭双烯作用的烯和炔称为亲双烯体。亲双烯体上的吸电子取代基（如羰基、氰基、硝基、羧基等）和共轭双烯上的给电子取代基都有使反应加速的作用。 

狄尔斯-阿尔德反应有丰富的立体化学呈现，兼有立体选择性、立体专一性和区域选择性等。当双烯和亲双烯体两者都有适当的取代基，使反应可能发生不同区位而得到两种产物时，事实上只有一种是主要的。这种由共轭双烯与烯烃或炔烃反应生成六元环的反应，是有机化学合成反应中非常重要的碳碳键形成的手段之一，也是现代有机合成里常用的反应之一。

除此之外得到应用的环加成反应还有[2+2]环加成反应，可用于合成四元环。 

3）狄克曼缩合反应：二酯在碱作用下发生分子内缩合生成β-酮酯的反应。

在这个反应中，溶液中的碱首先夺取酯羰基的α-氢，生成碳负离子，由于碳负离子不稳定，就会进攻另一个羰基碳，发生加成反应，同时烷氧负离子离去。之后碱再夺取一个α-氢，不可逆地生成稳定的烯醇负离子，最后经酸处理得到产物。

4）罗宾逊成环反应：含活泼亚甲基的环酮与a,b-不饱和羰基化合物在碱存在下反应，形成一个二并六员环的环系： 

本反应分为两步，第一步是Micheal加成反应，第二步是羟醛缩合反应。 在反应开始时，由碱进攻一个羰基化合物生成的烯醇盐亲核进攻一个α,β-不饱和酮，发生迈克尔加成。生成的产物在强碱条件下随即进行分子内羟醛缩合，得到罗宾逊成环反应产物。

5）金属催化的碳氢键活化合成单环或多环化合物

通过碳氢键活化而进行的有机合成反应是近年来发展迅速的热门领域。通过碳氢键的活化，可以有效地实现碳碳键的形成，从而构筑比较复杂的化合物。因此碳氢键的直接官能团化反应由于具有多种突出的优点以及很大的挑战性，被誉为“化学的圣杯”，吸引越来越多科学家的关注。而最有效实现碳氢键活化的方法是过渡金属催化的交叉偶联反应。如Suzuki反应，Heck反应，Domino反应等，目前已经研究的很成熟。而在这些交叉偶联反应中，钯催化剂无疑起着至关重要的作用。如下所举的例子，正是通过钯催化剂的催化，分子内和分子间的Heck反应，实现炔键的碳氢键活化，一步形成三个新的碳碳键，形成了新的六元环化合物。从本质上节省了反应步骤，提高了原子的利用率。

综上所述的几种合成环状化合物的方法，由于环张力的存在，五元及六元由于其环张力较小而较易合成。

降冰片烯（NBE）是一种重要的环烯烃聚合单体，由于其结构的特殊性，它能够以三种不同的方式进行聚合反应，其反应所得到的产物性质也不同。最早开始对环烯烃催化聚合的研究要追溯到20世纪50年代，当时Anderson和Meckling利用TiCl₄-LiAlR₄体系催化NBE聚合得到开环聚合物，随后对降冰片烯研究大都是利用过度金属催化开环聚合得到弹性高聚物。降冰片烯加成聚物具有优异的电性能、极低的吸湿性、良好的热稳定性、较高的拉伸断裂值和低张力，对金属具有很好的粘连性，很强的抗紫外辐射能力，优异的光学性能，在卤代芳烃中具有良好的溶解性，被广泛应用于工业生产中。目前，世界上有4家企业实现了降冰片烯聚合工业化，分别是德国的Ticona公司、日本的Zeon公司、三井化学公司和JSR公司。

由此可见降冰片烯衍生物的合成具有较高实用价值和理论价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降冰片烯加聚衍生物及其制备方法，具体技术方案如下：

一种降冰片烯加聚衍生物，其结构式为：

所述的R可以为氢、直链烷基、支链烷基、氰基、氨基等以及其相应的衍生物。

进一步地，苯并环丁酮的结构式为：

即所述的R是氢。

进一步地，其为多取代降冰片烯加聚衍生物。

进一步地，其为高效合成含六元环的降冰片烯衍生物。

上述降冰片烯加聚衍生物的制备方法，包括如下步骤：

a.前体合成；

b.钯催化；

c.纯化。

进一步地，具体步骤可以为：在无水无氧条件下，在100 ml的反应瓶中，依次加入5 mmol的反应底物，7 mmol的降冰片烯，2 mL的Et₃N，7 mL的DMF，2 mol %的醋酸钯，反应24 h，将反应物加水洗涤后，用乙酸乙酯萃取，分理出的有机相先后用5%的盐酸，5%的碳酸钾溶液，饱和食盐水洗涤，减压旋干，用柱层析得到所要的产物，即降冰片烯衍生物。

进一步地，步骤a包括如下步骤：在无水无氧的条件下，将20 mmol 1,6二炔底物、48 mmol   (R=Cl、F、CH3、OCH3、H、CO2Et)、842 mg（1.2 mmol）的PdCl₂(PPh)₂和457.2 g（2.4 mmol）的CuI置于150 mL圆底烧瓶中，加入约100 mL的乙腈作溶剂；搅拌半小时后，在冰水浴的条件下，用恒压滴液漏斗滴加或针注16.8 mL（120 mmol）的三乙胺，加料完毕，反应10小时；拆除反应，用乙酸乙酯萃取；蒸去溶剂，用硅胶柱层析法分离提纯均得淡黄色固体，化合物1。 

进一步地，步骤b包括如下步骤：无水无氧条件下，在100 ml的反应瓶中，依次加入5 mmol的反应底物，7 mmol的降冰片烯，2 mL的Et₃N，7 mL的DMF，2 mol %的醋酸钯，在一定的反应温度下反应24 h，将反应物加水洗涤后，用乙酸乙酯萃取，分理出的有机相先后用5%的盐酸，5%的碳酸钾溶液，饱和食盐水洗涤，减压旋干，用柱层析得到所要的产物，化合物2。

进一步地，步骤c包括如下步骤：降冰片烯衍生物的粗产物加水洗涤后，用乙酸乙酯萃取，分离出的有机相先后用5%盐酸溶液，5%碳酸钾溶液，饱和食盐水洗涤，减压选干柱层析分离可得纯化后化合物2，即降冰片烯衍生物，

进一步地，步骤a中产物化合物1用核磁进行表征确定，或，步骤c中柱层析产率约为61%。

与目前现有技术相比，本发明提供了一种全新的降冰片烯加聚物的合成方法，生成一系列新的降冰片烯衍生物。相对于普通降冰片烯化合物，本方法制备的降冰片烯衍生物有羰基的存在，而无论从生产或理论的角度上看，酯类都占有极其重要的地位，许多酯类是重要的工业原料，以非常庞大的数量生产，有些是香料或者重要的产物，因此本发明所合成的降冰片烯衍生物在实际生活中还是有一定的用途。

从化学性能上以及在各种合成用途上讲，酯类都占有特殊的重要位置，往往它们是合成的开始原料。合成工作者都有这样一种认识，就是在分子中有了一个酯基或醛基，这个分子就变活了，分子就具有了容易受进攻的位置，以这个位置作起点，进行下一步的反应，因此本发明所合成的降冰片烯衍生物在理论研究中亦有一定的价值。

由此降冰片烯衍生物在有机合成领域的应用前景还是很广泛的。

附图说明

图1a, 图1b为降冰片烯加聚衍生物结构式

图2a, 图2b为本发明实施例的核磁共振氢谱

具体实施方式

下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。

一种降冰片烯衍生物，所述的降冰片烯衍生物其结构式为：

所述的R可以为氢、直链烷基、支链烷基、氰基、氨基等以及其相应的衍生物。

优选的苯并环丁酮的结构式为：

即所述的R是氢

本发明的制备方法为：a、前体合成、b、钯催化、c、纯化。

所述的a、前体合成为：

在无水无氧的条件下，将20 mmol 1,6二炔底物、48 mmol   (R=Cl、F、CH3、OCH3、H、CO2Et)、842 mg（1.2 mmol）的PdCl₂(PPh)₂和457.2 g（2.4 mmol）的CuI置于150 mL圆底烧瓶中，加入约100 mL的乙腈作溶剂。搅拌半小时后，在冰水浴的条件下，用恒压滴液漏斗滴加或针注16.8 mL（120 mmol）的三乙胺，加料完毕，反应10小时。拆除反应，用乙酸乙酯萃取。蒸去溶剂，用硅胶柱层析法分离提纯均得淡黄色固体，化合物1，产物用核磁进行表征确定

所述的b、钯催化为：

无水无氧条件下，在100 ml的反应瓶中，依次加入5 mmol的反应底物，7 mmol的降冰片烯，2 mL的Et₃N，7 mL的DMF，2 mol %的醋酸钯，在一定的反应温度下反应24 h，将反应物加水洗涤后，用乙酸乙酯萃取，分理出的有机相先后用5%的盐酸，5%的碳酸钾溶液，饱和食盐水洗涤，减压旋干，用柱层析（乙酸乙酯：石油醚=1:10）得到所要的产物，化合物2。

                              化合物1

化合物1                                   化合物2

所述的c、纯化为:

降冰片烯衍生物的粗产物加水洗涤后，用乙酸乙酯萃取，分离出的有机相先后用5%盐酸溶液，5%碳酸钾溶液，饱和食盐水洗涤，减压选干柱层析分离可得到我们需要的化合物2，即降冰片烯衍生物，柱层析产率约为61%。

在另一个优选的实施例中，降冰片烯衍生物的合成：如合成路线上所示：

a、前体合成：

在无水无氧的条件下，将20 mmol 1,6二炔底物、48 mmol   (R=Cl、F、CH3、OCH3、H、CO2Et)、842 mg（1.2 mmol）的PdCl₂(PPh)₂和457.2 g（2.4 mmol）的CuI置于150 mL圆底烧瓶中，加入约100 mL的乙腈作溶剂。搅拌半小时后，在冰水浴的条件下，用恒压滴液漏斗滴加或针注16.8 mL（120 mmol）的三乙胺，加料完毕，反应10小时。拆除反应，用乙酸乙酯萃取。蒸去溶剂，用硅胶柱层析法分离提纯均得淡黄色固体，化合物1，产物用核磁进行表征确定

所述的b、钯催化为：

无水无氧条件下，在100 ml的反应瓶中，依次加入5 mmol的反应底物，7 mmol的降冰片烯，2 mL的Et₃N，7 mL的DMF，2 mol %的醋酸钯，在一定的反应温度下反应24 h，得到降冰片烯衍生物粗产物。

c、纯化:

降冰片烯衍生物的粗产物加水洗涤后，用乙酸乙酯萃取，分离出的有机相先后用5%盐酸溶液，5%碳酸钾溶液，饱和食盐水洗涤，减压选干柱层析分离可得到我们需要的化合物2，即苯并环丁酮衍生物，柱层析产率约为61%。

降冰片烯衍生物的结构通过; ¹H NMR; ¹³C NMR; HRMS ;IR来测定。

降冰片烯衍生物: 

Dimethyl4,9-diphenyl-4a,5,6,7,8,8a-hexahydro-1H-5,8-methanocyclopenta[b]naphthalene-2,2(3H)-dicarboxylate

¹H NMR (300 MHz, CDCl₃): δ 7.28-7.37 (m, 10H; Ar-H), 3.80 (s, 6H; -O-CH₃ ), 3.26 (s, 4H; -CH₂-), 2.37-2.41 (t, J = 7.5 Hz, 2H; -CH-), 1.36-1.43 (m, 2H; -CH₂-), 1.25-1.32 (m, 2H; -CH-), 0.88-0.93 (m, 4H; -CH₂-); 

¹³C NMR (75 MHz, CDCl₃): δ 169.43, 131.72, 128.25,128.12, 123.06, 83.92, 83.86, 57.30, 53.15, 52.33, 25.94, 23.87, 20.38  ppm. 

FT-IR (KBr): 2955(board), 2374, 1740, 1490, 1435, 1292, 1209, 1072, 756 cm^-1;HRMS (APCI): m/z [M + H]⁺ calcd for C₄₆H₄₁O₈: 721.2723; found: 721.0302

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

一种降冰片烯加聚衍生物及其制备方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。