专利名称：：新型功能离子液体催化缩合芳香醛和活泼亚甲基化合物的方法
技术领域：
：本发明涉及一种高效、绿色的、以水为反应介质、以新型功能离子液体为催化剂的Knoevenagel縮合芳香醛与活泼亚甲基化合物的方法。
背景技术：
：Knoevenagel反应是有机合成中形成碳碳双键的非常有效的方法之一，常用于芳香醛与活泼亚甲基化合物的縮合。Knoevenagel縮合是以碱为催化剂，有机溶剂为反应介质的反应。通常使用的均相碱性催化剂主要包括伯胺、仲胺、铵盐、吡啶和哌啶等。縮合反应中使用的非均相催化剂有硅胶、氧化镁、氧化锌和树脂等。以上方法虽然取得了一些成果，但是这些方法或多或少存在着一些问题，如反应时间长、收率不高、反应后处理繁琐和一些有毒有害溶剂的使用。因此，开发高效、绿色的Knoevenagel縮合方法不仅具有重要的经济效益，而且还有良好的环境和社会效益。近几年来，功能离子液体为人们指出了探索环境友好的催化反应体系的重要方向。离子液体本身具有特殊的物化特性和热力学稳定性、溶解能力强、低挥发性、分子结构可调性等特点，使其成功应用于催化反应(用作溶剂或催化剂)，后处理简单，离子液体可以多次重复使用，表现出非常优异的特点。因此，利用新开发的功能离子液体催化Knoevenagel縮合反应是很有必要的。
发明内容本发明的目的是取代传统的碱催化Knoevenagel縮合芳香醛和活泼亚甲基化合物的方法，提供一种高效、环境友好的催化剂和反应介质，温和反应条件下实现Knoevenagel缩合。根据本发明，所述Knoevenagel縮合芳香醛和活泼亚甲基化合物的方法，包括以离子液体为催化剂，室温、常压下芳香醛和活泼亚甲基化合物法进行催化縮合反应5500分钟，过滤得到相应的縮合产物；其中，所述离子液体为<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中，所述芳香醛与活泼亚甲基化合物的摩尔比为i:ii:2。其中，所述离子液体的摩尔量为芳香醛的o.oii倍。其中，所述芳香醛为苯甲醛、对甲基苯甲醛、对甲氧基苯甲醛、邻甲氧基苯甲醛、对羟基苯甲醛、邻甲氧基苯甲醛、对硝基苯甲醛、对二甲氨基苯甲醛、对氯苯甲醛、3，4-二氯苯甲醛、2，4-二氯苯甲醛、2-呋喃醛、或3-吡啶醛。亲核活泼亚甲基化合物为丙二腈和氰乙酸乙酯。其中，所述反应介质为水，且水的毫升体积量为芳香醛毫摩尔摩尔量的0.120倍。反应结束后，直接过滤所得固体为产品，无需进一步分离纯化，滤液无需任何处理直接用于下一批次反应，滤液(含离子液体的水相)重复使用io次，未发现反应收率下降。本发明提供的利用新型离子液体催化縮合芳香醛和活泼亚甲基化合物的方法，是通过以下途径来实现的本发明所使用的新型功能离子液体的制备过程(已另行申请专利)将羧酸(乳酸、乙酸、正丙酸和正丁酸)滴加到等摩尔量的DBU中，滴加时反应温度控制在l(TC以下，O.5-2小时滴完，室温机械搅拌24小时，60-8(TC真空干燥5-10小时，得到淡黄色透明液体。制备的离子液体用^NMR，13CNMR结构确认。四种离子液体分别为所述离子液体为-简称为[DBU][Lac]，[Ac]，为[DBU][Pr]，.简称为[腳][n-Bu]。Knoevenagel縮合产物制备过程是在装有磁力搅拌装置的三口烧瓶中，依次加入芳香醛、丙二腈或氰乙酸乙酯、水和离子液体。其中芳香醛与活泼亚甲基化合物的摩尔比为1:i-i:2，离子液体与芳香醛的摩尔比为o.oi:i-i:i，水的体积量(毫升)为芳香醛摩尔量(毫摩尔)的o.l-20倍。室温搅拌5-500分钟，薄层色谱(TLC)跟踪反应进度。反应结束后，过滤，所得滤饼无需纯化，真空干燥后即为产品，滤液(含离子液体的水相)中直接加入芳香醛和活泼亚甲基化合4物，无需补加新鲜离子液体，滤液重复使用10次，未见收率下降。该法操作简单、收率高、催化反应体系可重复使用性好、反应条件温和，具有良好的工业化前景。具体实施例方式以下将结合实施例对本发明做进一步说明，本发明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。实施例1将苯甲醛(5mmo1)、丙二腈(6mmo1)、4mL水、0.25mmo1乳酸离子液体[DBU][Lac]依次加入到50mL单口瓶中，室温搅拌20分钟TLC检测，原料消失，过滤，真空干燥滤饼得至lj产品，收率96%，含量98%。2-(Phenylmethylene)-malo丽itrile:whitesolid卿79-80°C;1！1NMR(400MHz，CDC13)(ppm):7.91(d，2H，J=7.6Hz，ArH)，7.79(s，1H，C=CH)，7.64(t，1H，J=7.6Hz，ArH)，7.27(t，2H，J=7.6Hz，ArH)，7.27(t，2H，J=7.6Hz，ArH);13CNMR(100MHz，CDC13)(ppm):160.0，134.6，130.9，130.7，129.6，113.7，112.5，82.7.实施例2将对甲基苯甲醛(5mmol)、丙二腈(6mmo1)、4mL水、0.25mmo1正丙酸离子液体[DBU][Pr]依次加入到50mL单口瓶中，室温搅拌20分钟TLC检测，原料消失，过滤，真空干燥滤饼得到产品，收率97%，含量98%。2-(4-Methylphenylmethylene)malononitrile:whitesolid;mp134—135°C,HNMR(400MHz，CDC13)(ppm):7.82(d，2H，J=8Hz，ArH)，7.73(s，1H，C=CH)，7.34(d，2H，J=8Hz，ArH)，2.46(s，3H，CH3);13CNMR(100MHz，CDC13)(ppm):159.8，146.4，130.9，130.3，128.4，114.0，112.8，81.1，22.0.实施例3将对硝基苯甲醛(5mmo1)、丙二腈(6mmo1)、4mL水、0.25mmo1乙酸离子液体[DBU][Ac]依次加入到50mL单口瓶中，室温搅拌15分钟，TLC检测，原料消失，过滤，真空干燥滤饼得至lj产品，收率95%，含量97%。2-(4-Nitrophenylmethylene)malo丽itrile:yellowsolid;mp136-138°C,HNMR(400MHz，CDC13)(ppm):8.46(s，1H，C=CH)，8.32-8.29(d，1H，m，ArH)，7.91-7.88(m，1H，ArH)，7.84-7.80(m，2H，ArH);13CNMR(100MHz，CDC13)(ppm):158.9，146.7，134.9，133.4，130.4，126.6，125.8，112.2，110.9,88.4.实施例4将对二甲氨基苯甲醛(5mmol)、丙二腈(6mmo1)、4mL水、0.25mmol正丙酸离子液体[DBU][Pr]依次加入到50mL单口瓶中，室温搅拌300分钟，TLC检测，原料消失，过滤，真空干燥滤饼得到产品，收率95%，含量98%。2-(4-N，N-dimethylphenyl)malononitrile:whitesolid;mp180_182°C,HNMR(400MHz，CDC13)(ppm):7.81(d，2H，J=9.2Hz，ArH)，7.46(s，1H，C=CH)，6.69(d，2H，J=9.2Hz，ArH)，3.14(s，6H，CH3);13CNMR(100MHz，CDC13)(ppm):158.0，154.2，133.8，119.2，116.0，115.0，111.5，71.6，40.1.实施例5将对甲氧基苯甲醛(5mmol)、丙二腈(6mmo1)、4mL水、0.25mmol正丁酸离子液体[DBU][n-Bu]依次加入到50mL单口瓶中，室温搅拌30分钟，TLC检测，原料消失，过滤，真空干燥滤饼得到产品，收率95%，含量99%。2-(4-Methyoxyphenylmethylene)malononitrile:yellowsolid;mp110_112°C;1！1NMR(400MHz，CDC13)(卯m):7.91(d，2H，J=8.8Hz，ArH)，7.66(s，1H，C=CH)，7.01(d，2H，J=8.8Hz，ArH)，3.92(s，3H，0CH3);13CNMR(lOOMHz，CDC13)(ppm):164.8，158.9，133.4，123.9，115.1，114.4，113.3，78.4，55.8.实施例6将对甲基苯甲醛(5mmol)、氰乙酸乙酯(6mmo1)、4mL水、0.25mmol乳酸离子液体[DBU][Lac]依次加入到50mL单口瓶中，室温搅拌240分钟，TLC检测，原料消失，过滤，真空干燥滤饼得到产品，收率96%，含量98%。Ethyl(E)-2-cyano-3-(4-methylphenyl)_2_propenoate:whitesolid;mp92_93°C,HNMR(400MHz,CDC13)(ppm):8.22(s，1H，C=CH)，7.90(d，2H，J=8Hz，ArH)，7.30(d，2H，J=8Hz，ArH);13CNMR(100MHz，CDC13)(ppm):162.7，155.0，144.6，131.2，130.0，128.8，115.7，101.4，62.5，21.8，14.1.实施例7将对硝基苯甲醛(5mmol)、氰乙酸乙酯(6mmo1)、4mL水、0.25mmol乙酸离子液体[DBU][Ac]依次加入到50mL单口瓶中，室温搅拌60分钟，TLC检测，原料消失，过滤，真空干燥滤饼得到产品，收率96%，含量98%。Ethyl(E)-2-cyano-3-(4-nitrophenyl)-2-propenoate:paleyellowsolid;mp168-171°C,HNMR(400MHz,CDC13)(ppm):8.35(d，2H，J=8.4Hz，ArH)，8.31(s，1H，C=CH)，8.14(d，2H，J=8.4Hz，ArH)，4.43(q，2H，J=7.2Hz，CH2)，1.42(t，3H，J=7.2Hz，CH3);13CNMR(100MHz，CDC13)(ppm):161.4，151.7，149.6，136.9，131.1，124.3，114.5，107.3，63.3，14.1.实施例8将对氯苯甲醛(5mmol)、氰乙酸乙酯(6mmo1)、4mL水、0.25mmol乳酸离子液体[DBU][Lac]依次加入到50mL单口瓶中，室温搅拌300分钟，TLC检测，原料消失，过滤，真空干燥滤饼得到产品，收率95%，含量98%。Ethyl(E)-2-cyano-3-(4-chlorophenyl)-2-propenoate:whitesolid;mp89_90°C,HNMR(400MHz,CDC13)(ppm):8.20(s，1H，C=CH)，7.94(d，2H，J=8.8Hz，ArH)，7.48(d，2H，J=8.8Hz，ArH)，4.39(q，2H，J=7.2Hz，CH2)，1.40(t，3H，J=7.2Hz，CH3);13CNMR(lOOMHz，CDC13)(ppm):162.2，153.4，139.5，132.2，129.8，129.6，115.2，103.4，62.8，14.1.实施例9将3，4-二氯苯甲醛(5mmo1)、氰乙酸乙酯(6mmo1)、4mL水、0.25mmol乙酸离子液体[DBU][Ac]依次加入到50mL单口瓶中，室温搅拌480分钟，TLC检测，原料消失，过滤，真空干燥滤饼得到产品，收率93%，含量97%。Ethyl(E)-2-cyan0-3-(3，4-dichlorophenyl)-2-propenoate:whitesolid卿128-130°C;1！1腿(400MHz，CDC13)(ppm):8.15(s，1H，C=CH)，8.01(d，1H，J=1.6Hz，ArH)，7.91—7.88(m，1H，ArH)，7.59(d，1H，J=8.4Hz，ArH)，4.40(q，2H，J=7.2Hz，CH2)，1.40(t，3H，J=7.2Hz，CH3);13CNMR(lOOMHz，CDC13)(ppm):161.7，151.8，137.5，133.7，132.6，131.2，131.1，129.2，114.7，104.7，62.9，14.0.实施例10将2，4-二氯苯甲醛(5mmo1)、氰乙酸乙酯(6mmo1)、4mL水、0.25mmol正丙酸离子液体[DBU][Pr]依次加入到50mL单口瓶中，室温搅拌400分钟，TLC检测，原料消失，过滤，真空干燥滤饼得到产品，收率95%，含量97%。Ethyl(E)-2-cyan0-3-(2，64-dichlorophenyl)-2-propenoate:whitesolid卿81-82°C;1！1腿(400MHz，CDC13)(卯m):8.61(s，lH，C=CH)，8.20(d，1H，J=8.8Hz，ArH)，7.53(d，1H，J=1.6Hz，ArH)，7.41-7.39(m，1H，ArH)，4.40(q，2H，J=7.2Hz，ArH)，1.41(t，3H，J=7.2Hz，CH3);13CNMR(100MHz，CDC13)(ppm):161.5，149.6，139.3，137.2，130.4，130.2，128.2，127.9，114.6，106.3，63.0，14.0.实施例11将苯甲醛(5mmo1)、氰乙酸乙酯(6mmo1)、4mL水、0.25mmol正丁酸离子液体[DBU][n-Bu]依次加入到50mL单口瓶中，室温搅拌20分钟TLC检领"原料消失，过滤，真空干燥滤饼得至U产品，收率96%，含量98%oEthyl(E)-2-cy咖-3-phenyl-2-prope丽te:whitesolid;mp47_48°C,HNMR(400MHz，CDC13)(ppm):8.36(s，1H，C=CH)，8.00(d，2H，J=7.6Hz，ArH)，7.59-7.49(m，3H，ArH)，4.39(q，2H，J=7.2Hz，CH2)，1.4(t，3H，J=7.2Hz，CH3);13CNMR(100MHz，CDC13)(ppm):162.4，155.0，133.3，131.4，131.0，129.2，115.5，102.9，62.7，14.1.实施例12将邻甲氧基苯甲醛(5mmol)、丙二腈(6mmo1)、4mL水、0.25mmol乳酸离子液体[DBU][Lac]依次加入到50mL单口瓶中，室温搅拌20分钟TLC检测，原料消失，过滤，真空干燥滤饼得到产品，收率95%，含量98%。2-(2-Methyoxyphenylmethylene)malononitrile:yellowsolid;mp82—84°C,HNMR(400MHz,CDC13)(ppm):8.31(s，lH，C=CH)，8.18(d，1H，J=7.6Hz，ArH)，7.62-7.57(m，1H，ArH)，7.08(t，1H，J=7.6Hz，ArH)，6.99(d，1H，J=8.8Hz，ArH)，3.93(s，3H，0CH3);13CNMR(100MHz，CDC13)(ppm):158.9，154.4，136.5，128.8，121.1，120.1，114.3，112.9，111.4，81.2，55.9.实施例13将对羟基苯甲醛(5mmo1)、氰乙酸乙酯(6mmo1)、4mL水、0.25mmol正丁酸离子液体[DBU][n-Bu]依次加入到50mL单口瓶中，室温搅拌200分钟TLC检测，原料消失，过滤，真空干燥滤饼得到产品，收率93%，含量97%。Ethyl(E)-2-cyano-3-(4-hydroxylphenyl)-2-propenoate:paleyellowsolid卿168_171°C;1！1腿(400MHz，CDC13)(ppm):10.5(s，1H，OH)，8.19(s，1H，C=CH)，7.92(d，2H，J=8.OHz，ArH)，6.98(d，2H，J=8.OHz，ArH)，4.43(q，2H，J=7.2Hz，CH2)，1.42(t，3H，J=7.2Hz，CH3);13CNMR(lOOMHz，CDC13)(ppm):165.4，153.7，149.6，137.9，131.1，124.3，116.5，109.3，65.1，15.4.实施例14将2-呋喃醛(5mmol)、氰乙酸乙酯(6mmo1)、4mL水、0.25mmol正丁酸离子液体[DBU][Lac]依次加入到50mL单口瓶中，室温搅拌180分钟TLC检测，原料消失，过滤，真空干燥滤饼得到产品，收率96%，含量98%。Ethyl(E)-2-cyano-3-(2-furyl)-2-propenoate:whitesolid;mp91—92。C;1！1NMR(400MHz，CDC13)(ppm):8.02(s，1H，C=CH)，7.76(d，1H，J=1.2Hz，furyl)，7.40(d，1H，J=3.6Hz，furyl)，6.67-6.66(m，1H，furyl)，4.36(q，2H，J=7.2Hz，CH2)，1.38(t，3H，J=7.2Hz，CH3);13CNMR(lOOMHz，CDC13)(ppm):157.5，143.6，143.2，134.4，116.7，110.2，108.8，93.5，57.5，9.1.实施例15将3-吡啶醛(5mmol)、氰乙酸乙酯(6mmo1)、4mL水、0.25mmol正丁酸离子液体7[DBU][Lac]依次加入到50mL单口瓶中，室温搅拌180分钟TLC检领"原料消失，过滤，真空干燥滤饼得到产品，收率97%，含量98%。Ethyl(E)-2-cyano-3-(3-pyridyl)-2-propenoate:yellowsolid;mp76—78°C,HNMR(400MHz,CDC13)(ppm):8.95(d，1H，J=2Hz，pyridyl)，8.76(d，1H，J=7.2Hz，pyridyl)，8.59-8.57(m，1H，pyridyl)，8.27(s，1H，C=CH)，4.41(q，2H，J=7.2Hz，CH2)，1.42(t，3H，J=7.2Hz，CH3);13CNMR(100MHz，CDC13)(ppm):161.6，153.3，152.8，151.2，135.8，127.4，123.9，114.8，105.5，62.9，14.0。实施例16向实施例1中的滤液依次加入将苯甲醛(5mmo1)、丙二腈(6mmo1)，室温搅拌20-30分钟TLC检测，原料消失，过滤，真空干燥滤饼得到产品，收率95X，含量98X。滤液(催化反应体系)重复使用10次，未发现收率下降，具体见表1。2-(Phenylmethylene)-malononitrile:whitesolid;mp79_80°C,HNMR(400MHz,CDC13)(ppm):7.91(d，2H，J=7.6Hz，ArH)，7.79(s，1H，C=CH)，7.64(t，1H，J=7.6Hz，ArH)，7.27(t，2H，J=7.6Hz，ArH)，7.27(t，2H，J=7.6Hz，ArH);13CNMR(100MHz，CDC13)(ppm):160.0，134.6，130.9，130.7，129.6，113.7，112.5，82.7.表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>需要说明的是，上述
发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换、或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。权利要求一种Knoevenagel缩合芳香醛和活泼亚甲基化合物的方法，其特征在于，所述方法包括以离子液体为催化剂，室温、常压下芳香醛和活泼亚甲基化合物法进行催化缩合反应，得到相应的缩合产物；其中，所述离子液体为F200810167604XC0000011.tif2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述芳香醛与活泼亚甲基化合物的摩尔比为i:ii:2。3.如权利要求i所述的方法，其特征在于，所述离子液体的摩尔量为芳香醛的o.oii倍。4.如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述芳香醛为苯甲醛、对甲基苯甲醛、对甲氧基苯甲醛、邻甲氧基苯甲醛、对羟基苯甲醛、邻甲氧基苯甲醛、对硝基苯甲醛、对二甲氨基苯甲醛、对氯苯甲醛、3，4-二氯苯甲醛、2，4-二氯苯甲醛、2-呋喃醛、或3-妣啶醛。5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述活泼亚甲基化合物为丙二腈和氰乙酸乙酯。6.如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述反应介质为水，且水的体积量(毫升)为芳香醛摩尔量(毫摩尔)的0.120倍。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，反应时间为5500分钟。8.如权利要求1或7所述的方法，其特征在于，反应结束后过滤，滤液直接作为催化反应体系重复多次使用。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述滤液包括离子液体的水相。全文摘要本发明涉及一种绿色、高效缩合芳香醛和活泼亚甲基化合物的方法。所述方法包括以离子液体为催化剂，室温、常压下芳香醛和活泼亚甲基化合物法进行催化缩合反应，过滤得到相应的缩合产物水为反应介质，室温搅拌，反应完成直接过滤得到产品，包含离子液体水相的滤液可作为催化反应体系10次重复使用，未见反应收率下降。该法操作简单、收率高、催化反应体系可重复使用性好、反应条件温和，具有良好的工业化前景。文档编号C07C255/00GK101723852SQ20081016760公开日2010年6月9日申请日期2008年10月20日优先权日2008年10月20日发明者刘泺,叶伟东,吴国锋,应安国,张国钧,张开元,钱胜,陈建辉,陈新志申请人:浙江医药股份有限公司新昌制药厂;浙江大学