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1、(10)申请公布号 CN 103145600 A (43)申请公布日 2013.06.12 CN 103145600 A *CN103145600A* (21)申请号 201310070119.1 (22)申请日 2013.03.06 C07D 207/34(2006.01) C07D 409/04(2006.01) C07D 207/36(2006.01) (71)申请人 东北师范大学 地址 130024 吉林省长春市人民大街 5268 号 (72)发明人 毕锡和 刘建全 (74)专利代理机构 长春市东师专利事务所 22202 代理人 刘延军 赵军 (54) 发明名称 一种银催化的多取代吡咯。
2、类化合物的合成方 法 (57) 摘要 本发明涉及一种合成多取代的吡咯类化合 物的制备方法, 由炔和异氰作为原料, 在碳酸 银催化下合成多取代吡咯类化合物。合成方 法操作简单, 原料和试剂易得, 能同时引入多 个取代基, 产物易分离纯化, 适用于合成多重 多取代的吡咯类化合物。其反应方程式如下 : 。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 7 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书7页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103145600 A CN 103145600 A *CN103145600A* 1/1 页 2 。
3、1. 一种银催化的多取代吡咯类化合物的合成方法, 其特征是其反应方程式如下 : 其中, R1为芳基、 杂芳基, R2为氢, 芳基, 酯基, R3为酯基, 芳基, 具体步骤是向容器中加入 1,2- 二氯乙烷、 1,4- 二氧六环、 N, N- 二甲基甲酰胺、 氯仿其 中之一的溶剂, 加入摩尔比为 1 : 1.5 的炔与异氰, 加入相对炔与异氰 1 : 1.5 摩尔比为 0.1 的催化剂碳酸银搅拌均匀后, 将其放入 20-100 C 油浴中搅拌。 2. 按照权利要求 1 所述的一种银催化的多取代吡咯类化合物的合成方法, 其特征是溶 剂为 1,4- 二氧六环, 反应温度为 80 C。 权 利 要 求。
4、 书 CN 103145600 A 2 1/7 页 3 一种银催化的多取代吡咯类化合物的合成方法 技术领域 0001 本发明属于有机合成化学技术领域, 本发明涉及一种多取代吡咯类化合物的合成 方法。 背景技术 0002 0002 吡咯衍生物单体是一类重要的五元氮杂环化合物作为精细化工产品的重 要中间体 , 在医药、 食品、 农药、 日用化学品、 涂料、 纺织、 印染、 造纸、 感光材料、 高分子材 料等领域有着广泛的用途 . 然而从天然物质中往往只能分离得到极少量的吡咯化合物, 而且花费昂贵, 这些物质的人工合成因此而具有特别重要的意义 当前 , 所以发展吡咯 环的合成方法一直是有机合成化学的。
5、重要研究课题之一 (Comprehensive Heterocyclic Chemistry III2008, 3, pp 45-268.; Nat. Prod. Rep., 2006, 23, 517-531.; ARKIVOC2007, 10, 121-141.) 。 到目前为止已经发展的方法包括 : Knorr合成、 Hantzsch反 应、 Paal-Knorr 缩合反应、 还原偶联反应、 氮杂 Wittig 反应、 多组分偶联方法学以及其它的 多步操作反应等。异腈与炔的 3+2 型环合反应是一条简便的合成高度官能化的吡咯类化 合物的方法, 该反应底物简单易得作为有机合成子, 一步反应。
6、制备高度官能化的吡咯类化 合物。虽然异腈与炔合成吡咯的反应在文献曾经被报道 (Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 5664 5667.; J. Am. Chem. Soc,2005, 127, 92609266.;Chem. Eur. J. 2009, 15, 227 236) 。 但是这些公开的催化体系还有一些缺陷, 例如 : 底物范围窄, 反应条件苛 刻, 产物产率低等, 不符合原子经济性, 缺乏实用价值。 0003 近年来, 银催化的有机化学反应成为了当前有机化学研究的热点方向之一, 多种 银催化的化学反应已经被报道, 比如碳-碳偶联反应、 碳-杂原子偶联反应。
7、、 分子内反应、 多 组分反应等 (J. Org. Chem. 1997, 62, 7926-7936.; ) 。随着全球生态环境的急剧恶化, 如何实现可持续发展已成为人类面临的重大问题, 以从源头上消除污染、 节省资源为核心 的绿色化学研究已经成为解决日益严峻的生态环境问题的强有力手段 (Energy Environ. Sci.2009, 2, 1038-1049.) 。异腈与炔的 3+2 型环合反应具有环境友好、 价格低廉等优 点, 这些优点使其特别适合作为化学工业生产。 0004 本发明的目的是提供多代的炔烯与异腈反应制备多取代的吡咯类化合物的方法 3+2 型环合反应, 使用简单、 易得。
8、的工业原料化合物炔化合物在温和的条件下, 与异腈反 应, 一步合成多取代的吡咯类化合物, 提供一种价格低廉、 环境友好的合成方法, 更加简便、 高效地合成高度官能化的吡咯类化合物。 0005 本发明提供一种多取代的吡咯类化合物的制备方法。 在本发明里我们利用炔与异 腈 3+2 的环合反应, 制备了一系列多取代的吡咯类化合物。 0006 本发明所涉及的合成高度官能化的吡咯类化合物, 其反应方程式如下 : 说 明 书 CN 103145600 A 3 2/7 页 4 包括将炔 1 与异腈 R3CH2-NC 加热到 80oC 在非水溶剂中反应得到多取代的吡咯类化合 物 3, 其中, R1为芳基、 杂。
9、芳基, R2为氢, 芳基, 酯基, R3为酯基, 芳基。用本发明方法可以高效 地得到高纯度的多取代的吡咯类化合物。 0007 本发明的高度官能化的吡咯类化合物的制备方法具体过程可表示如下 : 在一定的反应温度和溶剂和催化剂中, 从炔和异氰为原料合成多取代吡咯 3。 0008 相对于炔, 异氰的量是 1 用量的 1.5 倍。反应温度为 20-100 C, 以 80 C 为最 佳。溶剂可以选择 1,2- 二氯乙烷、 1,4- 二氧六环、 N, N- 二甲基甲酰胺、 、 氯仿, 以极性非质 子性溶剂 1,4- 二氧六环最好, 催化剂为碳酸银。 0009 具体实施步骤是向 25mL 的耐压管中加入加入。
10、 1,4- 二氧六环 (4 mL) 、 炔 (1.0 mmol) 和异氰乙酸乙酯 (0.16 mL, 1.5 mmol) , 加入碳酸银 (0.03 g , 0.1 mol) 搅拌均匀后, 将其放入 80 C 油浴中搅拌。TLC 检测底物消失, 反应结束。 0010 本发明具有操作简单, 原料和试剂易得, 条件温和, 反应体系绿色环保, 产物易分 离纯化, 适用于合成各种高度官能化的吡咯类化合物, 特别适用于大规模的工业生产, 可以 高效、 高收率地制得高纯度的吡咯类化合物。 0011 附图说明 0012 图 1 为吡咯 3a 的 1H-NMR 的核磁共振谱 ; 图 2 为吡咯 3a 的 13。
11、C-NMR 的核磁共振谱 ; 图 3 为吡咯 3k 的 1H-NMR 的核磁共振谱 ; 图 4 为吡咯 3k 的 13C-NMR 的核磁共振谱。 0013 具体实施方式 0014 下面的实施例将有助于说明本发明, 但是不局限其范围。 0015 实施例 1 1) 吡咯衍生物 3a 的制备 向带有磁力搅拌装置的 25 mL 耐压管中加入 1,4- 二氧六环 (4 mL) 、 炔 1a(0.11 mL, 说 明 书 CN 103145600 A 4 3/7 页 5 1.0 mmol) 和异氰乙酸乙酯 2a(0.16 mL, 1.5 mmol) , 加入碳酸银 (0.03 g , 0.1 mol) 搅。
12、 拌均匀后, 将其放入 80 C 油浴中继续搅拌。TLC 检测底物消失, 反应结束。将反应液倾入 饱和氯化钠水溶液中 (10 mL) , 用二氯甲烷 (310 mL) 萃取, 合并有机相, 然后用水 (310 mL) 反洗有机相, 经过无水氯化钙干燥、 抽虑、 减压蒸馏等步骤得到粘稠的固体, 最后经过硅 胶柱层析 (洗脱液为 V石油醚 : V乙酸乙酯 = 10 :1) 得到白色固体 , 经过 NMR、 MS 证实为吡咯衍 生物 3a, 其收率为 76%。 0016 谱图解析数据 3a : 1H NMR (500 MHz, CDCl 3) 1.16 (t, J = 7.5 Hz, 3H), 4.。
13、17 (q, J = 14.0, 7.0 Hz, 2H), 6.27 (t, J = 2.5 Hz, 1H), 6.85 (t, J = 2.5 Hz, 1H), 7.16-7.30 (m, 3H), 7.49 ( d, J = 7.0 Hz, 2H), 9.26 (s, 1H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) 14.1, 60.2, 112.4, 118.0, 121.7, 126.8, 127.5, 129.5, 131.9, 135.1, 161.1; HRMS (ESI) m/z calculated for C13H14NO2 M+H+ : 216.1018, f。
14、ound: 216.1019. 实施例 2 用 1b 代替实例 1 中的 1a, 温度为 25 C, 其他条件同实例 1, 实验结果见表 1. 谱图解析数据 2b : 1H-NMR (500 MHz, CDCl 3) 1.28 (t, J = 7.5 Hz, 3H), 2.40 (s, 3H ), 4.29 (q, J = 14.0, 7.0 Hz, 2H), 6.35 (t, J = 2.5 Hz, 1H), 6.93 (t, J = 2.5 Hz, 1H), 7.20-7.25 (m, 3H), 7.49 ( d, J = 7.0 Hz, 2H), 9.41 (s, 1H); 13C NM。
15、R (CDCl3, 125 MHz) 14.1, 21.1, 60.2, 112.3, 117.9, 128.3, 129.3, 132.0, 132.1, 136.5, 161.2; HRMS (ESI) m/z calculated forC14H15NO2 M+H+ : 230.1116 found: 230.1188. 实施例 3 用 1c 代替实例 1 中的 1a, 温度为 95 C, 其他条件同实例 1, 实验结果见表 1. 谱图解析数据 3c : 1H NMR (500 MHz, CDCl 3) 1.36 (t, J = 7.5 HZ, 3H), 3.7(s, 1H), 4.35。
16、 (q, J = 14.0, 7.0 Hz, 2H), 4.76 (d, J = 7.0 Hz, 2H) , 6.23 (t, J = 2.5 Hz, 1H), 6.82 (t, J = 2.5 Hz, 1H), 9.48 (s, 1H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) 14.3, 58.3, 60.2, 110.7, 119.0, 121.7, 132.8, 161.3; HRMS (ESI) m/z calculated for C8H12NO3 M+H+ : 170.0812, found: 170.0820. 说 明 书 CN 103145600 A 5 4/7 页。
17、 6 实施例 4 用 1d 代替实例 1 中的 1a, 其他条件同实例 1, 实验结果见表 1. 谱图解析数据 3d : 1H NMR (500 MHz, CDCl 3) 0.95 (t, J = 7.0 Hz, 3H), 1.34 (t, J = 7.5 Hz, 3H), 1.60 (m, 2H), 2.76 (t, J = 7.5 Hz, 2H), 4.31(q, J = 14 Hz , J = 3.5 Hz 2H), 6.11 (t, J = 2.5 Hz, 1H), 6.82 (s, 1H), 9.18 (s, 1H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) 13.9, 1。
18、4.3, 23.8, 28.9, 59.8, 111.3, 118.8, 121.5, 133.0, 161.7; HRMS (ESI) m/z calculated for C10H16NO2 M+H+ : 182.1176 found: 182.1179. 实施例 5 用 1e 代替实例 1 中的 1a, 其他条件同实例 1, 实验结果见表 1 谱图解析数据 3e : 1H NMR (500 MHz, CDCl 3) 1.37 (t, J = 7.5 HZ, 3H), 2.63 (s, 1H), 4.37 (q, J = 14.0, 7.0 Hz, 2H), 6.62 (t, J = 2.。
19、5 Hz, 1H), 6.86 (t, J = 2.5 Hz, 1H), 9.46 (s, 1H); 13C NMR (CDCl 3, 125 MHz) 14.2, 30.8, 61.2, 112.9, 120.9, 121.4, 129.9, 159.9, 196.8; HRMS (ESI) m/z calculated for C9H12NO3 M+H+ : 182.0812 found: 182.0811. 实施例 6 用 1e 代替实例 1 中的 1a, 其他条件同实例 1, 实验结果见表 1. 谱图解析数据 3f : 1H NMR (500 MHz, CDCl 3) 0.59-0.6。
20、3 (m, 2H), 0.94-0.98 (m, 1H), 1.35 (t, J = 7.5 Hz, 3H), 2.55-2.6 (m, 1H), 4.35 (q, J = 14.0, 7.0 Hz, 2H), 5.78 (t, J = 2.5 Hz, 1H), 6.79 (t, J = 2.5 Hz, 1H), 8.91 (s, 1H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) 7.8, 9.2, 14.4, 59.9, 66.9, 106.0, 119.5, 122.0, 135.4, 161.8; HRMS (ESI) m/z calculated for C10H14NO2 。
21、M+H+ :180.1019, found: 180.1027. 说 明 书 CN 103145600 A 6 5/7 页 7 实施例 7 用 1g 代替实例 1 中的 1a, 其他条件同实例 1, 实验结果见表 1. 谱图解析数据 3g : 1H NMR (500 MHz, CDCl 3) 1.34 (m, 3H), 4.37 (m, 2H), 6.45 (t, J = 2.5 Hz, 1H), 6.87 (t, J = 2.5 Hz, 1H), 7.03-7.06 (m, 1H), 7.23-7.27 (m, 1H), 7.52-7.54 (m, 1H), 9.33 (s, 1H); 13。
22、C NMR (CDCl3, 125 MHz) 14.3, 60.4, 112.1, 117.6, 121.8, 124.3, 124.7, 126.7, 126.9, 136.6, 160.7; HRMS (ESI) m/z calculated for C11H12NO2S M+H+ : 222.0583 found: 222.0583. 实施例 8 用 1h 代替实例 1 中的 1a, 2b 代替实例 1 中的 2a 其他条件同实例 1, 实验结果见表 1. 谱图解析数据 3h : 1H NMR (500 MHz, CDCl 3) 1.23 (t, J = 7.5 HZ, 3H), 4.1。
23、8 (q, J = 14.0, 7.0 Hz, 2H), 6.70-6.73 (m, 1H), 7.32-7.39 (m, 1H), 7.55(d, J = 7.5 Hz, 2H), 8.57 (s, 1H); 13C NMR (CDCl 3, 125 MHz) 14.2, 59.6, 112.1, 112.2, 117.6, 128.0, 128.2, 128.9, 132.1, 137.0, 165.0; HRMS (ESI) m/z calculated for C9H12NO3 M+H+ : 216.0252 found: 216.0257. 实施例 9 用 1h 代替实例 1 中的 。
24、1a, 2c 代替实例 1 中的 2a 其他条件同实例 1, 实验结果见表 1 谱图解析数据 3h : 1H NMR (500 MHz, CDCl 3) 1.26 (t, J = 7.5 HZ, 3H), 4.23 (q, J = 14.0, 7.0 Hz, 2H), 6.72 (t, J =2.5 Hz, 1H), 6.92 (t, J = 2.5 Hz, 1H), 7.27 (d, J = 8 Hz , 2H), 7.91(d, J = 8 Hz, 2H), 10.49 (s, 1H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) 14.1, 21.6, 60.5, 114.3, 1。
25、18.8, 121.3, 128.0, 129.3, 129.9, 137.9, 144.4, 161.9; HRMS (ESI) m/z calculated for C14H16NSO4 M+H+ : 294.0795 found: 294.0797. 说 明 书 CN 103145600 A 7 6/7 页 8 实施例 10 用 1j 代替实例 1 中的 1a, 其他条件同实例 1, 实验结果见表 1. 谱图解析数据 3j : 1H NMR (500 MHz, CDCl 3) 1.10 ( m, 3H ), 1.22 (t, J = 7.5 HZ, 3H), 4.23 (m, 4H), 。
26、7.29-7.35 (m, 5H), 7.56 (d, J = 3.5 Hz, 1H), 9.88 (s, 1H); 13C NMR (CDCl3, 125 MHz) 13.7, 13.9, 59.7, 60.5, 117.0, 120.9, 126.9, 127.0, 130.0, 132.3, 133.8, 161.1, 163.8; HRMS (ESI) m/z calculated for C16H18NO4 M+H+ : 288.1230 found: 288.1242. 实施例 11 用 1k 代替实例 1 中的 1a, 其他条件同实例 1, 实验结果见表 1. 谱图解析数据 3k。
27、 : 1H NMR (500 MHz, CDCl 3) 0.96 (t, J = 7.5 HZ, 3H), 1.38 (t, J = 7.5 HZ, 3H), 1.64 (q, J = 14.0, 7.0 HZ, 2H), 4.37 (q, J = 14.0, 7.0 HZ, 2H), 7.17 (d, J = 6.5Hz, 1H), 7.42-7.45 (m, 2H ) 7.51-5-7.60 (m, 1H), 7.77 (d, J = 7 Hz, 1H), 9.84 (s, 1H); 13C NMR (CDCl 3, 125 MHz) 14.1, 14.2, 24.7, 27.0, 60.。
28、6, 121.2, 123.9, 128.1, 128.9, 129.0, 131.5, 140.2, 161.7, 191.7; HRMS (ESI) m/z calculated for C17H20NO3 M+H+ : 286.1438 found: 286.1437. 表 1 实施例多取代的吡咯 3 1 (90%) 2 (91%) 说 明 书 CN 103145600 A 8 7/7 页 9 3 (85%) 4 (79%) 5 (82%) 6 (89%) 7 (80%) 8 (83%) 9 (80%) 10 (93%) 11 (90%) 说 明 书 CN 103145600 A 9 1/2 页 10 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103145600 A 10 2/2 页 11 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 103145600 A 11 。