CN101805291A

CN101805291A - 1-(4-异丙苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN101805291A
Application number: CN 201010155056
Authority: CN
Inventors: 黄琳娟; 张萍; 解明明; 王仲孚
Original assignee: Northwest University
Current assignee: Northwest University
Priority date: 2010-04-26
Filing date: 2010-04-26
Publication date: 2010-08-18

Abstract

本发明公开了一种低温无溶剂催化合成1-(4-异丙苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮的方法。该方法以4-异丙基苯肼与乙酰乙酸乙酯为原料，冰乙酸作为催化剂，相互混合后，无需添加任何反应溶剂，室温下反应，产率可达到73％以上。该化合物可用于还原糖标记。本发明合成方法对环境污染小，反应产率高，操作简单，可用于目标产物的规模化合成。

Description

1-(4-异丙苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及1-(4-异丙苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮的合成方法及其在还原糖标记中应用，属于有机化学合成技术领域。

背景技术

1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮(简称PMP)是糖类物质常用的一种标记试剂，该试剂和糖类物质的标记主要是基于碱性条件下吡唑啉酮环上的活性亚甲基与糖类还原端发生缩合反应，从而使糖链带上吡唑啉酮衍生物。此标记反应条件温和，同广泛使用的在酸性条件下标记糖类的还原氨化类试剂相比，它不会导致糖链上对酸敏感的活性基团丢失，适用于各种类型糖链的标记。但PMP试剂本身也存在极性偏大、过量试剂去除繁琐、分离单糖种类少等缺点。因此，进行新型吡唑啉酮类衍生物的深入研究，并将其应用于糖类物质的分析中很有必要。

PMP的合成一般是通过苯肼和乙酰乙酸乙酯在甲醇或乙醇溶剂中于50-60℃环境下回流反应6-7h后所得。基于使糖类能带上发光基团和疏水基团的目的，选用芳肼和取代酰基乙酸乙酯均可合成新型1，3取代的吡唑啉酮类试剂。利用该类试剂在碱性条件下使吡唑啉酮环上4位的活性亚甲基和糖类的还原端进行缩合反应，实现对糖链的标记。

合成反应的产率是需要考虑的关键因素。通过分析苯肼和乙酰乙酸乙酯的反应机理可知，该反应历经两步过程，第一步为苯肼的1位N和乙酰乙酸乙酯的乙酰基进行亲核反应，同时失去一份子H₂O成为中间体苯腙；第二步，苯腙的2位N再和酯羰基发生亲核反应，关环消去一份子C₂H₅OH，形成1，3取代的吡唑啉酮类化合物。形成苯腙是本合成反应的决定步骤。通过分析反应机理可知：酸可以催化苯肼与醛酮生成苯腙的反应。故加酸催化可作为提高合成产率的途径之一。目前基于“绿色合成”引导下的无溶剂固相合成法被证明也可以提高合成反应产率。据此，本发明进行了1，3取代的吡唑啉酮类试剂的合成工艺改进。

发明内容

本发明的目的之一是提供1-(4-异丙苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮化合物；

本发明的另一目的是提供一种反应条件温和、无需反应溶剂、环境污染小、操作简单并且产率高的1-(4-异丙苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮的合成方法。

本发明的实现过程如下：

结构式(I)所示的1-(4-异丙苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮，

1-(4-异丙苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮(PPMP)使用原料4-异丙基苯肼与乙酰乙酸乙酯在冰乙酸中反应得到，反应在室温(25～30℃)下即可进行。4-异丙基苯肼和乙酰乙酸乙酯的摩尔比为1∶(1～1.05)，冰乙酸与4-异丙基苯肼的摩尔比为(2.0～2.5)∶1。

上述冰乙酸作为催化剂，在室温下，通过将反应原料进行机械混合，充分搅拌反应3～4h左右，就可实现利用4-异丙基苯肼和乙酰乙酸乙酯合成高产率的1-(4-异丙苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮，其产率是常规溶剂回流合成法的5～8倍。

合成得到的1-(4-异丙苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮可用于还原糖标记，所述还原糖为中性糖、酸性糖或氨基糖。

本发明的优点与积极效果：

(1)本发明利用4-异丙基苯肼和乙酰乙酸乙酯在冰乙酸催化下，无溶剂室温体系合成1-(4-异丙苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮，该方法合成的目标物产率达73％以上，克服了目前广泛使用的甲醇(或乙醇)回流合成法产率低、溶剂消耗量大、操作繁琐等缺点。(2)该合成法具有条件温和、无需反应溶剂、室温反应、环境污染小、操作简单、合成产率高等优点，符合“绿色化学”合成法的基本要求。(3)实现了1-(4-异丙苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮与还原糖的标记。

附图说明

图1为本发明PPMP与葡萄糖标记物的ESI-MS图；

图2为本发明PPMP与葡萄糖醛酸标记物的ESI-MS图；

图3为本发明PPMP与氨基葡萄糖标记物的ESI-MS图。

具体实施方式

实施例1：1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮的合成

称取苯肼2.160g(0.02mol)，滴加乙酰乙酸乙酯2.5mL，冰乙酸2.5mL，于室温条件下，磁力搅拌反应4h左右，TLC检测反应终点。真空蒸去冰乙酸，产物用甲醇溶解，并进行重结晶，过滤，滤饼自然晾干至恒重得灰白色粉末1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮(PMP)2.701g，产率为77.58％。

实施例2：1-(4-异丙苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮的合成

称取4-异丙基苯肼盐酸盐3.734g(0.02mol)，滴加5％的NaOH溶液17mL进行中和，室温条件下，搅拌反应4h后，用1mol/L盐酸中和至pH＝8-9，再用CH₂Cl₂进行萃取，蒸干后得浅黄色固体4-异丙基苯肼2.90g(0.0192mol)，产率为96.76％。

向上述得到的固体4-异丙基苯肼中滴加乙酰乙酸乙酯2.5mL，冰乙酸2.9mL，于室温条件下，磁力搅拌反应4h左右，TLC检测反应终点。真空蒸去冰乙酸，产物过硅胶柱，用石油醚∶乙酸乙酯＝4∶1洗脱；TLC检测收集，并分别取少量洗脱液作ESI-MS检测，收集含有分子量为216的目标产物洗脱液，减压蒸干，得到3.09g乳黄色的粉末状固体，经¹HNMR、¹³CNMR数据{¹HNMR(400MHz，CDCl₃)δ，ppm：1.24(d，6H，³J＝7.02Hz，CH(CH₃)₂)，2.19(s，3H，5-CH₃)，2.91(sept，1H，³J＝7.02Hz，CH(CH₃)₂)，3.45(s，2H，CH₂ inpyrazolone)，7.25，7.40(AA′XX′，4H，CH in arene)；¹³CNMR(100MHz，CDCl₃)δ，ppm：16.95(CH(CH₃)₂)，23.90(5-CH₃)，33.57(CH₂)，42.93(CH(CH₃)₂)，119.09(N＝C＜)，126.65，135.60(CH in Ph)，145.77，156.06(C in Ph)，170.37(＞C＝O)}证实为1-(4-异丙苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮(简称PPMP)，产率为73.90％。

实施例3：1，3-二苯基-5-吡唑啉酮的合成

称取苯肼2.160g(0.02mol)，滴加苯甲酰乙酸乙酯3.46mL，冰乙酸2.5mL，于室温下，碾磨搅拌反应3h左右，生成大量白色乳状固体，TLC检测反应终点。固体产物用少量正己烷洗涤，并用甲醇-乙醇进行重结晶，过滤，滤饼自然晾干至恒重得乳白色粉末1，3-二苯基-5-吡唑啉酮(简称DPP)4.418g，产率为93.6％。

实施例4：1-(4-异丙苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮和还原糖的标记

将1-(4-异丙苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮(PPMP)配成0.1mol/L甲醇溶液，在氨水碱性介质下和葡萄糖、葡萄糖醛酸以及氨基葡萄糖等还原性糖于80℃环境下进行反应，还原糖和PPMP的摩尔比为1∶3～1∶10之间，TLC检测反应终点。反应完后，真空蒸干，除去氨水，残渣用1mL水和1mLCH₂Cl₂充分溶解并萃取，离心，弃去CH₂Cl₂层，水相继续用1mL×2的CH₂Cl₂萃取2次，经13000r/min高速离心后，稀释，用ESI-MS检测标记物。结果证实：PPMP和还原性的中性糖、酸性糖以及氨基糖的还原端均能成功地进行标记，使糖类物质带上1-2个PPMP试剂(见附图1至3)，提高糖类物质的光学活性、离子化效率以及糖类物质HPLC-UV和MS检测的灵敏度。

Claims

1.结构式(I)所示的1-(4-异丙苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮，

2.权利要求1所述的1-(4-异丙苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮的合成方法，其特征在于：使用原料4-异丙基苯肼与乙酰乙酸乙酯在冰乙酸中反应得到。

3.根据权利要求2所述合成方法，其特征在于：反应在室温下进行。

4.根据权利要求3所述合成方法，其特征在于：4-异丙基苯肼和乙酰乙酸乙酯的摩尔比为1∶(1～1.05)，冰乙酸与4-异丙基苯肼的摩尔比为(2.0～2.5)∶1。

5.权利要求1所述化合物1-(4-异丙苯基)-3-甲基-5-吡唑啉酮在还原糖标记中的应用。

6.根据权利要求5所述用途，所述还原糖为中性糖、酸性糖或氨基糖。