CN102911104A - 制备α-取代基上带有磺酰基的吡咯衍生物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制备一类3-氮杂-1，5-烯炔的方法，具体地说是由3-氮杂-1，5-烯炔通过磺酰基迁移制备α-取代基上带有磺酰基的吡咯衍生物的新方法。以廉价易得的起始原料出发，经简单步骤得到反应物3-氮杂-1，5-烯炔。3-氮杂-1，5-烯炔在溶剂N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，氩气保护，不使用金属催化剂，100-145℃温度下反应2-12小时得到相应的高度官能化的α-取代基上带有磺酰基的吡咯衍生物。

Description

制备α-取代基上带有磺酰基的吡咯衍生物的方法
技术领域
本发明涉及制备一类3-氮杂-1，5-烯炔的方法，具体地说是由3-氮杂-1，5-烯炔通过磺酰基迁移制备α-取代基上带有磺酰基的吡咯衍生物的新方法。 
背景技术
吡咯衍生物是最重要的杂环之一，不仅是具有生理活性的天然产物、有机材料和医药的关键结构单元，也是有机合成中中非常有用的构建模块(文献1：(a)Katritzky，A.R.；Ramsden，C.A.；Scriven，E.F.V.；Taylor，R.J.K.(Eds.).Comprehensive Heterocyclic Chemistry III，Vol.3.Elsevier：Oxford，2008.(b)Fan，H.；Peng，J.；Hamann，M.T.；Hu，J.-F.Chem.Rev.2008，108，264.)。近些年发展出多种合成吡咯衍生物的新方法(文献2：For recent selective reviews on the synthesis of pyrroles see：(a)Bergman，J.；Janosik，T.In comprehensive heterocyclic chemistry III；Jones，G.，Ramsden，C.A.，Eds.；Elsevier：Amsterdam，2008；Vol.3，pp 269-351.(b)Schmuck，C.；Rupprecht，D.Synthesis 2007，3095.(c)Ferreira，V.F.；De Souza，M.C.B.V.；Cunha，A.C.；Pereira，L.O.R.；Ferreira，M.L.G.Org.Prep.Proced.Int.2001，33，411 454.(d)Zeni G.；Larock，R.C.Chem.Rev.2004，104，2285.)。我们发现由3-氮杂-1，5-烯炔3环合异构化生成官能化的α-取代基上带有磺酰基的吡咯衍生物4。在反应中N-S键断裂、C-S键形成，即磺酰基发生迁移，这是在吡咯衍生物合成中发现的新现象。产物α-取代基上带有磺酰基的吡咯环的氮原子上连有氢原子，可以进行后续的官能化。发展高效绿色的合成方法和制备更加官能化的吡咯衍生物是研究的热点和难点。我们的方法具有高原子经济性，产物高度官能化。 
发明内容
本发明提供一种由3-氮杂-1，5-烯炔制备α-取代基上带有磺酰基的吡咯衍生物的新方法。 
制备α-取代基上带有磺酰基的吡咯衍生物的方法：以3-氮杂-1，5-烯炔为原料通过磺酰基迁移生成α-取代基上带有磺酰基的吡咯衍生物，反应式如下： 
Figure DEST_PATH_GDA0000122917980000011
其中R1、R2、R3、R4分别为C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、吡啶基、苯基、 或取代的苯基，苯基上的取代基为C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、F、Cl、Br、I、NO2基中的一种或二种、三种； 
具体操作步骤如下： 
于反应器中进行反应，反应器抽真空后通氩气置换，加入DMF，然后加入式3的3-氮杂-1，5-烯炔，100-145℃下反应2-12小时；用真空泵抽掉溶剂后，固体溶于二氯甲烷上样进行硅胶柱层析，得到产物α-取代基上带有磺酰基的吡咯衍生物式4。 
每1mmol的3-氮杂-1，5-烯炔所采用的DMF为1-10ml。 
合成反应物3-氮杂-1，5-烯炔的反应式和步骤如下： 
Figure BDA0000081334820000021
其中R1、R2、R3、R4分别为C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、吡啶基、苯基、或取代的苯基，苯基上的取代基为C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、F、Cl、Br、I、NO2基中的一种或二种、三种； 
具体操作步骤如下： 
于反应器中进行反应，反应器抽真空通氩气置换后，加入40ml新蒸的CH2Cl2；然后加入5mmol式1的N-磺酰基-烯丙胺和5.5mmol式2的马来酸二酯；最后加入5-20mol％的Cs2CO3，0℃-室温搅拌4-12小时；反应结束后，旋蒸掉部分溶剂至溶液体积为未蒸发前溶液体积的1/4-1/5，上样进行硅胶柱层析得到式3的3-氮杂-1，5-烯炔。 
N-磺酰基-烯丙胺与马来酸二酯的摩尔比为1∶1-1.5；每1mmol的N-磺酰基-烯丙胺所采用的CH2Cl2为6-15ml。 
本发明有以下优点： 
1.反应物由廉价易得的原料经简单步骤得到。 
2.生成吡咯衍生物的反应操作简单；不使用催化剂，环境友好；反应物中的原子全部出现在产物中，高原子经济性。 
3.吡咯衍生物α-取代基上带有磺酰基，且带有两个吸电子的酯基，高度官能化。 
附图说明
图1为产物的核磁谱图； 
图2为产物的单晶数据。 
具体实施方式
本发明涉及制备一类3-氮杂-1，5-烯炔的方法，具体地说是由3-氮杂-1，5-烯炔通过磺酰基迁移制备α-取代基上带有磺酰基的吡咯衍生物的新 方法。以廉价易得的起始原料出发，经简单步骤得到反应物3-氮杂-1，5-烯炔。3-氮杂-1，5-烯炔在溶剂N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中，氩气保护，不使用金属催化剂，100-145℃温度下反应2-12小时得到相应的高度官能化的α-取代基上带有磺酰基的吡咯衍生物。 
(1)参照文献，经两步合成N-磺酰基-烯丙胺：第一步，芳香醛和磺酰胺在原硅酸乙酯中反应生成亚胺(文献3：Love，B.E.；Raje，P.S.；Williams II，T.C.Synlett 1994，493.)(式3，Eq.1a)；当醛为脂肪醛时，将醛、磺酰胺和对甲苯亚磺酸钠溶在甲酸和水中反应，得到脂肪族亚胺(文献4：Chemla，F.；Hebbe，V.；Normant，J.F.Synthesis 2000，75.)(式3，Eq.1b)。第二步，在低温下将炔基锂的四氢呋喃溶液滴加到亚胺的四氢呋喃溶液中反应得到烯丙基胺固体(文献5：Katritzky，A.R.；Li，J.Q.；Gordeev，M.F.Synthesis 1994，93.)(式3，Eq.2)。 
Figure BDA0000081334820000031
式3.吡咯衍生物的合成步骤 
(1)制备一类3-氮杂-1，5-烯炔。 
具体操作步骤如下： 
于反应器中进行反应，反应器抽真空后通氩气置换三次后，加入40ml新蒸的CH2Cl2；然后加入5mmol的N-磺酰基-烯丙胺和5.5mmol的马来酸二酯；最后加入5-20mol％的Cs2CO3，0℃-室温搅拌4-12小时；反应结束后，旋蒸掉部分溶剂至溶液体积为未蒸发前溶液体积的1/4-1/5，上样进行硅胶柱层析，洗脱剂为石油醚∶乙酸乙酯＝10∶1-5∶1的混合溶剂，得到的3-氮杂-1，5-烯炔。 
(2)由3-氮杂-1，5-烯炔制备α-取代基上带有磺酰基的吡咯衍生物。 
于反应器中进行反应，反应器抽真空后通氩气置换三次后，加入1mlDMF，然后加入0.2mmol的3-氮杂-1，5-烯炔，140℃下反应4小时；真空挥发抽掉溶剂后，固体进行硅胶柱层析，得到产物α-取代基上带有磺酰基的吡咯衍生物式4。 
实施例1 
于反应器中进行反应，反应器抽真空后通氩气置换三次后，加入40ml新蒸的CH2Cl2；然后加入5mmol的式1的N-磺酰基-烯丙胺(R1、R3为苯基， R2为对甲基苯基)和5.5mmol式2的马来酸二甲酯(R4为甲基)；最后加入20mol％的Cs2CO3，0℃-室温搅拌4小时；反应结束后，旋蒸掉部分溶剂至溶液体积为未蒸发前溶液体积的1/4-1/5，上样进行硅胶柱层析，洗脱剂为石油醚∶乙酸乙酯＝10∶1-5∶1的混合溶剂，得到式3的3-氮杂-1，5-烯炔(R1、R3为苯基，R2为对甲基苯基，R4为甲基)。收率50％。产物的核磁谱图如下图1所示； 
于反应器中进行反应，反应器抽真空后通氩气置换，加入1ml DMF，然后加入式3的3-氮杂-1，5-烯炔(R1、R3为苯基，R2为对甲基苯基，R4为甲基)，140℃下反应4小时；用真空泵抽掉溶剂后，固体溶于二氯甲烷上样进行硅胶柱层析，用石油醚∶乙酸乙酯＝5∶1的洗脱剂冲洗柱子，得到产物α-取代基上带有磺酰基的吡咯衍生物式4(R1、R3为苯基，R2为对甲基苯基，R4为甲基)，分离收率9 7％。 
产物的单晶数据(如图2所示)：CCDC 808794。 

Claims (4)

1.制备α-取代基上带有磺酰基的吡咯衍生物的方法
以3-氮杂-1，5-烯炔为原料通过磺酰基迁移生成α-取代基上带有磺酰基的吡咯衍生物，反应式如下：
Figure RE-FDA0000122917970000011
其中R1、R2、R3、R4分别为C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、吡啶基、苯基、或取代的苯基，苯基上的取代基为C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、F、Cl、Br、I、NO2基中的一种或二种、三种；
具体操作步骤如下：
于反应器中进行反应，反应器抽真空后通氩气置换，加入DMF，然后加入式3的3-氮杂-1，5-烯炔，100-145℃下反应2-12小时；用真空泵抽掉溶剂后，固体溶于二氯甲烷上样进行硅胶柱层析，得到产物α-取代基上带有磺酰基的吡咯衍生物式4。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：每1mmol的3-氮杂-1，5-烯炔所采用的DMF为1-10ml。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：合成反应物3-氮杂-1，5-烯炔的反应式和步骤如下：
Figure FDA0000081334810000012
其中R1、R2、R3、R4分别为C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、吡啶基、苯基、或取代的苯基，苯基上的取代基为C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、F、Cl、Br、I、NO2基中的一种或二种、三种；
具体操作步骤如下：
于反应器中进行反应，反应器抽真空通氩气置换后，加入40ml新蒸的CH2Cl2；然后加入5mmol式1的N-磺酰基-烯丙胺和5.5mmol式2的马来酸二酯；最后加入5-20mol％的Cs2CO3，0℃-室温搅拌4-12小时；反应结束后，旋蒸掉部分溶剂至溶液体积为未蒸发前溶液体积的1/4-1/5，上样进行硅胶柱层析得到式3的3-氮杂-1，5-烯炔。 
4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于：
N-磺酰基-烯丙胺与马来酸二酯的摩尔比为1∶1-1.5；每1mmol的N-磺酰基-烯丙胺所采用的CH2Cl2为6-15ml。 
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