一种N-磺酰基取代的四氢吡咯类化合物的制备方法
(一)技术领域
本发明涉及一种中间体的合成方法,特别涉及一种N-磺酰基取代的四氢吡咯类化合物的制备方法。
(二)背景技术
四氢吡咯类化合物的是重要的化工原料和有机合成中间体,广泛用于医药、农药等领域。其中N-磺酰基取代的四氢吡咯类化合物合成方法到目前为止报道较少,主要通过丁二醇磺酸酯类化合物与磺酰胺的缩合反应制备((1)Eur.J.Org.Chem.,2002,2927-2931;(2)Tetrahedron Letters2009,50,3237-3240)。但上述制备方法仍存在很多缺陷:如所需原料丁二醇磺酸酯类化合物必须事先制备,适用范围不广,局限性较大,操作步骤繁琐,条件苛刻,因此限制了其应用性。
(三)发明内容
本发明目的是提供一种原料易得、反应步骤少、操作简便和收率较高的N-磺酰基取代的四氢吡咯类化合物的化学合成方法。
一种式(Ⅰ)所示的N-磺酰基取代的四氢吡咯类化合物的制备方法,所述的方法为:将式(Ⅲ)所示的磺酰胺类化合物与式(Ⅱ)所示的1,4-丁二醇类化合物加入有机溶剂中,在酸催化剂的作用下,30~200℃温度下反应,TLC跟踪检测至反应结束,反应液后处理制得式(Ⅰ)所示的N-磺酰基取代的四氢吡咯类化合物;
所述酸催化剂为质子酸催化剂、路易斯酸催化剂或酸酐催化剂;所述式(Ⅲ)所示的磺酰胺类化合物与式(Ⅱ)所示的1,4-丁二醇类化合物、酸催化剂的物质的量之比为1:0.3~5:0.01~2;所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、二甲基亚砜或二甲基甲酰胺;
式(Ⅰ)或式(III)中,R1为C1~C5烷基、苯基或取代苯基,所述取代苯基为苯基上有取代基的苯基,所述取代苯基上的取代基为甲基、氯、溴、碘或羟基;所述R1优选为甲基、苯基、对甲基苯基、对氯苯基、对溴苯基、对羟基苯基、邻甲基苯基或对碘苯基;
式(Ⅱ)或式(III)中,R2或R3各自独立为氢、C1~C10的烷基、苯基或苄基,优选所述R2或R3各自独立为氢、甲基或苄基。
本发明所述质子酸催化剂为三氟甲磺酸、硫酸或乙酸;所述路易斯酸催化剂为三氟甲磺酸银、三氯化铝或氯化锌;所述酸酐催化剂为三氟甲磺酸酐。
优选所述酸催化剂为三氟甲磺酸或三氟甲磺酸酐,最优选三氟甲磺酸酐。
所述有机溶剂优选为甲苯。
所述反应的温度优选为90~170℃,最优选120℃。反应时利用TLC跟踪检测反应进度,反应时间通常为1~70h,优选为23~50h。
所述式(Ⅲ)所示的磺酰胺类化合物与式(Ⅱ)所示的1,4- 丁二醇类化合物、酸催化剂的物质的量之比优选为1:0.6~2:0.10~1,更优选为1:1.5~2:0.1~0.2。
本发明所述有机溶剂的体积用量通常以式(Ⅲ)所示的磺酰胺类化合物的物质的量计为1~4mL/mmol。
本发明所述反应液后处理方法为:反应结束后,反应液蒸馏除去溶剂,然后进行柱层析,以体积比为5:1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂作为展开剂,收集Rf值0.3~0.35的洗脱液,收集得到的洗脱液减压蒸馏,剩余物干燥,制得所述式(Ⅰ)所示的N-磺酰基取代的四氢吡咯类化合物。
具体的,推荐本发明所述方法按照以下步骤进行:将式(Ⅲ)所示的磺酰胺类化合物与式(Ⅱ)所示的1,4-丁二醇类化合物加入溶剂甲苯中,在酸催化剂的作用下,90~170℃温度下反应,TLC跟踪检测至反应结束,反应液蒸馏除去溶剂,然后进行柱层析,以体积比为5:1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂作为展开剂,TLC跟踪收集Rf值0.3~0.35的洗脱液,收集得到的洗脱液减压蒸馏,剩余物干燥,制得所述式(Ⅰ)所示的N-磺酰基取代的四氢吡咯类化合物;所述酸催化剂为三氟甲磺酸酐;所述式(Ⅲ)所示的磺酰胺类化合物与式(Ⅱ)所示的1,4-丁二醇类化合物、酸催化剂的物质的量之比为1:0.6~2:0.10~1,所述溶剂的体积用量以式(Ⅲ)所示的磺酰胺类化合物的物质的量计为1~4mL/mmol。
与现有技术相比,本发明的有益效果主要体现在:(1)反应条件温和,原料来源容易,成本低,并且操作方便,收率高;(2)以质 子酸酐为催化剂,绿色环保。鉴于四氢吡咯类化合物作为一类重要的有机中间体,是合成医药中间体、农药和化工产品的很好的原料,因此本发明有着广泛的工业应用前景。
(四)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述,但本发明的保护范围并不仅限于此:
实施例1:N-对甲苯磺酰基四氢吡咯(Ⅰ-1)
将343.7mg(2mmol)对甲苯磺酰胺(Ⅲ-1)与276.9mg(3mmol)1,4-丁二醇混合,于3ml甲苯中,在68μl(0.4mmol)三氟甲磺酸酐的作用下,120℃下搅拌反应TLC跟踪反应,反应50小时反应结束,反应液蒸馏除去溶剂,然后柱层析(洗脱剂为石油醚、乙酸乙酯体积比为5:1的混合溶剂),TLC跟踪收集Rf值为0.3~0.35的洗脱液,收集得到的洗脱液减压蒸馏,干燥,得到目标化合物(Ⅰ-1),收率96.2%。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ1.76-1.73(m,4H),2.43(s,3H),3.14-3.21(m,4H),7.32(d,2H,J=8.5Hz),7.71(d,2H,J=8.5Hz).
实施例2
将三氟甲磺酸酐用量减少到34μl(0.2mmol),其他操作同实施例1,收率为78.8%。
实施例3
反应温度变为90℃,其他操作同实施例1,收率为59.7%。
实施例4
将1,4-丁二醇增加到360mg(4mmol),其他操作同实施例1,收率为92.6%。
实施例5
将1,4-丁二醇减少到54mg(0.6mmol),其他操作同实施例1,收率为51.1%。
实施例6
将溶剂甲苯换成二甲苯2ml,其他操作同实施例1,收率为67.6%。
实施例7
将溶剂甲苯换成二甲基甲酰胺(DMF)2ml,其他操作同实施例1,收率为3%。
实施例8
将溶剂甲苯换成二甲基亚砜(DMSO)2ml,其他操作同实施例1,收率为2%。
实施例9
将三氟甲磺酸酐换成三氟甲磺酸17.7μL(0.2mmol),温度变为170℃,其他操作同实施例1,收率为66%。
实施例10
将三氟甲磺酸酐换成醋酸12mg(0.2mmol),其他操作同实施例1,收率为1%。
实施例11
将三氟甲磺酸酐换成三氟甲磺酸银51.4mg(0.2mmol),其他操作同实施例1,收率为5%。
实施例12
将三氟甲磺酸酐换成98wt%浓硫酸11μL(0.2mmol H2SO4),其他操作同实施例1,收率为17.3%。
实施例13
将三氟甲磺酸酐换成三氯化铝26.7mg(0.2mmol),其他操作同实施例1,收率为3%。
实施例14
将三氟甲磺酸酐换成氯化锌27,3mg(0.2mmol),其他操作同实施例1,收率为2%。
实施例15N-苯磺酰基四氢吡咯(Ⅰ-2)
用314mg(2mmol)苯磺酰胺(Ⅲ-2)替代对甲苯磺酰胺,其他操作同实施例1,得到目标产物(Ⅰ-2),收率为80%。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ1.76-1.73(m,4H),3.26-3.22(m,4H),7.54-7.51(m,2H),7.59-7.57(m,1H),7.84-7.82(m,2H).
实施例16N-对氯苯磺酰基四氢吡咯(Ⅰ-3)
用383,3mg(2mmol)对氯苯磺胺(Ⅲ-3)替代对甲苯磺酰胺,其他操作同实施例1,得到目标产物(Ⅰ-3),收率为91%。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ1.79-1.73(m,4H),3.24-3.21(m,4H),7.51-7.48(m,2H),7.78-7.74(m,2H).
实施例17N-对溴苯磺酰基四氢吡咯(Ⅰ-4)
用472mg(2mmol)对溴苯磺酰胺(Ⅲ-4)替代对甲苯磺酰胺,其他操作同实施例1,得到目标产物(Ⅰ-4),收率为92%。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ1.79-1.76(m,4H),3.25-3.22(m,4H),7.71-7.66(m,4H).
实施例18N-对碘苯磺酰基四氢吡咯(Ⅰ-5)
用566mg(2mmol)对碘苯磺酰胺(Ⅲ-5)替代对甲苯磺酰胺,其他操作同实施例1,得到目标产物(Ⅰ-5),收率为46%。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ1.79-1.76(m,4H),3.25-3.21(m,4H),7.56-7.53(m,2H),7.90-7.87(m,2H).
实施例19甲磺酰基吡咯(Ⅰ-6)
用190mg(2mmol)甲磺酰胺(Ⅲ-6)替代对甲苯磺酰胺,其他操作同实施例1,得到目标产物(Ⅰ-6),收率为64%。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ1.94-1.91(m,4H),2.80(s,3H),3.32-3.28(m,4H).
实施例202-甲基-N-对甲苯磺酰基四氢吡咯(Ⅰ-7)
用1-甲基-1,4-丁二醇416mg(4mmol)替代1,4-丁二醇, 其他操作同实施例1,得到目标产物(Ⅰ-7),收率为69.1%。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ1.31(d,J=6.5Hz,3H),1.56-1.31(m,2H),1.71-1.67(m,1H),1.84-1.80(m,1H),2.43(s,3H),3.17-3.12(m,1H),3.46-3.41(m,1H),3.73-3.69(m,1H),7.31(d,J=8.0Hz,2H),7.72(d,J=8.0Hz,2H).
实施例213-苄基-N-对甲苯磺酰基四氢吡咯(Ⅰ-8)
用2-苄基-1,4-丁二醇721mg(4mmol)替代1,4-丁二醇,其他操作同实施例1,得到目标产物(Ⅰ-8),收率为38.7%。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.72(d,J=8.2Hz,2H),7.34-7.32(m,2H),7.29-7.26(m,2H),7.22-7.18(m,1H),7.06(d,J=8.2Hz,2H),3.42-3.33(m,2H),3.23-3.18(m,1H),2.95-2.92(m,1H),2.55(d,J=7.8Hz,2H),2.44(s,3H),2.35-2.32(m,1H),1.90-1.86(m,1H),1.54-1.46(m,1H).
实施例22对羟基苯磺酰基四氢吡咯(Ⅰ-9)
用346.4mg(2mmol)对羟基苯磺酰胺(Ⅲ-9)替代对甲苯磺酰胺,其他操作同实施例1,得到目标产物(Ⅰ-9),收率为28%。
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ1.75-1.78(m,4H),3.21-3.25(m,4H),6.80(br,1H),6.96-6.99(m,2H),7.69-7.72(m,2H).
实施例232-甲基-N-对甲苯磺酰基四氢吡咯(Ⅰ-10)
用343.7mg(2mmol)邻甲基苯磺酰胺(Ⅲ-10)替代对甲苯磺酰胺,其他操作同实施例1,得到目标产物(Ⅰ-10),收率为53%。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.89-7.91(m,1H),7.42-7.45(m,1H),7.29-7.32(m,2H),3.29-3.31(m,4H),2.64(s,3H),1.88-1.91(m,4H)
。