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Abstract

本发明涉及制备一类联二烯衍生物的方法，具体地说是由联二烯衍生物通过磺酰基迁移制备β-取代基上带有磺酰基的官能化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联二烯衍生物。联二烯衍生物不使用金属催化剂，在碱的作用下得到高度官能化吡咯衍生物。

Description

一种由联二烯衍生物制备吡咯衍生物的方法
技术领域
本发明涉及制备一类联二烯衍生物的方法，具体地说是由联二烯衍生物通过磺酰基迁移制备官能化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 HeterocyclicChemistry III，Vol.3.Elsevier：Oxford，2006.(b)Fan，H.；Peng，J.；Hamann，M.T.；Hu，J.-F.Chem.Rev.2006，108，264.)。近些年发展出多种合成吡咯衍生物的新方法(文献2：For recentselective 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，2006；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.)。我们发现由一类联二烯衍生物3经环合异构化生成官能化的官能化的吡咯衍生物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β-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
本发明提供一种由联二烯衍生物制备官能化的吡咯衍生物的新方法。
(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.)(式例1，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.)(式例1，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.)(示例1，Eq.2)。
Figure BDA0000118235540000021
式例1.吡咯衍生物的合成步骤
(2)制备一类联二烯衍生物。
具体操作步骤如下：
如示例1，Eq.3所示：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5mmol的N-磺酰基-烯丙胺衍生物1，然后加入新蒸的溶剂直至N-磺酰基-烯丙胺衍生物1完全溶解，然加入5-10mmol的马来酸二酯和加入相对于式1化合物5-20mol％的碱，0℃-室温搅拌2-24小时。反应结束后，旋蒸掉溶剂，溶于二氯甲烷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，得到联二烯衍生物4。
(3)由二烯衍生物制备官能化的吡咯衍生物。
如示例1，Eq.4所示：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0.2mmol的3-氮杂-1，5-烯炔3，然后加入1ml溶剂和20mol％的碱，室温到140℃下反应2-24小时；旋蒸掉溶剂后，固体进行硅胶柱层析，得到产物官能化的吡咯衍生物式4。
本发明有以下优点：
1.反应物联二烯衍生物由廉价易得的原料醛、磺酰胺和端炔经简单反应步骤得到，原料来源广泛，价格相对便宜。
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.合成吡咯衍生物的反应是新反应，产物是一类未见报道的新产物。
4.吡咯衍生物β-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为化合物3a的1H NMR谱图；
图2为化合物3a的13C NMR谱图；
图3为化合物3a的高分辨质谱(HRMS)谱图；
图4为化合物4a的1H NMR谱图；
图5为化合物4a的13C NMR谱图；
图6为化合物4a的高分辨质谱(HRMS)谱图。
具体实施方式
实施例1
步骤一：
Figure BDA0000118235540000031
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5mmol的N-磺酰基-烯丙胺衍生物1a，加入40ml新蒸的CH2Cl2，然后加入5.5mmol的马来酸二甲酯2a，最后加入相对1a的10mol％Cs2CO3，30℃下搅拌反应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，得到联二烯衍生物3a。分离收率为43％。
3a的表征数据如下：
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ7.69(d，J＝8.3Hz，2H)，7.54(d，J＝7.4Hz，2H)，7.28(m，5H)，7.04(t，J＝8.6Hz，4H)，6.58(s，1H)，5.70(s，1H)，3.97(s，3H)，3.65(s，3H)，2.30(s，3H).谱图见图1。
13C NMR(100MHz，CDCl3)δ206.9，165.5，164.4，163.1(d，J＝230.7Hz)，145.5，144.8，135.3，131.3，130.1，130.0，129.5，129.1，128.9，128.2，127.51(d，J＝3.4Hz)，125.9，116.3，116.0，112.8，107.5，103.6，53.5，52.0，21.7.谱图见图2。
HRMS Calculated for C28H24NO6FNaS[M+Na]+544.1206，found544.1999.谱图见图3。
步骤2
Figure BDA0000118235540000041
于反应器中进行反应，反应器抽真空后通氩气置换，加入0.2mmol联二烯衍生物3a，1ml DMF，然后加入0.02mmol Cs2CO3(10mol％)，80℃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98.0mg官能化的吡咯衍生物式4a，分离收率为94％。
4a的表征数如下：
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ9.73(s，1H)，7.52(m，2H)，7.46(d，J＝7.9Hz，2H)，7.37(t，J＝7.4Hz，1H)，7.29(t，J＝7.6Hz，2H)，7.12(d，J＝7.9Hz，2H)，6.91(m，4H)，5.63(s，1H)，3.90(s，3H)，3.69(s，3H)，2.37(s，3H)；.谱图见图4。
13C NMR(100MHz，CDCl3)δ166.4，162.6(d，J＝247.8Hz)，160.6，144.4，137.4，135.6，132.3，132.2，130.0，129.4，129.4，129.4，128.8，128.6，128.3(d，J＝3.2Hz)，122.5，121.3，115.3，115.1，112.7，67.2，52.6，52.3，21.7.谱图见图5。
HRMS Calculated for C28H24NO6FNaS[M+Na]+544.1206，found544.1202.谱图见图6。
本发明以廉价易得的起始原料出发，经简单步骤得到反应物联二烯衍生物。联二烯衍生物不使用金属催化剂，在碱的作用下得到高度官能化吡咯衍生物。

Claims (10)

1.一种由联二烯衍生物制备吡咯衍生物的方法，
以下式所示的联二烯衍生物3为原料通过磺酰基迁移生成官能化的吡咯衍生物，反应式如下：
Figure FDA0000118235530000011
其中R1、R2、R3分别为C1-C8烷基、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中的一种或二种、三种；R4为C1-C4烷基、苯基；
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，加联二烯衍生物3，然后加入溶剂和碱，0℃-145℃下反应2-24小时；反应结束后，用真空泵抽掉溶剂，固体溶于二氯甲烷上样进行硅胶柱层析，得到产物官能化的吡咯衍生物4。
2.按照权利要求1所述由联二烯衍生物制备吡咯衍生物的方法，其特征在于：
R1、R2、R3分别为C1-C4烷基、吡啶基、苯基、或取代的苯基，苯基上的取代基为C1-C3烷氧基、F、Cl、Br中的一种；R4为甲基、乙基、苯基。
3.按照权利要求1所述由联二烯衍生物制备吡咯衍生物的方法，其特征在于：Base(碱)为K3PO4、K2HPO4、Li2CO3、Na2CO3、K2CO3、Cs2CO3、NaOAc、KOAc、DABCO、Pyridine、或Et3N。
4.按照权利要求1所述由联二烯衍生物制备吡咯衍生物的方法，其特征在于：溶剂为四氢呋喃、1，4-二氧六环、甲苯、1，2-二氯乙烷、乙腈、或N，N-二甲基甲酰胺。
5.按照权利要求1所述由联二烯衍生物制备吡咯衍生物的方法，其特征在于：反应温度范围在40℃-80℃；反应时间为2-6小时。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：碱的用量为式3原料的5-20mol％；溶剂与式3原料用量比例为0.5-2ml溶剂：1mmol式3原料。
7.按照权利要求1所述由联二烯衍生物制备吡咯衍生物的方法，其特征在于：合成反应物联二烯衍生物3的反应式和步骤如下：
Figure FDA0000118235530000021
其中R1、R2、R3分别为C1-C8烷基、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中的一种或二种、三种；R4为C1-C4烷基、苯基；
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5mmol式1的N-磺酰基-烯丙胺，加入新蒸的溶剂直至1完全溶解，然后加入5-10mmol式2的马来酸二酯，最后加入相对于式1的5-20mol％的碱，0℃-室温搅拌2-24小时；反应结束后，旋蒸掉溶剂，固体溶于二氯甲烷上样进行硅胶柱层析得到式3的3-氮杂-1，5-烯炔。
8.按照权利要求7所述由联二烯衍生物制备吡咯衍生物的方法，其特征在于：
R1、R2、R3分别为C1-C3烷基、吡啶基、苯基、或取代的苯基，苯基上的取代基为C1-C3烷氧基、F、Cl、Br中的一种；R4为甲基、乙基或苯基。
9.按照权利要求7所述由联二烯衍生物制备吡咯衍生物的方法，其特征在于：
碱为K3PO4，K2HPO4，Li2CO3，Na2CO3，K2CO3，Cs2CO3，NaOAc，KOAc，DABCO，Pyridine，或Et3N；
溶剂为四氢呋喃、1，4-二氧六环、甲苯、1，2-二氯乙烷、乙腈、或N，N-二甲基甲酰胺。
10.按照权利要求7所述由联二烯衍生物制备吡咯衍生物的方法，其特征在于：温度范围在-20℃-50℃。
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