CN103275011A - 咪唑烷类杂环的新合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及合成两种咪唑烷类杂环化合物的新方法，该方法是在有机溶剂中，用亚胺与炔作为底物，在铜(I)催化条件下发生多组分反应，从而构建出咪唑烷类的杂环化合物。所述的合成方法起始原料、催化剂便宜易得，原子经济效益高，杂环产率较高，官能团取代类型受限较小，反应条件温和，操作简单等优点。本发明所涉及的两种咪唑烷类杂环结构如结构式I，II所示。
其中：R1、R3和R5独自选自：苯环，被C1-C3烷基，OMe，NO2，CF3，X(卤素)中一个或一个以上取代基取代的苯环，环烷基；R2选自：COOMe，COOEt，COO(CH2)nCH3、n＝1-10；R4选自：苯环，被C1-C3烷基，OMe，NO2，CF3，X(卤素)中一个或一个以上取代基取代的苯环或者杂环。
Description
技术领域
本发明涉及一种咪唑烷类杂环化合物的新合成方法，本发明的关键在于采用一锅法、利用亚胺和炔在铜(I)催化下进行的多组分反应得到咪唑烷类的杂环化合物。所述的合成方法条件温和，操作简单，官能团的取代类型受限较小，杂环产率较高。此外该合成方法的原料以及所用的催化剂廉价易得，有良好的工业化前景。
技术背景
氮杂环及其衍生物具有广泛的生物活性，在医药、农药和生命科学等各个领域都具有极其重要的应用价值并占有非常重要的地位。在氮杂环中，咪唑烷类化合物在药物和药物化学中占据着独特的地位，此类化合物在合成化学中也是一类常见的中间体。近年来由于新药研制的需要，咪唑烷类化合物或中间体的合成方法学受到了广泛的关注。文献报道的合成方法多需经过多步反应，采用昂贵并对空气或湿度敏感的催化剂，且产率不高[(a)Alma Viso，RobertoFernandez de la Pradilla，Ana Garcia，et al.Highly Diastereoselective[3+2]Cycloadditions betweenNonracemic p-Tolylsulfinimines and Iminoesters：An Efficient Entry to Enantiopure Imidazolidinesand Vicinal Diaminoalcohols[J].Chem.Eur.J，2003，9，2867-2876.(b)Doug E.Frantz，LouisMorency，Arash Soheili，et al.Synthesis of Substituted Imidazoles via Organocatalysis[J].Org.Lett，2004，5(6)，843-846.]。
本发明旨在提供一种用多组分反应一步合成咪唑烷类衍生物的方法，此类咪唑烷衍生物带有酯键及环外α，β-不饱和酯片段，操作简单，原料易得，原子利用效率高。
发明内容
针对咪唑烷类杂环具有的广泛的生理生物活性以及现有合成技术存在的缺陷等现状，本发明的主要目的是提供一种合成咪唑烷类杂环的新方法，其特点是使用一锅法在铜(I)催化条件下使亚胺与炔进行多组分反应直接得到咪唑烷衍生物。这种合成方法比以往文献报道的合成方法在下述方面更加具有优势：起始原料和催化剂廉价易得，反应条件温和，操作简单，官能团的取代类型受限较小，杂环产率较高。
本发明所涉及的咪唑烷具有下列结构通式I，II。
其中：R1、R3和R5独自选自：苯环，被C1-C3烷基，OMe，NO2，CF3，X(卤素)中一个或一个以上取代基取代的苯环，环烷基；
R2选自：COOMe，COOEt，COO(CH2)nCH3、n＝1-10；
R4选自：苯环，被C1-C3烷基，OMe，NO2，CF3，X(卤素)中一个或一个以上取代基取代的苯环或者杂环；
合成通式I的化合物时用一种亚胺与一种炔进行反应，亚胺与炔的摩尔比为2∶1～4∶1，以2∶1效果最佳；合成通式II的化合物时用两种亚胺与一种炔进行反应，两种亚胺与炔的摩尔比为1∶1∶1～1∶1∶4，以1∶1∶1效果最佳。所述的催化剂为CuI、CuBr、CuCI中的一种或者是其混合物；合成结构通式I和II所需的催化剂用量为炔用量的5％～10％(mol)，以10％效果最佳。合成结构通式I和II的反应温度为0～100℃，以10～40℃最佳。所述的溶剂是二氯甲烷，三氯甲烷，二氯乙烷，甲苯，1，4-二氧六环，氯苯，N，N-二甲基甲酰胺，乙醇，以二氯甲烷的效果最佳。
具体实施方式
下面通过具体实例进一步阐明本发明所涉杂环的制备方法，但并不限制本发明的内容。
实施例1
咪唑烷I-1的合成-用CuCl做催化剂，DCM做溶剂
向10.0mmol的A和5.0mmol丙炔酸甲酯的二氯甲烷溶液中加入0.5mmol的CuCl，反应物在25℃下搅拌12h。反应液经硅胶过滤除去CuCl，滤液浓缩，用CH3OH重结晶即得到白色的固体，收率：93％。
实施例2
咪唑烷I-1的合成-用CuBr做催化剂，1，2-二氯乙烷做溶剂
向10.0mmol的A和5.0mmol丙炔酸甲酯的1，2-二氯乙烷溶液中加入0.5mmol的CuBr，反应物在25℃下搅拌12h。反应液经硅胶过滤除去CuBr，滤液浓缩，用CH3OH重结晶即得到白色的固体，收率：81％。
实施例3
咪唑烷I-2的合成-用CuCl做催化剂，甲苯做溶剂
向10.0mmol的B和5.0mmol丙炔酸甲酯的甲苯溶液中加入0.5mmol的CuCl，反应物在25℃下搅拌12h。反应液经硅胶过滤除去CuCl，滤液浓缩，粗产品经柱层析分离得白色固体，收率：63％。
实施例4
咪唑烷I-3的合成-用CuI做催化剂，三氯甲烷做溶剂
向10.0mmol的C和5.0mmol丙炔酸甲酯的三氯甲烷溶液中加入0.5mmol的CuI，反应物在25℃下搅拌12h。反应液经硅胶过滤除去CuI，滤液浓缩，粗产品经柱层析分离得白色固体，收率：59％。
实施例5
咪唑烷I-4的合成-用CuCl和CuBr作为催化剂，乙醇做溶剂
向10.0mmol的D和5.0mmol丙炔酸甲酯的乙醇溶液中加入0.5mmol的CuCI和CuBr，反应物在25℃下搅拌12h。反应液经硅胶过滤除去CuCl和CuBr，滤液浓缩，粗产品用CH3OH重结晶即得白色的固体，收率：91％。
实施例6
咪唑烷II-1的合成-用CuCl做催化剂，DMF做溶剂
向5.0mmol E和5.0mmol的丙炔酸甲酯的N，N-二甲基甲酰胺溶液中加入0.5mmol的CuCl，反应液在25℃下搅拌12h，再向其中加入0.5mmol A，反应液继续搅拌12h。硅胶过滤除去CuCI，滤液真空浓缩，粗产品经柱层析分离得白色固体，收率：72％。
实施例7
咪唑烷II-2的合成-用CuBr做催化剂，1，4-二氧六环做溶剂
向5.0mmol E和5.0mmol的丙炔酸甲酯的1，4-二氧六环溶液中加入0.5mmol的CuBr，室温搅拌12h，再向其中加入0.5mmol F，反应液继续搅拌12h。硅胶过滤除去CuBr，滤液真空浓缩，粗产品经柱层析分离得白色固体，收率：63％。
实施例8
咪唑烷II-3的合成-用CuBr和CuI做催化剂，氯苯做溶剂
向5.0mmol G和5.0mmol的丙炔酸甲酯的氯苯溶液中加入0.5mmol的CuBr和CuI，室温搅拌12h，再向其中加入0.5mmol A，反应液继续搅拌12h。硅胶过滤除去CuBr和CuI，滤液真空浓缩，粗产品经柱层析分离得白色固体，收率：59％。
实施例9
咪唑烷II-4的合成-用CuCl做催化剂，DCM做溶剂
向5.0mmol H和5.0mmol的丙炔酸甲酯的二氯甲烷溶液中加入0.5mmol的CuCl，室温搅拌12h，再向其中加入0.5mmolA，反应液继续搅拌12h。硅胶过滤除去CuCl，滤液真空浓缩，粗产品经柱层析分离得白色固体，收率：85％。
实施例10
咪唑烷II-5的合成-用CuCI做催化剂，CHCl3做溶剂
向5.0mmol I和5.0mmol的丙炔酸甲酯的CHCl3溶液中加入0.5mmol的CuCl，室温搅拌12h，再向其中加入0.5mmol A，反应液继续搅拌12h。硅胶过滤除去CuCl，滤液真空浓缩，粗产品经柱层析分离得淡黄色固体，收率：89％。
本发明所涉及的部分化合物的结构式以及物化性质见下表。
Claims (5)
1.一种咪唑烷类杂环的新合成方法，其特征是，在有机溶剂中，用亚胺与炔作为底物，在铜(I)催化条件下发生多组分反应，从而构建出咪唑烷类的杂环化合物。本发明所涉及的咪唑烷类杂环结构如结构式I，II所示：
其中：R1、R3和R5独自选自：苯环，被C1-C3烷基，OMe，NO2，CF3，X(卤素)中一个或一个以上取代基取代的苯环，环烷基；
R2选自：COOMe，COOEt，COO(CH2)nCH3、n＝1-10；
R4选自：苯环，被C1-C3烷基，OMe，NO2，CF3，X(卤素)中一个或一个以上取代基取代的苯环或者杂环。
2.如权利要求1所述的两种咪唑烷类杂环的合成方法，合成通式I的化合物时用一种亚胺与一种炔进行反应，亚胺与炔的摩尔比为2∶1～4∶1，以2∶1效果最佳；合成通式II的化合物时用两种亚胺与一种炔进行反应，两种亚胺与炔的摩尔比为1∶1∶1～1∶1∶4，以1∶1∶1效果最佳。
3.如权利要求1所述的两种咪唑烷类杂环的合成方法中，所述的催化剂为CuI、CuBr、CuCl中的一种或者是其混合物；合成结构通式I和II所需的催化剂用量为炔用量的5％～10％(mol)，以10％效果最佳。
4.如权利要求1所述的两种咪唑烷类杂环合成方法中，合成结构通式I和II的反应温度为0～100℃，以10～40℃最佳。
5.如权利要求1所述的两种咪唑烷类杂环合成方法中，所述的溶剂是二氯甲烷，三氯甲烷，二氯乙烷，甲苯，1，4-二氧六环，氯苯，N，N-二甲基甲酰胺，乙醇，以二氯甲烷的效果最佳。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C05 | Deemed withdrawal (patent law before 1993) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130904 |