CN104817503A - 一种三级酰胺类化合物的制备方法 - Google Patents

一种三级酰胺类化合物的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种三级酰胺类化合物的制备方法，本发明公开了一种在铜盐为催化剂和分子氧作为氧化剂的条件下，通过芳基烷基酮类化合物和唑类化合物合成三级酰胺类化合物的反应。该方法采用廉价的催化剂(铜盐)，在分子氧作为终极氧化剂，通过C-C键的断裂实现酰胺化，反应条件温和，原料普通易得，操作简单，环保且实用；适用于各种芳基烷基酮类化合物与唑类化合物酰胺化得到三级酰胺化合物，兼容性强，产物得率高，具有广泛且重要的应用。

Description

一种三级酰胺类化合物的制备方法
技术领域
本发明涉及有机合成领域，具体涉及一种三级酰胺类化合物的制备方法。
背景技术
唑类，尤其是苯并咪唑是广泛应用于生物活性天然产物和药学活性分子的有机化合物。因此，开发制备功能化唑类化合物的新型实用方法具有重要的意义。传统上，唑类的酰胺化都是由自由羧酸或者酰氯得到的。前者，自由羧酸的活化总是需要理论配比的活化试剂，而后者，在反应中总是产生腐蚀性的副产物，这极大的限制了其应用。最近，有报道不含金属的由醛类和唑类发生的唑类N-酰化反应，然而，反应需要过多的过氧化物，条件苛刻、过程复杂、能耗高。分子氧由于其显著的可持续性能，是一种理想的氧化剂。通过氧气氧化断裂芳基酮类化合物的C-C单键使唑类化合物酰胺化的反应还没有被报道过。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种三级酰胺类化合物的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种三级酰胺类化合物的制备方法，以铜盐为催化剂、分子氧为氧化剂，通过芳基烷基酮类化合物和唑类化合物合成三级酰胺类化合物，反应机理为：
其中路径a(path a)中，产物中的羰基来自于酮；路径b(path b)中，产物中的羰基来自于分子氧。
优选的，具体包括如下步骤：
(1)将所述芳基烷基酮类化合物、唑类化合物、铜盐加入到含有有机溶剂及配体的溶剂储存瓶中，然后冲入氧气并密封，在100-150℃下搅拌10-20h，其中芳基烷基酮类化合物与唑类化合物的摩尔比为1:2-1:5；
(2)反应完成后，通过旋转蒸发仪将有机溶剂蒸干，后用硅胶柱纯化产品。
优选的，所述的铜盐是CuCl、Cu(OAc)2、CuI、CuBr、Cu2O中的一种或其组合。
优选的，所述铜盐用量为5-15mmol％。
优选的，所述芳基烷基酮类化合物是苯乙酮，所述唑类化合物是苯并咪唑，所述三级酰胺类化合物是苯并咪唑1-酰基，所述反应温度是130℃，反应时间是16h。
优选的，所述芳基烷基酮类化合物是苯乙酮类化合物或芳基乙酮类化合物。
优选的，所述有机溶剂包括有及对二甲苯、甲苯中的一种或其组合。
优选的，所述配体包括有吡啶、2-苯基吡啶、2-甲基吡啶、2-氨基吡啶中的一种或其组合。
优选的，所述步骤(2)中硅胶柱纯化的洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶液，比例范围为石油醚:乙酸乙酯＝1:1-4。
本发明的有益效果是：
1、本发明的方法的原料为芳基烷基酮类化合物和唑类化合物、催化剂为铜盐，氧化剂为氧气，反应条件温和的，原料普通易得，操作简单，环保且实用；
2、本发明的方法适用于各种芳基烷基酮类化合物与唑类化合物酰胺化得到三级酰胺化合物，底物范围广泛，兼容性强，产物得率高，具有广泛且重要的应用。
以下实施例对本发明作进一步详细说明；但本发明的一种三级酰胺类化合物的制备方法不局限于实施例。
具体实施方式
实施例1
(1)将苯乙酮(0.25mmol)、苯并咪唑(0.5mmol)、CuCl(10mol％)加入到含有吡啶(3mmol)，对二甲苯(1mL)的溶剂储存瓶中，然后冲入氧气(气袋)并密封，在100℃下搅拌20h；
(2)反应完成后，通过旋转蒸发仪将有机溶剂蒸干，后用硅胶柱纯化产品，硅胶柱纯化的洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶液，比例范围为石油醚:乙酸乙酯＝1:2。得到苯并咪唑1-酰基GC得率为16％。
实施例2
(1)将苯乙酮(0.25mmol)、苯并咪唑(0.5mmol)、CuI(10mol％)加入到含有吡啶(3mmol)，对二甲苯(1mL)的溶剂储存瓶中，然后冲入氧气(气袋)并密封，在130℃下搅拌16h；
步骤(2)同实施例1，产物苯并咪唑1-酰基的GC得率为64％。
实施例3
(1)将苯乙酮(0.25mmol)、苯并咪唑(0.5mmol)、Cu(OAc)2(10mol％)加入到含有吡啶(3mmol)，对二甲苯(1mL)的溶剂储存瓶中，然后冲入氧气(气袋)并密封，在150℃下搅拌10h；
步骤(2)同实施例1，产物苯并咪唑1-酰基的GC得率为7％。
实施例4
(1)将苯乙酮(0.25mmol)、苯并咪唑(0.5mmol)、CuBr(10mol％)加入到含有吡啶(3mmol)，对二甲苯(1mL)的溶剂储存瓶中，然后冲入氧气(气袋)并密封，在130℃下搅拌16h；
步骤(2)同实施例1，产物苯并咪唑1-酰基的GC得率为76％。
实施例5
(1)将苯乙酮(0.25mmol)、苯并咪唑(0.5mmol)、Cu2O(10mol％)加入到含有吡啶(3mmol)，对二甲苯(1mL)的溶剂储存瓶中，然后冲入氧气(气袋)并密封，在130℃下搅拌16h；
步骤(2)同实施例1，产物苯并咪唑1-酰基的GC得率为30％。
实施例6
(1)将苯乙酮(0.25mmol)、苯并咪唑(0.5mmol)、CuBr(10mol％)加入到含有吡啶(3mmol)，甲苯(1mL)的溶剂储存瓶中，然后冲入氧气(气袋)并密封，在130℃下搅拌16h；
步骤(2)同实施例1，产物苯并咪唑1-酰基的GC得率为38％。
实施例7
(1)将苯乙酮(0.25mmol)、苯并咪唑(0.5mmol)、CuBr(10mol％)加入到含有2-苯基吡啶(3mmol)，对二甲苯(1mL)的溶剂储存瓶中，然后冲入氧气(气袋)并密封，在130℃下搅拌16h；
步骤(2)同实施例1，产物苯并咪唑1-酰基的GC得率为62％。
实施例8
(1)将苯乙酮(0.25mmol)、苯并咪唑(0.5mmol)、CuBr(10mol％)加入到含有2-甲基吡啶(3mmol)，对二甲苯(1mL)的溶剂储存瓶中，然后冲入氧气(气袋)并密封，在130℃下搅拌16h后；
步骤(2)同实施例1，产物苯并咪唑1-酰基的GC得率为33％。
实施例9
(1)将苯乙酮(0.25mmol)、苯并咪唑(0.5mmol)、CuBr(10mol％)加入到含有吡啶(2mmol)，对二甲苯(1mL)的溶剂储存瓶中，然后冲入氧气(气袋)并密封，在130℃下搅拌16h；
步骤(2)同实施例1，产物苯并咪唑1-酰基的GC得率为74％。
实施例10
(1)将苯乙酮(0.25mmol)、苯并咪唑(0.5mmol)、CuBr(10mol％)加入到含有吡啶(4mmol)、对二甲苯(1mL)的溶剂储存瓶中，然后冲入氧气(气袋)并密封，在130℃下搅拌16h；
步骤(2)同实施例1，产物苯并咪唑1-酰基的GC得率为64％。
实施例11
(1)分别将不同的苯乙酮类化合物(0.25mmol)、唑类化合物(0.5mmol)、CuBr(10mol％)加入到含有吡啶0.75mmol，对二甲苯1mL的溶剂储存瓶中，然后冲入氧气并密封反应，反应时间为12h，反应温度为135℃。
步骤(2)同实施例1，其产物及GC的得率如表1：
表1：
由表1可见，苯乙酮的衍生物，在对位有H取代、烷基取代、环取代都可以很好的反应，给出相应的产物并得到中等至良好的得率，其中环取代基的相应产物为进一步的结构优化提供了更多的可行性。供电子基团，如甲氧基，氧硫基，二联苯基团在芳环上的取代都可以得到很好的反应效果。聚亚苯基，如1-萘乙酮、2-萘乙酮、4-乙酰基联苯，和4-苯乙炔基乙酰基苯可以全部兼容，并给出相应产物很好的得率。此外，其他芳环，比如3-噻吩甲基酮也可以在反应中很好的兼容，生产的产物可以在DA反应中作为二烯来提高反应的多样性。二取代的苯并咪唑也可以在这个反应中兼容，并得出相应的产物68％的得率。从苯并咪唑到其他杂环化合物，3-苯基吡啶和各种吲唑类化合物也可以在这个转化中获得很好的反应。值得注意的是吲唑类化合物和苯乙酮反应的很好，可以忍受在芳环上的强吸电子基团，并提供了相应的中等到良好的目标产物的得率。同时，杂环的甲基酮，比如3-乙酰基苯并呋喃和吲唑类化合物反应得到了52％得率的相应产物。以上的结果很好的证明了各种苯乙酮类化合物和唑类化合物均适用于铜催化氧气氧化下C-C断裂的反应的底物，本发明的方法具有良好的兼容性，分离收率高，具有广泛的应用。
实施例12
(1)分别将不同的芳基乙酮类化合物(0.25mmol)、苯并咪唑(0.5mmol)、CuBr(10mol％)加入到含有吡啶为0.75mmol，对二甲苯为1mL的溶剂储存瓶中，然后冲入氧气并密封反应，反应时间为16h，反应温度为130℃。
步骤(2)同实施例1，其产物及GC的得率如表2：
由表2可见，长链取代基类化合物，例如异丙基，苯甲基和3氧基苯基丙酸基，反应良好，并分别获得了得率为74％，37％和55％相应的酰胺类化合物。该方法对长链的苯乙酮也具有良好的适用性，各种长链的基团和苯并咪唑都反应的很好，并给出了良好分离得率的相应的产物。
上述实施例仅用来进一步说明本发明的一种三级酰胺类化合物的制备方法，但本发明并不局限于实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种三级酰胺类化合物的制备方法，其特征在于：以铜盐为催化剂、分子氧为氧化剂，通过芳基烷基酮类化合物和唑类化合物合成三级酰胺类化合物。
2.如权利要求1所述的三级酰胺类化合物的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)将所述芳基烷基酮类化合物、唑类化合物、铜盐加入到含有有机溶剂及配体的溶剂储存瓶中，冲入氧气并密封，在100-150℃下搅拌10-20h，其中芳基烷基酮类化合物与唑类化合物的摩尔比为1:2-1:5；
(2)反应完成后，通过旋转蒸发仪将有机溶剂蒸干，后用硅胶柱纯化产品。
3.如权利要求1或2所述的三级酰胺类化合物的制备方法，其特征在于：所述的铜盐是CuCl、Cu(OAc)2、CuI、CuBr、Cu2O中的一种或其组合。
4.如权利要求3所述的三级酰胺类化合物的制备方法，其特征在于：所述铜盐用量为5-15mmol％。
5.如权利要求2所述的三级酰胺类化合物的制备方法，其特征在于：所述芳基烷基酮类化合物是苯乙酮，所述唑类化合物是苯并咪唑，所述三级酰胺类化合物是苯并咪唑1-酰基，所述反应温度是130℃，反应时间是16h。
6.如权利要求1或2所述的三级酰胺类化合物的制备方法，其特征在于：所述芳基烷基酮类化合物是苯乙酮类化合物或芳基乙酮类化合物。
7.如权利要求2所述的三级酰胺类化合物的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂包括有对二甲苯、甲苯中的一种或其组合。
8.如权利要求2所述的三级酰胺类化合物的制备方法，其特征在于：所述配体包括有吡啶、2-苯基吡啶、2-甲基吡啶、2-氨基吡啶中的一种或其组合。
9.如权利要求2所述的三级酰胺类化合物的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中硅胶柱纯化的洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶液，比例范围为石油醚:乙酸乙酯＝1:1-4。
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