CN105061252B - 一种制备1,2‑双(1‑芳烷基亚甲基)肼化合物的方法 - Google Patents

一种制备1,2‑双(1‑芳烷基亚甲基)肼化合物的方法 Download PDF

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Abstract

本发明展示了一种制备1,2‑双(1‑芳烷基亚甲基)肼化合物的方法，包括以下步骤：将苯磺酰腙溶于CH3CN溶剂中，再加入过硫酸铵和碳酸铯,在100℃条件下反应6h,反应结束后，萃取、柱层析分离，得到1,2‑双(1‑芳烷基亚甲基)肼化合物。本方法采用廉价的过硫酸铵作为催化剂催化苯磺酰腙发生降解反应，反应条件温和、时间短，后处理过程简单，且反应成本低，产物收率高。1,2‑双(1‑芳烷基亚甲基)肼化合物可作为有用的合成中间体，并具有潜在的药物活性和广泛的用途。

Description

一种制备1,2-双(1-芳烷基亚甲基)肼化合物的方法
技术领域
本发明属于有机合成化学领域，涉及合成肼类化合物的方法，具体涉及采用过硫酸铵催化降解苯磺酰腙制备1,2-双(1-芳烷基亚甲基)肼化合物的方法。
背景技术
含有取代基的肼化合物不仅在合成化学中作为常见的合成中间体而且具有广泛的用途，如在荧光材料、传感器以及染料方面展现出特有的性质。同时在该类化合物也具有潜在的生理活性，在抗菌，抗病毒，杀菌以及抗癌方面都表现出一定的药物活性[Chem.Commun.,2011,47,11219–11221；Pharmacology&Pharmacy,2011,2,1-9.等]。
1,2-双(1-芳烷基亚甲基)肼化合物传统的合成方法是通过醛或酮类化合物与水合肼反应得到，然而反应中水合肼往往用量较大且具有很强的毒性，经济性低，对环境污染较为严重。近年来，改进的方法在不断地完善中。如利用无溶剂方法，在微波的激发作用下合成该类化合物[H.Loghmani-Khouzani,M.M.M.Sadeghi,J.Safari,M.S.Abdorrezaie andM.Jafarpisheh.A convenient synthesis of azines under solvent-free conditionsusing microwave irradiation.J.Chem.Research,2001,80–81.]，然而此反应条件具有一定的限制性。
苯磺酰腙类化合物极易制备且具有独特的性质，在合成化学中可作为稳定的重氮化合物前体参与构建C-C键、C-N键、C-S键、C-O键等。而苯磺酰腙在参与上述反应中往往得到1,2-双(1-芳烷基亚甲基)肼化合物作为副产物，收率不高。最近，利用硝基甲烷作为反应物和反应溶剂，氢氧化钠作为碱，苯磺酰腙可降解生成1,2-双(1-芳烷基亚甲基)肼化合物的方法被相关文献报道[Q.Sha,Y.Y.Wei.Base and solvent mediated decomposition oftosylhydrazones:highly selective synthesis of N-alkyl substituted hydrazones,dialkylidenehydrazines,and oximes.Tetrahedron,2013,69,3829-3835.]，该方法收率较高，但反应需要强碱参与和使用有毒、昂贵的硝基甲烷，因而不利于环保且经济性较低。
因此，仍然需要发展和优化新的制备1,2-双(1-芳烷基亚甲基)肼化合物的方法。
发明内容
本发明的目的主要是针对上述现有技术存在的不足和缺陷，提供一种制备1,2-双(1-芳烷基亚甲基)肼化合物的方法。本方法采用廉价的过硫酸铵作为催化剂催化苯磺酰腙发生降解反应，反应条件温和、时间短，后处理过程简单，产物收率高，且反应成本低，毒性低，符合绿色化学的特点。
本发明合成路线原理如下：
其中，R1为不含或含有任意取代基的芳基；R2为H、C1～C4烷基、不含或含有任意取代基的芳基；R3为不含或含有任意取代基的苯基。
为了达到上述目的，合成上述化合物，本发明采取了如下的技术方案：
将苯磺酰腙1溶于CH3CN溶剂中，再加入过硫酸铵和碳酸铯,在油浴中反应6h,反应结束后，萃取、柱层析分离，得到1,2-双(1-芳烷基亚甲基)肼化合物2。
上述方法中所述的置于油浴中反应的温度是100摄氏度。
上述方法中所述的苯磺酰腙1、过硫酸铵和碳酸铯的当量为1:1-2:1-2。
上述方法中所述苯磺酰腙1为0.5-1毫摩尔，过硫酸铵为0.5-2毫摩尔，碳酸铯为0.5-2毫摩尔，CH3CN为3-6毫升。
上述方法中所述苯磺酰腙1具有以下通式：其中，R1为不含或含有任意取代基的芳基；R2为H、C1～C4烷基、不含或含有任意取代基的芳基；R3为不含或含有任意取代基的苯基。
上述方法中所述的产物1,2-双(1-芳烷基亚甲基)肼化合物2具有以下通式：其中，R1为不含或含有任意取代基的芳基；R2为H、C1～C4烷基、不含或含有任意取代基的芳基。
上述方法中所述1,2-双(1-芳烷基亚甲基)肼化合物2的收率为77-93％。
本发明与现有技术路线相比较，有如下优势：
(1)本发明的方法底物适用范围广，反应条件温和、时间短，后处理过程简单，产物收率高，可以较大规模的生产目标化合物。
(2)采用易制备、稳定的苯磺酰腙化合物作为反应底物和廉价的过硫酸铵作为催化剂，反应成本低，毒性低，对环境友好。
(3)提供了一种新型的过硫酸铵催化降解苯磺酰腙化合物制备1,2-双(1-芳烷基亚甲基)肼化合物的方法，经历了脱磺酰基、氮气和氧化偶联反应过程。
具体实施方式
结合具体的实例对发明做进一步详细的描述，但本发明要求保护的范围不仅限于此。
实施实例1：在圆底烧瓶中加入144mg(0.5mmol)苯磺酰腙化合物1a，114mg(0.5mmol)(NH4)2S2O8和163mg(0.5mmol)Cs2CO3,加入3mL CH3CN，油浴中100℃条件下，磁力搅拌反应6h，TLC监测反应进程。反应结束后，对反应液萃取，柱层析分离[石油醚(60～90℃)/乙酸乙酯＝8/1]，得到1,2-双(1-苯基乙亚甲基)肼2a，白色固体110mg，收率为93％，Mp:123-125℃.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.91(m,4H,ArH),7.44(m,6H,ArH),2.32(s,6H,CH3)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ157.83,140.95,131.62,128.10,123.98,20.84.MS(ESI):m/z＝237.0[M+H]+,258.9[M+Na]+,495.1[2M+Na]+.实施实例1的反应原理如下式：
实施实例2：在圆底烧瓶中加入144mg(0.5mmol)苯磺酰腙化合物1a，114mg(0.5mmol)(NH4)2S2O8和163mg(0.5mmol)Cs2CO3,加入3mL CH3CN，油浴中80℃条件下，磁力搅拌反应10h，TLC监测反应进程。反应结束后，对反应液萃取，柱层析分离[石油醚(60～90℃)/乙酸乙酯＝8/1]，得到1,2-双(1-苯基乙亚甲基)肼2a，白色固体89mg，收率为75％。实施实例2的反应原理如下式：
实施实例3：在圆底烧瓶中加入144mg(0.5mmol)苯磺酰腙化合物1a，114mg(0.5mmol)(NH4)2S2O8和163mg(0.5mmol)Cs2CO3,加入3mL CH3CN，油浴中110℃条件下，磁力搅拌反应6h，TLC监测反应进程。反应结束后，对反应液萃取，柱层析分离[石油醚(60～90℃)/乙酸乙酯＝8/1]，得到1,2-双(1-苯基乙亚甲基)肼2a，白色固体93mg，收率为79％。实施实例3的反应原理如下式：
实施实例4：在圆底烧瓶中加入144mg(0.5mmol)苯磺酰腙化合物1a，114mg(0.5mmol)(NH4)2S2O8和163mg(0.5mmol)Cs2CO3,加入3mL CH3CN，油浴中100℃条件下，磁力搅拌反应4h，TLC监测反应进程。反应结束后，对反应液萃取，柱层析分离[石油醚(60～90℃)/乙酸乙酯＝8/1]，得到1,2-双(1-苯基乙亚甲基)肼2a，白色固体65mg，收率为55％。实施实例3的反应原理如下式：
实施实例5：在圆底烧瓶中加入144mg(0.5mmol)苯磺酰腙化合物1a，114mg(0.5mmol)(NH4)2S2O8和163mg(0.5mmol)Cs2CO3,加入3mL CH3CN，油浴中100℃条件下，磁力搅拌反应8h，TLC监测反应进程。反应结束后，对反应液萃取，柱层析分离[石油醚(60～90℃)/乙酸乙酯＝8/1]，得到1,2-双(1-苯基乙亚甲基)肼2a，白色固体90mg，收率为76％。实施实例5的反应原理如下式：
实施实例6：在圆底烧瓶中加入159mg(0.5mmol)苯磺酰腙化合物1b，114mg(0.5mmol)(NH4)2S2O8和163mg(0.5mmol)Cs2CO3,加入3mL CH3CN，油浴中100℃条件下，磁力搅拌反应6h，TLC监测反应进程。反应结束后，对反应液萃取，柱层析分离[石油醚(60～90℃)/乙酸乙酯＝8/1]，得到1,2-双(1-(4-甲氧基苯基)乙亚甲基)肼2b，白色固体132mg，收率为89％。Mp:169-171℃.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.92(d,4H,J＝7.2Hz,ArH),6.98(d,4H,J＝7.2Hz,ArH),3.91(s,6H,CH3),2.37(s,6H,CH3)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ160.86,157.83,131.40,128.10,113.68,55.38,14.81.MS(ESI):m/z＝297.0[M+H]+,319.0[M+Na]+,615.1[2M+Na]+.实施实例6的反应原理如下式：
实施实例7：在圆底烧瓶中加入146mg(0.5mmol)苯磺酰腙化合物1c，114mg(0.5mmol)(NH4)2S2O8和163mg(0.5mmol)Cs2CO3,加入3mL CH3CN，油浴中100℃条件下，磁力搅拌反应6h，TLC监测反应进程。反应结束后，对反应液萃取，柱层析分离[石油醚(60～90℃)/乙酸乙酯＝8/1]，得到1,2-双(1-(4-氟苯基)乙亚甲基)肼2c，白色固体106mg，收率为78％。Mp:158-160℃.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.92(d,4H,J＝8.0Hz,ArH),7.42(d,4H,J＝6.4Hz,ArH),2.32(s,6H,CH3)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ160.86,157.83,131.40,128.10,113.68,55.38,14.81.MS(ESI):m/z＝294.9[M+Na]+.实施实例7的反应原理如下式：
实施实例8：在圆底烧瓶中加入167mg(0.5mmol)苯磺酰腙化合物1d，114mg(0.5mmol)(NH4)2S2O8和163mg(0.5mmol)Cs2CO3,加入3mL CH3CN，油浴中100℃条件下，磁力搅拌反应6h，TLC监测反应进程。反应结束后，对反应液萃取，柱层析分离[石油醚(60～90℃)/乙酸乙酯＝5/1]，得到1,2-双(1-(3-硝基苯基)乙亚甲基)肼2d，黄色固体148mg，收率为91％。Mp:161-163℃.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.80(t,2H,J＝2.0Hz,ArH),8.33(t,4H,J＝7.20,Hz,ArH),7.68(t,2H,J＝8.0Hz,ArH)2.45(s,6H,CH3)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ145.93,139.97,130.53,130.08,128.56,124.01,21.76.MS(ESI):m/z＝325.6[M-H]-.实施实例8的反应原理如下式：
实施实例9：在圆底烧瓶中加入137mg(0.5mmol)苯磺酰腙化合物1e，114mg(0.5mmol)(NH4)2S2O8和163mg(0.5mmol)Cs2CO3,加入3mL CH3CN，油浴中100℃条件下，磁力搅拌反应6h，TLC监测反应进程。反应结束后，对反应液萃取，柱层析分离[石油醚(60～90℃)/乙酸乙酯＝10/1]，得到1,2-双(1-苯基亚甲基)肼2e，白色固体88mg，收率为85％。Mp:125-127℃1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.72(d,2H,J＝6.4Hz,N＝CH),7.90(m,4H,ArH),7.50(m,6H,ArH)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ162.1,131.2,128.8,128.6,128.0.MS(ESI):m/z＝231.8[M+Na]+,440.9[2M+Na]+.实施实例9的反应原理如下式：
实施实例10：在圆底烧瓶中加入169mg(0.5mmol)苯磺酰腙化合物1f，114mg(0.5mmol)(NH4)2S2O8和163mg(0.5mmol)Cs2CO3,加入3mL CH3CN，油浴中100℃条件下，磁力搅拌反应6h，TLC监测反应进程。反应结束后，对反应液萃取，柱层析分离[石油醚(60～90℃)/乙酸乙酯＝6/1]，得到1,2-双(1-萘基乙亚甲基)肼2f，黄色固体148mg，收率为88％。Mp:189-191℃.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.52(s,1H,ArH),8.09(dd,J＝1.6Hz,8.4Hz,1H,ArH),8.01(d,J＝8.0Hz,1H,ArH)7.93-7.66(m,2H,ArH),7.61(t,J＝6.8Hz,1H,ArH),7.59(m,1H,ArH),2.78(s,3H,CH3)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ135.6,134.6,132.6,129.5,129.4,128.5,127.8,127.6,126.8,126.5,125.8,121.1,118.4,26.7.MS(ESI):m/z＝358.9[M+Na]+,695.0[2M+Na]+.实施实例10的反应原理如下式：
实施实例11：在圆底烧瓶中加入175mg(0.5mmol)苯磺酰腙化合物1g，114mg(0.5mmol)(NH4)2S2O8和163mg(0.5mmol)Cs2CO3,加入3mL CH3CN，油浴中100℃条件下，磁力搅拌反应6h，TLC监测反应进程。反应结束后，对反应液萃取，柱层析分离[石油醚(60～90℃)/乙酸乙酯＝6/1]，得到1,2-双(1-苯基苯亚甲基)肼2g，白色固体139mg，收率为77％。Mp:220-222℃.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.12(m,8H,ArH),7.71(t,4H,J＝7.6Hz,ArH),7.57(t,8H,J＝7.6Hz,ArH)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ163.09,134.3,129.8,128.8,125.73.MS(ESI):m/z＝382.9[M+Na]+,743.0[2M+Na]+.实施实例11的反应原理如下式：

Claims (4)

1.一种制备如式2化合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：将苯磺酰腙1溶于CH3CN溶剂中，再加入过硫酸铵和碳酸铯,在油浴中反应6h,反应结束后，萃取、柱层析分离，得到式2化合物，其反应式如下所示：
其中，R1为不含或含有任意取代基的芳基；R2为H、C1～C4烷基、不含或含有任意取代基的芳基；R3为不含或含有任意取代基的苯基。
2.根据权利要求1所述的一种制备式2化合物的方法，其特征是所述的置于油浴中反应的温度是100摄氏度。
3.根据权利要求1所述的一种制备式2化合物的方法，其特征是所述的苯磺酰腙1、过硫酸铵和碳酸铯的当量为1:1-2:1-2。
4.根据权利要求1所述的一种制备式2化合物的方法，其特征在于，所述苯磺酰腙1为0.5-1毫摩尔，过硫酸铵为0.5-2毫摩尔，碳酸铯为0.5-2毫摩尔，CH3CN为3-6毫升。
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