CN105399710A - 一种2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物的合成方法 - Google Patents

一种2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物的合成方法 Download PDF

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    • C07D307/78—Benzo [b] furans; Hydrogenated benzo [b] furans
    • C07D307/82—Benzo [b] furans; Hydrogenated benzo [b] furans with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to carbon atoms of the hetero ring
    • C07D307/84—Carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen

Abstract

本发明公开了一种2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物的合成方法，首先按照1:1-2:0.2:4的摩尔比取水杨醛类化合物、芳基乙腈类化合物、催化剂和碱，将它们置于反应容器中，再在反应容器中加入溶剂至水杨醛类化合物和芳基乙腈类化合物完全溶解；将反应容器置于100-120℃油浴下搅拌反应18-24h，冷却至室温后，加入与溶剂等体积的水后，再用二氯甲烷萃取2-4次；经硅胶色谱柱分离，减压蒸馏，即得产物2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物。本发明采用“一锅法”合成2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物，减少了中间体分离纯化的工艺，操作方法简单，而且反应条件温和，反应原料简单易得，生产成本低廉，不仅适用于实验室小规模制备，还适用于工业化大规模生产。

Description

一种2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物的合成方法
技术领域
本发明涉及一种有机化合物氰基化合成方法，尤其涉及一种2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物的合成方法。
背景技术
2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物作为一类重要的化工中间体，在医药，农药，染料等行业得到十分广泛的应用。目前，已经公布了多种合成2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物的方法。LeiWang(Org.Biomol.Chem.,2012,vol10,p7184–7196)等人报道了由苯酚和3-苯基丙炔腈在碱的作用下形成中间体烯腈化合物，进而在醋酸钯的催化下形成2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物。该方法中形成的中间体烯腈类化合物有Z式和E式，只有E式才能得到最终产物，选择性不是很好。KouichiOhe(Chem.Commun.,2012,vol48,p3127–3129)等人报道了由2-苯基苯并呋喃出发，使用氯化镓作为催化剂，以溴化氰为氰源生成2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物的方法。该方法中溴化氰与水或水蒸气接触会放出剧毒、易燃和腐蚀性的溴化氢和氰化氢气体。有不纯物质存在时能很快引起分解，并引起爆炸。StephenG.Pyne(J.Org.Chem.2010,vol75,p3412–3419)等人报道了由2-(2-苯乙炔基)苯酚出发，使用氰化亚铜为催化剂，氧气环境下反应生成2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物的方法。该方法中使用2.2当量的氰化亚铜为催化剂和氰源，造成金属铜的大量浪费。而且反应条件要求为氧气环境，产物也是2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物和2-苯基苯并呋喃类化合物的混合物，选择性不高。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供了一种2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物的合成方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物的合成方法，该方法具体为:按照1:1-2:0.2:4的摩尔比取水杨醛类化合物、芳基乙腈类化合物、醋酸铜和甲醇钠，将它们置于反应容器中，再在反应容器中加入溶剂至水杨醛类化合物和芳基乙腈类化合物完全溶解；将反应容器置于100-120℃油浴下搅拌反应18-24h，冷却至室温后，加入与溶剂等体积的水后，再用二氯甲烷萃取2-4次；经硅胶色谱柱分离，减压蒸馏，即得产物2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物。
进一步地，所述芳基乙腈类化合物可以为苯乙腈类化合物、萘乙腈类化合物或噻吩乙腈类化合物；溶剂采用非质子性极性溶剂。
进一步地，所述非质子性极性溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酰胺或二甲亚砜。
进一步地，所述非质子性极性溶剂为二甲亚砜。
进一步地，所述催化剂可以为Cu(OAc)2·H2O、Cu(OAc)2、Cu(acac)2、CuBr2、CuSO4、CuF2、Cu(OTf)2、Cu(NO3)2·3H2O、CuCl2·2H2O、CuI、CuBr、CuCl、Cu2O、Cu和Pd(OAc)2，所述催化剂优选为醋酸铜(Cu(OAc)2)。
进一步地，所述碱可以为NaOMe、Cs2CO3、K2CO3、KOH、K3PO4、t-BuOK、Na2CO3、NaOAc、NaOH、NaNH2、哌啶和吡啶，所述碱优选为NaOMe。
进一步地，所述水杨醛类化合物、芳基乙腈类化合物、催化剂和碱的摩尔比优选为1:1.5:0.2:4。
本发明的有益效果是：本发明采用“一锅法”合成2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物，减少了中间体分离纯化的工艺，操作方法简单，而且反应条件温和，反应原料易得，使用催化量的醋酸铜为催化剂，生产成本低廉，不仅适用于实验室小规模制备，还适用于工业化大规模生产。本发明以芳基乙腈类化合物为氰基化试剂，以醋酸铜为催化剂；反应原料便宜易得，方便于2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物库的建立，为2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物药物的活性筛选提供了很好的方法，而且2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物还具有荧光性能，为寻找新型荧光分子提供了帮助。
具体实施方式
2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物结构如下所示：
其中：R1＝Ph，R2＝5-Me；R1＝4-Me-Ph，R2＝5-Me；R1＝4-OMe-Ph，R2＝5-Me；R1＝4-Cl-Ph，R2＝5-Me；R1＝4-F-Ph，R2＝5-Me；R1＝4-Br-Ph，R2＝5-Me；R1＝4-CF3-Ph，R2＝5-Me；R1＝4-NO2-Ph，R2＝5-Me；R1＝2-NO2-Ph，R2＝5-Me；R1＝3-Cl-Ph，R2＝5-Me；R1＝1-Naphthyl，R2＝5-Me；R1＝2-Naphthyl，R2＝5-Me；R1＝2-thiophenyl，R2＝5-Me；R1＝Ph，R2＝Ph；R1＝Ph，R2＝5-Cl-Ph；R1＝Ph，R2＝5-Br-Ph；R1＝Ph，R2＝7-Me-Ph；R1＝Ph，R2＝6-(N,N-Diethyl)-Ph；R1＝Ph，R2＝5,7-Cl-Ph；R1＝Ph，R2＝5,7-t-Bu-Ph；R1＝Ph，R2＝1-Naphthyl；R1＝Ph，R2＝1-Phenanthryl；R1＝4-Cl-Ph，R2＝Ph；R1＝4-F-Ph，R2＝Ph；R1＝4-OMe-Ph，R2＝Ph；R1＝4-Me-Ph，R2＝5-Cl-Ph；R1＝4-Cl-Ph，R2＝5-Cl-Ph；R1＝3-Cl-Ph，R2＝5,7-t-Bu-Ph；R1＝pyridine，R2＝6-(N,N-Diethyl)-Ph；R1＝4-F-Ph，R2＝6-NO2。
本发明的合成方法是采用“一锅法”的合成方式，具体为：按照1:1-2:0.2:4的摩尔比取水杨醛类化合物、芳基乙腈类化合物、醋酸铜和甲醇钠，将它们置于反应容器中，再在反应容器中加入溶剂至水杨醛类化合物和芳基乙腈类化合物完全溶解。将反应容器置于100-120℃油浴下搅拌反应18-24h，冷却至室温后(20-35℃)，加入与溶剂等体积的水后，再用二氯甲烷萃取2-4次；经硅胶色谱柱分离，减压蒸馏，即得产物2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物。
本合成方法中，芳基乙腈类化合物可以为苯乙腈类化合物、萘乙腈类化合物或噻吩乙腈类化合物。溶剂可以采用非质子性极性溶剂，如N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基乙酰胺，N-甲基吡咯烷酮，六甲基磷酰胺或者二甲亚砜中的一种或多种。其中最好的为二甲亚砜。催化剂可以为Cu(OAc)2·H2O、Cu(OAc)2、Cu(acac)2、CuBr2、CuSO4、CuF2、Cu(OTf)2、Cu(NO3)2·3H2O、CuCl2·2H2O、CuI、CuBr、CuCl、Cu2O、Cu和Pd(OAc)2，其中最好的催化剂为醋酸铜。所述碱可以为NaOMe、Cs2CO3、K2CO3、KOH、K3PO4、t-BuOK、Na2CO3、NaOAc、NaOH、NaNH2、哌啶和吡啶，其中最好的碱为甲醇钠。水杨醛类化合物、芳基乙腈类化合物、醋酸铜和甲醇钠的摩尔比优选为1:1.5:0.2:4。
下面通过具体的实施例子进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施范例之中。
表1给出了实施例1-10中2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物的结构。
表12-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物实施例1-10
实施例 R1 R2
1 Ph 5-Me-Ph
2 4-Me-Ph 5-Me-Ph
3 4-OMe-Ph 5-Me-Ph
4 4-Cl-Ph 5-Me-Ph
5 4-F-Ph 5-Me-Ph
6 3-Cl-Ph 5-Me-Ph
7 1-Naphthyl 5-Me-Ph
8 2-thiophene 5-Me-Ph
9 Ph Ph
10 Ph 5-Cl-Ph
实施例1
室温(20-35℃)下在反应瓶中依次加入5-甲基水杨醛(0.5mmol),Cu(OAc)2(0.1mmol)，苯乙腈(0.75mmol),甲醇钠(2mmol)和DMSO(2ml),之后搅拌加热到100℃反应直至5-甲基水杨醛反应完全。反应结束后，反应液冷却至室温，再加入20ml水中，用二氯甲烷萃取三次，每次使用二氯甲烷10ml，经过硅胶色谱柱分离，减压蒸馏，收率为74％，鉴定结果为：Whitesolid,mp112–113℃.1HNMR(400MHz,CDCl3):δ8.16(d,J＝7.6Hz,2H),7.57–7.46(m,4H),7.43(d,J＝8.4Hz,1H),7.20(d,J＝8.4Hz,1H),2.47(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3):δ161.6,151.7,134.5,131.0,129.1,127.9,127.7,127.3,126.4,119.62,114.5,111.2,87.7,21.32.HRMS:cacld.forC16H11NO[M+],233.0841；found:233.0845.
实施例2
室温(20-35℃)下在反应瓶中依次加入5-甲基水杨醛(0.5mmol),Cu(OAc)2(0.1mmol)，对甲基苯乙腈(0.75mmol),甲醇钠(2mmol)和DMSO(2ml),之后搅拌加热到100℃反应直至5-甲基水杨醛反应完全。反应结束后，反应液冷却至室温，再加入20ml水中，用二氯甲烷萃取三次，每次使用二氯甲烷10ml，经过硅胶色谱柱分离，减压蒸馏，收率为56％，鉴定结果为：Whitesolid,mp136–137℃.1HNMR(400MHz,CDCl3):δ8.06(d,J＝8.4Hz,2H),7.48–7.45(m,1H),7.42(d,J＝8.8Hz,1H),7.33(d,J＝8.0Hz,2H),7.19(dd,J＝8.4,1.2Hz,1H),2.48(s,3H),2.43(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3):δ162.0,151.6,141.6,134.4,129.8,127.4,126.4,125.2,119.5,114.7,111.1,87.0,21.6,21.3.HRMS:cacld.forC17H13NO[M+],247.0997；found:247.0997.
实施例3
室温(20-35℃)下在反应瓶中依次加入5-甲基水杨醛(0.5mmol),Cu(OAc)2(0.1mmol)，对甲氧基苯乙腈(0.75mmol),甲醇钠(2mmol)和DMSO(2ml),之后搅拌加热到100℃反应直至5-甲基水杨醛反应完全。反应结束后，反应液冷却至室温，再加入20ml水中，用二氯甲烷萃取三次，每次使用二氯甲烷10ml，经过硅胶色谱柱分离，减压蒸馏，收率为48％，鉴定结果为：Whitesolid,mp123–124℃.1HNMR(400MHz,CDCl3):δ8.16–8.10(m,2H),7.45(s,1H),7.40(d,J＝8.4Hz,1H),7.17(dd,J＝8.4,1.2Hz,1H),7.06–7.00(m,2H),3.89(s,3H),2.47(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3):δ162.0,161.8,151.5,134.4,128.2,127.5,127.1,120.6,119.4,114.9,114.5,111.0,85.9,55.5,21.3.HRMS:cacld.forC17H13NO2[M+],263.0946；found:263.0948.
实施例4
室温(20-35℃)下在反应瓶中依次加入5-甲基水杨醛(0.5mmol),Cu(OAc)2(0.1mmol)，对氯苯乙腈(0.75mmol),甲醇钠(2mmol)和DMSO(2ml),之后搅拌加热到100℃反应直至5-甲基水杨醛反应完全。反应结束后，反应液冷却至室温，再加入20ml水中，用二氯甲烷萃取三次，每次使用二氯甲烷10ml，经过硅胶色谱柱分离，减压蒸馏，收率为74％，鉴定结果为：Whitesolid,mp152–153℃.1HNMR(400MHz,CDCl3):δ8.11(dd,J＝8.4,2.0Hz,2H),7.50(dd,J＝8.8,1.6Hz,3H),7.44(d,J＝8.4Hz,1H),7.22(d,J＝8.8Hz,1H),2.49(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3):δ160.4,151.8,137.2,134.8,129.5,128.0,127.6,127.2,126.4,119.7,114.2,111.2,88.2,21.4.HRMS:cacld.forC16H10ClNO[M+],267.0451；found:267.0450.
实施例5
室温(20-35℃)下在反应瓶中依次加入5-甲基水杨醛(0.5mmol),Cu(OAc)2(0.1mmol)，对氟苯乙腈(0.75mmol),甲醇钠(2mmol)和DMSO(2ml),之后搅拌加热到100℃反应直至5-甲基水杨醛反应完全。反应结束后，反应液冷却至室温，再加入20ml水中，用二氯甲烷萃取三次，每次使用二氯甲烷10ml，经过硅胶色谱柱分离，减压蒸馏，收率为68％，鉴定结果为：Whitesolid,mp151–152℃.1HNMR(400MHz,CDCl3):δ8.19–8.13(m,2H),7.46(s,1H),7.42(d,J＝8.4Hz,1H),7.25–7.18(m,3H),2.48(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3):δ164.1(JC-F＝251.9Hz),160.7,151.7,134.7,128.6(JC-F＝8.7Hz),127.7,127.2,124.3(JC-F＝3.4Hz),119.6,116.4(JC-F＝22.0Hz),114.4,111.2,87.5,21.3.HRMS:cacld.forC16H10FNO[M+],251.0746；found:251.0744.
实施例6
室温(20-35℃)下在反应瓶中依次加入5-甲基水杨醛(0.5mmol),Cu(OAc)2(0.1mmol)，间氯苯乙腈(0.75mmol),甲醇钠(2mmol)和DMSO(2ml),之后搅拌加热到100℃反应直至5-甲基水杨醛反应完全。反应结束后，反应液冷却至室温，再加入20ml水中，用二氯甲烷萃取三次，每次使用二氯甲烷10ml，经过硅胶色谱柱分离，减压蒸馏，收率为84％，鉴定结果为：Whitesolid,mp134–135℃.1HNMR(400MHz,CDCl3)δ8.13–8.06(m,2H),7.51–7.42(m,4H),7.24(d,J＝8.4Hz,1H),2.49(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3):δ159.8,151.9,135.3,134.9,131.0,130.5,129.6,128.2,127.1,126.2,124.4,119.8,114.0,111.3,88.8,21.3.HRMS:cacld.forC16H10ClNO[M+],267.0451；found:267.0451.
实施例7
室温(20-35℃)下在反应瓶中依次加入5-甲基水杨醛(0.5mmol),Cu(OAc)2(0.1mmol)，1-萘乙腈(0.75mmol),甲醇钠(2mmol)和DMSO(2ml),之后搅拌加热到100℃反应直至5-甲基水杨醛反应完全。反应结束后，反应液冷却至室温，再加入20ml水中，用二氯甲烷萃取三次，每次使用二氯甲烷10ml，经过硅胶色谱柱分离，减压蒸馏，收率为13％，鉴定结果为：Whitesolid,mp94–95℃.1HNMR(400MHz,CDCl3):δ8.24–8.19(m,1H),8.05(d,J＝8.4Hz,1H),8.01–7.94(m,2H),7.65–7.56(m,4H),7.54(d,J＝8.8Hz,1H),7.29(dd,J＝8.4,1.2Hz,1H),2.54(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3):δ163.8,152.6,134.7,133.9,131.9,130.6,129.3,128.8,127.7,127.6,126.8,126.7,125.3,125.2,125.1,119.8,113.9,111.5,92.1,21.4.HRMS:cacld.forC20H13NO[M+],283.0997；found:283.1001.
实施例8
室温(20-35℃)下在反应瓶中依次加入5-甲基水杨醛(0.5mmol),Cu(OAc)2(0.1mmol)，2-噻吩乙腈(0.75mmol),甲醇钠(2mmol)和DMSO(2ml),之后搅拌加热到100℃反应直至5-甲基水杨醛反应完全。反应结束后，反应液冷却至室温，再加入20ml水中，用二氯甲烷萃取三次，每次使用二氯甲烷10ml，经过硅胶色谱柱分离，减压蒸馏，收率为66％，鉴定结果为：Whitesolid,mp125–126℃.1HNMR(400MHz,CDCl3):δ7.99–7.95(m,1H),7.56(d,J＝5.2Hz,1H),7.44(s,1H),7.40(dd,J＝8.4,2.0Hz,1H),7.23–7.15(m,2H),2.47(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3):δ157.7,151.6,134.7,130.1,129.5,128.8,128.5,127.5,126.9,119.5,114.0,111.1,86.4,21.3.HRMS:cacld.forC14H9NOS[M+],239.0405；found:239.0408.
实施例9
室温(20-35℃)下在反应瓶中依次加入水杨醛(0.5mmol),Cu(OAc)2(0.1mmol)，苯乙腈(0.75mmol),甲醇钠(2mmol)和DMSO(2ml),之后搅拌加热到100℃反应直至水杨醛反应完全。反应结束后，反应液冷却至室温，再加入20ml水中，用二氯甲烷萃取三次，每次使用二氯甲烷10ml，经过硅胶色谱柱分离，减压蒸馏，收率为55％，鉴定结果为：Whitesolid,mp80–81℃.1HNMR(400MHz,CDCl3):δ8.23–8.17(m,2H),7.75–7.70(m,1H),7.61–7.51(m,4H),7.46–7.36(m,2H).13CNMR(100MHz,CDCl3):δ161.7,153.3,131.2,129.2,127.8,127.2,126.5,126.4,124.7,120.0,114.3,111.7,88.1.HRMS:cacld.forC15H9NO[M+],219.0684；found:219.0683.
实施例10
室温(20-35℃)下在反应瓶中依次加入5-氯水杨醛(0.5mmol),Cu(OAc)2(0.1mmol)，苯乙腈(0.75mmol),甲醇钠(2mmol)和DMSO(2ml),之后搅拌加热到100℃反应直至5-氯水杨醛反应完全。反应结束后，反应液冷却至室温，再加入20ml水中，用二氯甲烷萃取三次，每次使用二氯甲烷10ml，经过硅胶色谱柱分离，减压蒸馏，收率为64％，鉴定结果为：Whitesolid,mp113–114℃.1HNMR(400MHz,CDCl3):δ8.23–8.15(m,2H),7.70(d,J＝2.0Hz,1H),7.59–7.53(m,3H),7.51(d,J＝8.8Hz,1H),7.38(dd,J＝8.8,2.0Hz,1H).13CNMR(100MHz,CDCl3):δ162.9,151.7,131.7,130.6,129.3,128.6,127.4,126.8,126.6,119.6,113.7,112.8,87.7.HRMS:cacld.forC15H8ClNO[M+],253.0294；found:253.0292.
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物的合成方法，其特征在于，该方法具体为：按照1:1-2:0.2:4的摩尔比取水杨醛类化合物、芳基乙腈类化合物、催化剂和碱，将它们置于反应容器中，再在反应容器中加入溶剂至水杨醛类化合物和芳基乙腈类化合物完全溶解；将反应容器置于100-120℃油浴下搅拌反应18-24h，冷却至室温后，加入与溶剂等体积的水后，再用二氯甲烷萃取2-4次；经硅胶色谱柱分离，减压蒸馏，即得产物2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物。
2.根据权利要求1所述2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物的合成方法，其特征在于，所述芳基乙腈类化合物可以为苯乙腈类化合物、萘乙腈类化合物或噻吩乙腈类化合物；溶剂可以采用非质子性极性溶剂。
3.根据权利要求2所述2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物的合成方法，其特征在于，所述非质子性极性溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、六甲基磷酰胺或二甲亚砜。
4.根据权利要求3所述2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物的合成方法，其特征在于，所述非质子性极性溶剂优选为二甲亚砜。
5.根据权利要求1所述2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物的合成方法，其特征在于，所述催化剂可以为Cu(OAc)2·H2O、Cu(OAc)2、Cu(acac)2、CuBr2、CuSO4、CuF2、Cu(OTf)2、Cu(NO3)2·3H2O、CuCl2·2H2O、CuI、CuBr、CuCl、Cu2O、Cu和Pd(OAc)2。
6.根据权利要求5所述2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物的合成方法，其特征在于所述催化剂优选为Cu(OAc)2。
7.根据权利要求1所述2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物的合成方法，其特征在于，所述碱可以为NaOMe、Cs2CO3、K2CO3、KOH、K3PO4、t-BuOK、Na2CO3、NaOAc、NaOH、NaNH2、哌啶和吡啶。
8.根据权利要求7所述2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物的合成方法，其特征在于所述碱优选为NaOMe。
9.根据权利要求1所述2-苯基-3-氰基苯并呋喃类化合物的合成方法，其特征在于，所述水杨醛类化合物、芳基乙腈类化合物、催化剂和碱的摩尔比优选为1:1.5:0.2:4。
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