CN106432049A - 一种苯并丁二酰亚胺化合物的合成方法 - Google Patents

一种苯并丁二酰亚胺化合物的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种下式(III)所示苯并丁二酰亚胺化合物的合成方法，所述方法包括：在有机溶剂中，下式(I)化合物和式(II)化合物在催化剂、乙酰氧试剂和酸性化合物存在下进行反应，反应结束经后处理，从而得到所述式(III)化合物，其中，R为H、C1‑C6烷基或未取代或者带有取代基的苯基，所述取代基为C1‑C6烷基或卤素；X为卤素。所述方法通过特定反应物和综合催化反应体系的协同使用，从而有效地促进了物料转化，达到了快速、高产制备目标产物的目的，表现出了广泛的工业应用前景。

Description

一种苯并丁二酰亚胺化合物的合成方法
技术领域
本发明涉及一种亚胺类化合物的合成方法，更特别地涉及一种苯并丁二酰亚胺化合物的合成方法，属于有机化学合成技术领域。
背景技术
在有机化学合成中，亚胺类化合物是一类重要的有机过渡合成基团，通过该基团的后续反应，可以得到诸多最终产物或中间产物，因此该类化合物的合成在有机化学合成中具有重要的研究价值和意义。
目前，该类化合物的合成主要涉及环化、还原等方法，但最大的问题是产率过低，反应繁琐。
因此，如何能够以高产率得到目的产物，仍是目前该领域中的重要研究方向。
本发明提供了一种苯并丁二酰亚胺化合物的合成方法，该方法通过独特的反应物选择和综合催化反应体系，从而可以高产率得到目的产物，表现出了广泛的工业应用前景。
发明内容
为了寻求苯并丁二酰亚胺化合物的新型合成方法，本发明人进行了深入的研究和探索，在付出了足够的创造性劳动后，从而完成了本发明。
具体而言，本发明的技术方案和内容涉及一种下式(III)所示苯并丁二酰亚胺化合物的合成方法，所述方法包括：在有机溶剂中，下式(I)化合物和式(II)化合物在催化剂、乙酰氧试剂和酸性化合物存在下进行反应，反应结束经后处理，从而得到所述式(III)化合物，
其中，R为H、C1-C6烷基或未取代或者带有取代基的苯基，所述取代基为C1-C6烷基或卤素；
X为卤素。
在本发明的所述合成方法中，所述C1-C6烷基的含义是指具有1-6个碳原子的直链或支链烷基，非限定性地例如可为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基或正己基等。
在本发明的所述合成方法中，所述卤素为氟、氯、溴或碘原子。
在本发明的所述合成方法中，所述催化剂为摩尔比1:1的四羰基二氯化二钌与三苯基膦溴化亚铜(Cu(PPh3)Br)的混合物。
在本发明的所述合成方法中，所述乙酰氧试剂为二乙酸碘苯(PhI(OAc)2)、乙酸酐、乙酰氧基乙酸或乙酰氧基乙酰氯中的任意一种，最优选为乙酰氧基乙酰氯。
在本发明的所述合成方法中，所述酸性化合物为甲磺酸、苯磺酸、对硝基苯磺酸或对甲苯磺酸中的任意一种，最优选为对甲苯磺酸。
在本发明的所述合成方法中，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、甲苯、苯、乙醇、乙腈、1,4-二氧六环、1,2-二氯乙烷(DCE)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的任意一种或任意多种的混合物，最优选为体积比2:1的乙腈与1,4-二氧六环的混合物。
其中，所述有机溶剂的用量并没有严格的限定，本领域技术人员可根据实际情况进行合适的选择与确定，例如其用量大小以方便反应进行和后处理即可，在此不再进行详细描述。
在本发明的所述合成方法中，所述式(I)化合物与式(II)化合物的摩尔比为1:1-2，例如可为1:1、1:1.5或1:2。
在本发明的所述合成方法中，所述式(I)化合物与催化剂的摩尔比为1:0.1-0.16，例如可为1:0.1、1:0.13或1:0.16，即所述式(I)化合物的摩尔用量与四羰基二氯化二钌和三苯基膦溴化亚铜(Cu(PPh3)Br)两者的摩尔用量之和的比为1:0.1-0.16。
在本发明的所述合成方法中，所述式(I)化合物与乙酰氧试剂的摩尔比为1:1.4-1.8，例如可为1:1.4、1:1.6或1:1.8。
在本发明的所述合成方法中，所述式(I)化合物与酸性化合物的摩尔比为1:0.2-0.3，例如可为1:0.2、1:0.25或1:0.3。
在本发明的所述合成方法中，反应温度为80-110℃，例如可为80℃、90℃、100℃或110℃。
在本发明的所述合成方法中，反应时间为7-10小时，例如可为7小时、8小时、9小时或10小时。
在本发明的所述合成方法中，反应结束后的后处理如下：反应结束后，将反应体系过滤，并用碱调节滤液pH值为中性，然后减压蒸馏，残留物过硅胶柱，以等体积比的氯仿与乙酸乙酯的混合物进行洗脱，并再次减压蒸馏，从而得到所述式(III)化合物。
综上所述，本发明提供了一种苯并丁二酰亚胺化合物的合成方法，所述方法通过特定反应物和综合催化反应体系的协同使用，从而有效地促进了物料转化，达到了快速、高产制备目标产物的目的，表现出了广泛的工业应用前景。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。
实施例1
室温下，将100mmol上式(I)化合物、100mmol上式(II)化合物、16mmol催化剂(为8mmol四羰基二氯化二钌与8mmol三苯基膦溴化亚铜(Cu(PPh3)Br)的混合物)、140mmol乙酰氧基乙酰氯和30mmol酸性化合物对甲苯磺酸加入到适有机溶剂(为体积比2:1的乙腈与1,4-二氧六环的混合物)中，然后升温至80℃，并在该温度下搅拌反应10小时；
反应结束后，将反应体系过滤，并用碱调节滤液pH值为中性，然后减压蒸馏，残留物过硅胶柱，以等体积比的氯仿与乙酸乙酯的混合物进行洗脱，并再次减压蒸馏，从而得到熔点为106-107℃的上式(III)化合物(其中Ac为乙酰氧基，下同)，产率为95.9％。
1H NMR(CDCl3,400MHz):δ7.87-7.86(m,2H),7.75-7.74(m,2H),7.68(s,1H),7.57(d,J＝7.5Hz,2H),7.43-7.31(m,3H),2.22(s,3H)。
实施例2
室温下，将100mmol上式(I)化合物、200mmol上式(II)化合物、10mmol催化剂(为5mmol四羰基二氯化二钌与5mmol三苯基膦溴化亚铜(Cu(PPh3)Br)的混合物)、180mmol乙酰氧基乙酰氯和20mmol酸性化合物对甲苯磺酸加入到适有机溶剂(为体积比2:1的乙腈与1,4-二氧六环的混合物)中，然后升温至110℃，并在该温度下搅拌反应7小时；
反应结束后，将反应体系过滤，并用碱调节滤液pH值为中性，然后减压蒸馏，残留物过硅胶柱，以等体积比的氯仿与乙酸乙酯的混合物进行洗脱，并再次减压蒸馏，从而得到熔点为138-139℃的上式(III)化合物，产率为95.3％。
1H NMR(CDCl3,400MHz):δ7.87(dd,J＝5.4,3.1Hz,2H),7.78-7.71(m,2H),7.62(s,1H),7.51(d,J＝8.4Hz,2H),7.37(d,J＝8.5Hz,2H),2.21(s,3H)。
实施例3
反应式同实施例1，具体操作过程如下：
室温下，将100mmol上式(I)化合物、150mmol上式(II)化合物、14mmol催化剂(为7mmol四羰基二氯化二钌与7mmol三苯基膦溴化亚铜(Cu(PPh3)Br)的混合物)、160mmol乙酰氧基乙酰氯和25mmol酸性化合物对甲苯磺酸加入到适有机溶剂(为体积比2:1的乙腈与1,4-二氧六环的混合物)中，然后升温至100℃，并在该温度下搅拌反应8小时；
反应结束后，将反应体系过滤，并用碱调节滤液pH值为中性，然后减压蒸馏，残留物过硅胶柱，以等体积比的氯仿与乙酸乙酯的混合物进行洗脱，并再次减压蒸馏，从而得到熔点为106-107℃的所述式(III)化合物，产率为95.5％。
表征数据同实施例1。
实施例4
反应式同实施例2，具体操作过程如下：
室温下，将100mmol上式(I)化合物、175mmol上式(II)化合物、12mmol催化剂(为6mmol四羰基二氯化二钌与6mmol三苯基膦溴化亚铜(Cu(PPh3)Br)的混合物)、150mmol乙酰氧基乙酰氯和28mmol酸性化合物对甲苯磺酸加入到适有机溶剂(为体积比2:1的乙腈与1,4-二氧六环的混合物)中，然后升温至90℃，并在该温度下搅拌反应9小时；
反应结束后，将反应体系过滤，并用碱调节滤液pH值为中性，然后减压蒸馏，残留物过硅胶柱，以等体积比的氯仿与乙酸乙酯的混合物进行洗脱，并再次减压蒸馏，从而得到熔点为138-139℃的所述式(III)化合物，产率为94.8％。
表征数据同实施例2。
发明人发现，当式(II)化合物中的取代基R为H或低级烷基时，其产率要显著低于为苯基或取代苯基时的产率，这应该是由于与-OH所连C上的电子云密度不同而致，具体见下面的对比例1-2。
对比例1
室温下，将100mmol上式(I)化合物、150mmol上式(II)化合物、14mmol催化剂(为7mmol四羰基二氯化二钌与7mmol三苯基膦溴化亚铜(Cu(PPh3)Br)的混合物)、160mmol乙酰氧基乙酰氯和25mmol酸性化合物对甲苯磺酸加入到适有机溶剂(为体积比2:1的乙腈与1,4-二氧六环的混合物)中，然后升温至100℃，并在该温度下搅拌反应8小时；
反应结束后，将反应体系过滤，并用碱调节滤液pH值为中性，然后减压蒸馏，残留物过硅胶柱，以等体积比的氯仿与乙酸乙酯的混合物进行洗脱，并再次减压蒸馏，从而得到熔点为109-110℃的上式(III)化合物，产率为80.6％。
1H NMR(CDCl3,400MHz):δ7.93(dd,J＝5.3,3.1Hz,2H),7.80(dd,J＝5.4,3.0Hz,2H),5.71(s,2H),2.09(s,3H)。
对比例2
室温下，将100mmol上式(I)化合物、150mmol上式(II)化合物、14mmol催化剂(为7mmol四羰基二氯化二钌与7mmol三苯基膦溴化亚铜(Cu(PPh3)Br)的混合物)、160mmol乙酰氧基乙酰氯和25mmol酸性化合物对甲苯磺酸加入到适有机溶剂(为体积比2:1的乙腈与1,4-二氧六环的混合物)中，然后升温至100℃，并在该温度下搅拌反应8小时；
反应结束后，将反应体系过滤，并用碱调节滤液pH值为中性，然后减压蒸馏，残留物过硅胶柱，以等体积比的氯仿与乙酸乙酯的混合物进行洗脱，并再次减压蒸馏，从而得到熔点为85-86℃的上式(III)化合物(其中n-Bu为正丁基)，产率为81.3％。
1H NMR(CDCl3,400MHz):δ7.88(dd,J＝5.2,3.1Hz,2H),7.75(dd,J＝5.3,3.1Hz,2H),6.58(t,J＝7.5Hz,1H),2.34-2.18(m,2H),2.07(s,3H),1.36-1.28(m,4H),0.87(t,J＝6.9Hz,3H)。
由此可见，当式(II)化合物中的取代基R为H或低级烷基时，产物产率有显著的降低。
下面，对实施例1-4中的不同影响因素进行了考察。
实施例5-12
分别将实施例1-4中的双组分催化剂替换为用量为原来总用量单一组分四羰基二氯化二钌，其它操作完全相同，重复操作实施例1-4，顺次得到实施例5-8。
分别将实施例1-4中的双组分催化剂替换为用量为原来总用量单一组分三苯基膦溴化亚铜(Cu(PPh3)Br)，其它操作完全相同，重复操作实施例1-4，顺次得到实施例9-12。
结果见下表1。
表1
由此可见，当使用任何一种单一组分催化剂时，产率均有显著的降低，尤其是单独使用Cu(PPh3)Br时，降低特别显著。结合实施例1-4的数据可见，当同时使用这两者作为复合催化剂时，两者相互之间能够发挥意想不到的协同催化促进效果。
实施例13-24
分别将实施例1-4中的乙酰氧基乙酰氯替换为二乙酸碘苯(PhI(OAc)2)，其它操作完全相同，重复操作实施例1-4，顺次得到实施例13-16。
分别将实施例1-4中的乙酰氧基乙酰氯替换为乙酸酐，其它操作完全相同，重复操作实施例1-4，顺次得到实施例17-20。
分别将实施例1-4中的乙酰氧基乙酰氯替换为乙酰氧基乙酸，其它操作完全相同，重复操作实施例1-4，顺次得到实施例21-24。
结果见下表2。
表2
由此可见，乙酰氧基乙酰氯是最优选的乙酰氧试剂，而其它化合物如乙酸酐、PhI(OAc)2或乙酰氧基乙酸均导致产率有显著的降低，尤其是PhI(OAc)2降低最为明显。
实施例25-40
分别将实施例1-4中的对甲苯磺酸替换为甲磺酸，其它操作完全相同，重复操作实施例1-4，顺次得到实施例25-28。
分别将实施例1-4中的对甲苯磺酸替换为苯磺酸，其它操作完全相同，重复操作实施例1-4，顺次得到实施例29-32。
分别将实施例1-4中的对甲苯磺酸替换为对硝基苯磺酸，其它操作完全相同，重复操作实施例1-4，顺次得到实施例33-36。
分别将实施例1-4中的对甲苯磺酸予以省略，其它操作完全相同，重复操作实施例1-4，顺次得到实施例37-40。
结果见下表3。
表3
由此可见：1、当不存在酸性化合物时，则产率有显著的降低；2、当存在酸性化合物时，可以显著提高产物产率，尤其是对甲苯磺酸效果最为显著(即便是非常类似的苯磺酸或对硝基苯磺酸也要显著低于对甲苯磺酸)。
实施例41-49
除将其中的乙腈与1,4-二氧六环的混合物替换为下表4中的单一溶剂外，其它操作均完全相同，从而重复进行了实施例1-4，得到实施例41-49，所使用的单一溶剂、对应关系和产物产率见下表4。
表4
由此可见，当使用单一溶剂时，产率均有显著的降低，而当使用乙腈与1,4-二氧六环的混合物作为有机溶剂时，可以取得非常优异的改善效果。
综上所述，本发明提供了一种苯并丁二酰亚胺化合物的合成方法，所述方法通过特定反应物和综合催化反应体系的协同使用，从而有效地促进了物料转化，达到了快速、高产制备目标产物的目的，表现出了广泛的工业应用前景。
应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种下式(III)所示苯并丁二酰亚胺化合物的合成方法，所述方法包括：在有机溶剂中，下式(I)化合物和式(II)化合物在催化剂、乙酰氧试剂和酸性化合物存在下进行反应，反应结束经后处理，从而得到所述式(III)化合物，
其中，R为H、C1-C6烷基或未取代或者带有取代基的苯基，所述取代基为C1-C6烷基或卤素；
X为卤素。
2.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述催化剂为摩尔比1:1的四羰基二氯化二钌与三苯基膦溴化亚铜(Cu(PPh3)Br)的混合物。
3.如权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于：所述乙酰氧试剂为二乙酸碘苯(PhI(OAc)2)、乙酸酐、乙酰氧基乙酸或乙酰氧基乙酰氯中的任意一种，最优选为乙酰氧基乙酰氯。
4.如权利要求1-3任一项所述的合成方法，其特征在于：所述酸性化合物为甲磺酸、苯磺酸、对硝基苯磺酸或对甲苯磺酸中的任意一种，最优选为对甲苯磺酸。
5.如权利要求1-4任一项所述的合成方法，其特征在于：所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、甲苯、苯、乙醇、乙腈、1,4-二氧六环、1,2-二氯乙烷(DCE)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的任意一种或任意多种的混合物，最优选为体积比2:1的乙腈与1,4-二氧六环的混合物。
6.如权利要求1-5任一项所述的合成方法，其特征在于：所述式(I)化合物与式(II)化合物的摩尔比为1:1-2。
7.如权利要求1-6任一项所述的合成方法，其特征在于：所述式(I)化合物与催化剂的摩尔比为1:0.1-0.16。
8.如权利要求1-7任一项所述的合成方法，其特征在于：所述式(I)化合物与乙酰氧试剂的摩尔比为1:1.4-1.8。
9.如权利要求1-8任一项所述的合成方法，其特征在于：所述式(I)化合物与酸性化合物的摩尔比为1:0.2-0.3。
10.如权利要求1-9任一项所述的合成方法，其特征在于：反应温度为80-110℃；反应时间为7-10小时。
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