CN106946771A - 一种新型3‑羟基吡啶类化合物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有机合成技术领域，涉及一种新型3‑羟基吡啶类化合物的制备方法。在惰性溶剂中，在二价铑催化剂作用下，催化4‑烯丙基乙酸酯基取代的N‑磺酰基1,2,3‑三氮唑“一锅法”制备3‑羟基吡啶类化合物。本发明中使用“一锅法”制备3‑羟基吡啶类化合物。反应条件简洁高效，产物收率不低于46％。该方法反应条件温和、绿色、反应效率高适合连续化生产等优点。3‑羟基吡啶类化合物有潜在的生理活性，本发明将该类化合物的制备方法。

Description

一种新型3-羟基吡啶类化合物的制备方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，涉及一种新型3-羟基吡啶类化合物的制备方法。
背景技术
含氮杂环化合物在天然产物或小分子药物中占有很高的比例。吡啶被认为是最重要的含氮杂环化合物之一。它存在于煤焦油中，工业上常使用无机酸从煤焦油的轻油部分提取吡啶。所以发展新颖的合成吡啶的方法是有机化学的重要研究领域。
根据Davies,Murakami和Fokin等人发展的方法，二价铑盐可被用于催化N-磺酰基-1,2,3-三氮唑的开环脱氮气反应，生成亚胺基二价铑卡宾中间体(Chem.Soc.Rev.,2014,43,5151)。这些工作引起了我们的注意。我们设计使用4-烯丙基乙酸酯基取代的N-磺酰基1,2,3-三氮唑作为反应底物，通过乙酸酯基向二价铑卡宾中间体的1,2-酯基迁移，得到双烯亚胺中间体(Angew.Chem.Int.Ed.,2007,46,2750；Chem.Eur.J.,2007,13,1350)。双烯亚胺中间体在加热条件下发生6π-氮杂电环合反应生成1,2-二氢吡啶乙酸酯。在碱性条件下水解乙酸酯基，得到3-羟基吡啶类化合物。目前使用这类串联反应合成吡啶类化合物的制备技术尚未见公开报道。3-羟基吡啶类化合物有潜在的生理活性，因此研究其制备方法有重要的意义。
本发明采用了4-烯丙基乙酸酯基取代的N-磺酰基1,2,3-三氮唑为原料，使用1mol％Rh(II)作为催化剂，在80℃温和条件下反应1-6h，旋干溶剂后使用2当量碳酸钾作碱，甲醇为溶剂水解剩余物，以46％～61％的收率“一锅法”得到3-羟基吡啶类化合物。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种合成3-羟基吡啶类化合物的方法。因为3-羟基吡啶类化合物是一类重要的杂环化合物，有潜在的生理活性和药用价值，本专利将保护这一类化合物的制备方法。
本发明的技术方案：
一种新型3-羟基吡啶类化合物的制备方法，步骤如下：
在惰性溶剂中，在二价铑催化剂作用下，催化4-烯丙基乙酸酯基取代的N-磺酰基1,2,3-三氮唑，“一锅法”制备3-羟基吡啶类化合物；
其中：R为氢原子，烷基，烷氧基，芳基，卤素；
Ar选自苯基，邻、间或对氯取代的苯基，邻、间或对甲基取代的苯基，邻、间或对甲氧基取代的苯基，1-萘基，2-萘基中的一种；
Ⅰ为4-烯丙基乙酸酯基取代的N-磺酰基1,2,3-三氮唑类化合物；
Ⅱ为3-羟基吡啶类化合物；
第一阶段：反应温度为60℃～100℃，反应时间为1-6h；
第二阶段：添加相当于4-烯丙基乙酸酯基取代的N-磺酰基1,2,3-三氮唑类化合物2当量的碳酸钾，以甲醇为溶剂，反应温度为-15℃～25℃，反应时间为3-8h，3-羟基吡啶类产物的收率不低于46％；
所述的4-烯丙基乙酸酯基取代的N-磺酰基1,2,3-三氮唑的浓度为0.01-0.1mmol/ml；
所述的二价铑催化剂的用量为4-烯丙基乙酸酯基取代的N-磺酰基1,2,3-三氮唑的0.5～5mol％，
所述的二价铑为Rh2(OCT)4、Rh2(OAc)4或Rh2(ESP)2；
所述的惰性溶剂为苯、甲苯、乙醚、甲基叔丁基醚、二氯甲烷、四氢呋喃、三氟甲苯、环己烷、石油醚中的一种或两种以上混合，优选溶剂为苯、甲苯、二甲苯。
本发明的有益效果：本发明中使用“一锅法”制备3-羟基吡啶类化合物。反应条件简洁高效，产物收率不低于46％。该方法反应条件温和、绿色、反应效率高适合连续化生产等优点。3-羟基吡啶类化合物有潜在的生理活性，本专利将该类化合物的制备方法。
具体实施方式
以下结合技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
实施例1：6-苯基-3-羟基吡啶的制备
在氮气保护下，将(E)-1-(1-甲磺酰基-1H-1,2,3-三氮唑4-炔基)-3-苯基烯丙基乙酸酯(0.2mmol，64.2mg)溶于甲苯(4mL)中，再加入Rh2(OCT)4(0.002mmol，1.6mg)，在80℃下反应2h，旋干溶剂，剩余物溶解在甲醇中，加入碳酸钾(0.4mmol，55.2mg)，在23℃下搅拌4h，反应完后直接柱层析分离得到白色固体产物21mg，产率61％。
1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ7.22(d,J＝1.5Hz,1H),7.36-7.40(m,1H),7.42-7.46(m,2H),7.61(d,J＝7.5Hz,1H),7.87(d,J＝7.5Hz,2H),8.32(d,J＝1.5Hz,1H).13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ121.8,124.2,126.7,128.5,129.0,137.6,139.1,150.6,151.9.HRMS(ESI)Calcd for C11H10NO[M+H]+:172.0757,Found:172.0759.
实施例2：5-甲基-6-苯基-3-羟基吡啶的制备
在氮气保护下，将(E)-2-甲基-1-(1-甲磺酰基-1H-1,2,3-三氮唑4-炔基)-3-苯基烯丙基乙酸酯(0.2mmol，67mg)溶于甲苯(4mL)中，再加入Rh2(OCT)4(0.002mmol，1.6mg)，在80℃下反应2h，旋干溶剂，剩余物溶解在甲醇中，加入碳酸钾(0.4mmol，55.2mg)，在23℃下搅拌4h，反应完后直接柱层析分离得到白色固体产物17mg，产率46％。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ2.20(s,3H),7.02(s,1H),7.32-7.48(m,5H),8.12(s,1H).13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ21.0,122.5,124.6,127.1,129.4,133.4,137.1,138.9,150.3,152.1.HRMS(ESI)Calcd for C12H12NO[M+H]+:186.0914,Found:186.0921.
实施例3：6-(3-甲氧基苯基)-3-羟基吡啶的制备
在氮气保护下，将(E)-3-(3-甲氧基苯基)-1-(1-甲磺酰基-1H-1,2,3-三氮唑4-炔基)-3-烯丙基乙酸酯(0.2mmol，70.2mg)溶于甲苯(4mL)中，再加入Rh2(OCT)4(0.002mmol，1.6mg)，在80℃下反应2h，旋干溶剂，剩余物溶解在甲醇中，加入碳酸钾(0.4mmol，55.2mg)，在23℃下搅拌4h，反应完后直接柱层析分离得到白色固体产物22.5mg，产率56％。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ2.10(s,3H),3.53(s,3H),3.79(s,3H),6.48(dd,J＝15.8,1.8Hz,1H),6.60(d,J＝1.8Hz,1H),6.72(d,J＝15.8Hz,1H),6.81-6.83(m,1H),6.89-6.91(m,1H),6.98-7.01(m,1H),7.20-7.30(m,1H),8.15(s,1H).13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ21.3,42.9,55.5,68.5,112.2,114.6,119.8,122.5,124.4,129.9,135.0,137.2,146.3,160.1,170.0.HRMS(ESI)Calcd for C15H18N3O5S[M+H]+:352.0963,Found:352.0969.
实施例4：6-(对甲基苯基)-3-羟基吡啶的制备
在氮气保护下，将(E)-1-(1-甲磺酰基-1H-1,2,3-三氮唑4-炔基)-3-(对甲基苯基)烯丙基乙酸酯(0.2mmol，67mg)溶于甲苯(4mL)中，再加入Rh2(OCT)4(0.002mmol，1.6mg)，在80℃下反应2h，旋干溶剂，剩余物溶解在甲醇中，加入碳酸钾(0.4mmol，55.2mg)，在23℃下搅拌4h，反应完后直接柱层析分离得到白色固体产物21.5mg，产率58％。
1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ2.39(s,3H),7.21-7.24(m,3H),7.60(d,J＝7.8Hz,1H),7.78(d,J＝7.8Hz,2H),8.30(s,1H).13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ21.4,121.9,124.5,126.4,126.7,127.7,129.6,136.2,137.5,138.4,148.9,152.8.HRMS(ESI)Calcd for C12H12NO[M+H]+:186.0914,Found:186.0919.
实施例5：6-(对氯苯基)-3-羟基吡啶的制备
在氮气保护下，将(E)-3-(4-氯苯基)-1-(1-甲磺酰基-1H-1,2,3-三氮唑4-炔基)-烯丙基乙酸酯(0.2mmol，71mg)溶于甲苯(4mL)中，再加入Rh2(OCT)4(0.002mmol，1.6mg)，在80℃下反应2h，旋干溶剂，剩余物溶解在甲醇中，加入碳酸钾(0.4mmol，55.2mg)，在23℃下搅拌4h，反应完后直接柱层析分离得到白色固体产物22.5mg，产率55％。
1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ7.22(d,J＝1.5Hz,1H),7.36-7.42(m,2H),7.59(d,J＝7.5Hz,1H),7.82(d,J＝7.5Hz,2H),8.29(s,1H).13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ121.6,124.1,128.0,129.1,129.3,134.6,137.8,149.4,151.9.HRMS(ESI)Calcd for C11H9ClNO[M+H]+:206.0368,Found:206.0375.
实施例6：6-(2-萘基)-3-羟基吡啶的制备
在氮气保护下，将(E)-1-(1-甲磺酰基-1H-1,2,3-三氮唑4-炔基)-3-(2-萘基)烯丙基乙酸酯(0.2mmol，74mg)溶于甲苯(4mL)中，再加入Rh2(OCT)4(0.002mmol，1.6mg)，在80℃下反应2h，旋干溶剂，剩余物溶解在甲醇中，加入碳酸钾(0.4mmol，55.2mg)，在23℃下搅拌4h，反应完后直接柱层析分离得到白色固体产物23.9mg，产率54％。
1H-NMR(500MHz,CDCl3):δ7.28-7.32(m,1H),7.45-7.50(m,2H),7.76(d,J＝7.6Hz,1H),7.84-7.94(m,4H),8.04(d,J＝7.6Hz,1H),8.35(s,1H),8.38(d,J＝1.6Hz,1H).13C-NMR(126MHz,CDCl3):δ122.1,124.3,124.7,125.8,126.5,126.5,127.9,128.7,128.7,133.5,133.8,136.4,137.8,150.4,152.1.HRMS(ESI)Calcd for C15H12NO[M+H]+:222.0914,Found:222.0921.

Claims (3)

1.一种新型3-羟基吡啶类化合物的制备方法，其特征在于，步骤如下：
在惰性溶剂中，在二价铑催化剂作用下，催化4-烯丙基乙酸酯基取代的N-磺酰基1,2,3-三氮唑，“一锅法”制备3-羟基吡啶类化合物；
其中：R为氢原子，烷基，烷氧基，芳基，卤素；
Ar选自苯基，邻、间或对氯取代的苯基，邻、间或对甲基取代的苯基，邻、间或对甲氧基取代的苯基，1-萘基，2-萘基中的一种；
Ⅰ为4-烯丙基乙酸酯基取代的N-磺酰基1,2,3-三氮唑类；
Ⅱ为3-羟基吡啶类化合物；
第一阶段：反应温度为60℃～100℃，反应时间为1-6h；
第二阶段：添加相当于4-烯丙基乙酸酯基取代的N-磺酰基1,2,3-三氮唑类化合物2当量的碳酸钾，以甲醇为溶剂，反应温度为-15℃～25℃，反应时间为3-8h；
所述的4-烯丙基乙酸酯基取代的N-磺酰基1,2,3-三氮唑的浓度为0.01-0.1mmol/ml；
所述的二价铑催化剂的用量为4-烯丙基乙酸酯基取代的N-磺酰基1,2,3-三氮唑的0.5～5mol％。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，
所述的二价铑为Rh2(OCT)4、Rh2(OAc)4或Rh2(ESP)2。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，
所述的惰性溶剂为苯、甲苯、乙醚、甲基叔丁基醚、二氯甲烷、四氢呋喃、三氟甲苯、环己烷、石油醚中的一种或两种以上混合。
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