CN107118173B - 一种环庚三烯并噁嗪类化合物及其制备方法 - Google Patents

一种环庚三烯并噁嗪类化合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环庚三烯并噁嗪类化合物的制备方法。该环庚三烯并噁嗪类化合物，如式Ⅲ所示。其制备方法，包括如下步骤：在路易斯酸存在的条件下，将式Ⅰ所示化合物和式Ⅱ所示化合物混匀于溶剂中进行反应，反应完毕得到所述式Ⅲ所示化合物。本发明为合成环庚三烯并噁嗪类化合物提供了一种简单易行的新方法，增加了化合物的多样性；本发明提供的方法采用环加成的方式进行反应，属于原子经济性反应。

Description

一种环庚三烯并噁嗪类化合物及其制备方法
技术领域
本发明属于有机合成领域，涉及一种环庚三烯并噁嗪类化合物及其制备方法。
背景技术
噁嗪类化合物广泛地存在于除草剂、杀菌剂以及医药中，在医药、农药等领域具有极大的研究价值。由于噁嗪类化合物具有多种多样的生物活性，发展简单实用的高效合成方法具有重要的研究意义。
路易斯酸催化的环加成反应是合成碳环和杂环化合物的最有效的工具之一，利用这类环加成反应可以非常简洁地从便宜易得的原料合成结构复杂的碳环和杂环化合物。目前，环加成反应已被用于合成环戊烷、环戊烯、环己烷、环己烯、四氢呋喃、四氢吡喃、四氢吡咯、哌啶、四氢噻吩等碳环和杂环化合物，在构建多样性化合物库中发挥着重要作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种环庚三烯并噁嗪类化合物及其合成方法。
本发明提供的环庚三烯并噁嗪类化合物，如式(Ⅲ)所示，
所述式Ⅲ中，R为苯基、烷基取代的苯基、卤素取代的苯基、酰氧基取代的苯基、萘基中的任意一种。
所述烷基取代的苯基中，烷基中的碳原子总数均为1-4；所述烷基取代的苯基中，烷基取代基的个数为1-2。
所述卤素取代的苯基中，所述卤素均选自氟、氯和溴中的至少一种；所述卤素取代的苯基中，卤素取代基的个数为1。
所述酰氧基取代的苯基中，酰氧基为乙酰氧基，酰氧基取代基的个数为1。
本发明提供的制备式(Ⅲ)所示化合物的方法，包括如下步骤：在路易斯酸存在的情况下，将式(Ⅰ)所示化合物和式(Ⅱ)所示化合物混匀于溶剂中进行1,3-偶极环加成反应，反应完毕得到所述式(Ⅲ)所示化合物。
所述式(Ⅱ)中，R为苯基、烷基取代的苯基、卤素取代的苯基、酰氧基取代的苯基、萘基中的任意一种。其中，所述烷基取代的苯基中，烷基取代基的个数为1-2，每个烷基取代基中碳原子数为1-4。所述卤素取代的苯基中，所述卤素选自氟、氯和溴中的至少一种，卤素取代基的个数为1。所述酰氧基取代的苯基中，酰氧基为乙酰氧基，酰氧基取代基的个数为1。
该反应为路易斯酸催化的环庚三烯酮与氮杂环丙烷之间的[8+3]环加成反应，其反应方程式如下所示：
所述路易斯酸选自三氯化铝、六水合三氯化铁、六氟锑酸银、三氟甲磺酸镱、三氟甲磺酸钪、三氟甲磺酸铜、三氟甲磺酸亚铜、六水合高氯酸镍、六水合四氟硼酸镍、硫酸镍、三氟甲磺酸镍和醋酸镍中的至少一种。优选三氟甲磺酸镍。
所述溶剂选自二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、三氯甲烷、四氢呋喃、甲苯和甲醇中的至少一种，优选四氢呋喃。
所述式(I)和式(Ⅱ)所示化合物的投料摩尔比为1:1.0-2.0，具体可为1:1.0、1:1.2、1:1.5和1:2.0，优选为1:1.5；所述路易斯酸的投料摩尔用量为式(Ⅱ)所示化合物投料摩尔用量的1-20％，具体可为1％、5％、10％或20％，优选10％。
所述反应步骤中，时间为6小时-24小时，具体可为6小时、12小时或24小时，优选为24小时；温度为0℃-100℃，具体可为0℃、25℃、40℃、60℃或100℃，优选60℃。
本发明具有以下优点：
1.本发明为环庚三烯并噁嗪类化合物提供了一种简单易行的新方法，增加了化合物的多样性。
2.本发明提供的方法采用环加成的方式进行反应，属于原子经济性反应。
附图说明
图1为实施例1制备所得式(Ⅳ)所示化合物的核磁氢谱。
图2为实施例2制备所得式(Ⅴ)所示化合物的核磁氢谱。
图3为实施例3制备所得式(Ⅵ)所示化合物的核磁氢谱。
图4为实施例4制备所得式(Ⅶ)所示化合物的核磁氢谱。
具体实施方式
下述实施例中所用式(Ⅱ)所示化合物是按照文献(a)Chem.Commun.,2006,3337-3339.报道的方法制备而得，具体合成方法如下：
在氮气环境中，于含有0.0856g对甲苯磺酰胺(0.5mmol)，1.0mmol烯和0.2248g碘化钠(1.5mmol)的3mL乙腈溶液中，加入0.1629g次氯酸叔丁酯(1.5mmol)，反应液在避光的室温环境中搅拌5小时，然后用3mL 0.3M的硫代硫酸钠溶液淬灭，再用二氯甲烷萃取，有机相合并用无水硫酸钠干燥，过滤浓缩后通过硅胶柱纯化，得到白色固体。
实施例1、式(Ⅳ)所示环庚三烯并噁嗪类化合物的合成
氮气环境中，将0.0212g式(Ⅰ)所示化合物(0.20mmol)、0.0819g式(Ⅱ-1)所示化合物(0.30mmol)和0.0071g三氟甲磺酸镍(0.02mmol)投入到用烘箱干燥过的10mL的史莱克管内，加入1mL四氢呋喃进行环加成反应，60℃下搅拌24小时，用旋转蒸发仪浓缩反应液后过柱(乙酸乙酯：石油醚＝1：10，v/v)，得到64.5mg产品，为式(Ⅳ)所示化合物，收率85％。
(Ⅳ)1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.72(d,J＝8.3Hz,2H),7.44–7.27(m,7H),6.65–6.46(m,2H),6.25–6.08(m,1H),5.86–5.69(m,1H),5.06(dd,J＝2.5,10.4Hz,1H),4.92(dd,J＝5.8,9.1Hz,1H),4.12–4.07(m,1H),3.64(d,J＝5.8Hz,1H),3.31(dd,J＝10.4,13.7Hz,1H),2.44(s,3H)；13C NMR(75MHz,CDCl3)δ143.7,138.5,137.1,136.9,129.7,128.7,128.6,128.5,127.2,126.2,125.8,124.7,119.3,101.6,78.0,52.6,47.1,21.4
由上可知，所得产物结构正确，为式(Ⅳ)所示化合物。
实施例2、式(Ⅴ)所示环庚三烯并噁嗪类化合物的合成
氮气环境中，将0.0212g式(Ⅰ)所示化合物(0.20mmol)、0.0861g式(Ⅱ-2)所示化合物(0.30mmol)和0.0071g三氟甲磺酸镍(0.02mmol)投入到用烘箱干燥过的10mL的史莱克管内，加入1mL四氢呋喃进行环加成反应，60℃下搅拌24小时，用旋转蒸发仪浓缩反应液后过柱(乙酸乙酯：石油醚＝1：10，v/v)，得到73.9mg产品，为式Ⅴ所示化合物，收率94％。
(Ⅴ)1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.72(d,J＝8.2Hz,2H),7.32(d,J＝8.2Hz,2H),7.21–7.15(m,4H),6.59–6.51(m,2H),6.22–6.14(m,1H),5.75–5.74(m,1H),5.03(dd,J＝2.5,10.5Hz,1H),4.92(dd,J＝5.8,9.1Hz,1H),4.10–4.05(m,1H),3.63(d,J＝5.8Hz,1H),3.30(dd,J＝10.5,13.6Hz,1H),2.45(s,3H),2.36(s,3H)；13C NMR(75MHz,CDCl3)δ143.6,138.6,138.5,137.1,133.9,129.7,129.1,128.6,127.2,126.1,125.8,124.7,119.2,101.5,77.9,52.5,47.1,21.3,21.0.
由上可知，所得产物结构正确，为式(Ⅴ)所示化合物。
实施例3、式(Ⅵ)所示环庚三烯并噁嗪类化合物的合成
氮气环境中，将0.0212g式(Ⅰ)所示化合物(0.20mmol)、0.0921g式(Ⅱ-3)所示化合物(0.30mmol)和0.0071g三氟甲磺酸镍(0.02mmol)投入到用烘箱干燥过的10mL的史莱克管内，加入1mL四氢呋喃进行环加成反应，60℃下搅拌24小时，用旋转蒸发仪浓缩反应液后过柱(乙酸乙酯：石油醚＝1：10，v/v)，得到75.2mg产品，为式(Ⅵ)所示化合物，收率91％。
(Ⅵ)1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.71(d,J＝8.1Hz,2H),7.39–7.21(m,6H),6.56–6.55(m,2H),6.19–6.16(m,1H),5.75–5.74(m,1H),5.06(dd,J＝1.9,10.2Hz,1H),4.92(dd,J＝5.8,8.9Hz,1H),4.09–4.05(m,1H),3.63(d,J＝5.8Hz,1H),3.28(dd,J＝10.2,13.5Hz,1H),2.44(s,3H)；13C NMR(75MHz,CDCl3)δ143.8,138.0,136.8,135.4,134.4,129.8,128.7,128.5,127.21,127.16,126.3,124.7,119.2,101.7,77.3,52.6,47.0,21.4.
由上可知，所得产物结构正确，为式(Ⅵ)所示化合物。
实施例4、式(Ⅵ)所示环庚三烯并噁嗪类化合物的合成
氮气环境中，将0.0212g式(Ⅰ)所示化合物(0.20mmol)、0.0993g式(Ⅱ-4)所示化合物(0.30mmol)和0.0071g三氟甲磺酸镍(0.02mmol)投入到用烘箱干燥过的10mL的史莱克管内，加入1mL四氢呋喃进行环加成反应，60℃下搅拌24小时，用旋转蒸发仪浓缩反应液后过柱(乙酸乙酯：石油醚＝1：10，v/v)，得到68.2mg产品，为式(Ⅶ)所示化合物，收率78％。
(Ⅶ)1H NMR(300MHz,CDCl3)δ7.71(d,J＝8.2Hz,2H),7.39–7.24(m,4H),7.10(d,J＝8.2Hz,2H),6.56–6.55(m,2H),6.18–6.16(m,1H),5.75–5.74(m,1H),5.08–5.05(m,1H),4.90(dd,J＝5.6,8.7Hz,1H),4.10–4.06(m,1H),3.64(d,J＝5.6Hz,1H),3.28(dd,J＝10.6,13.4Hz,1H),2.44(s,3H),2.29(s,3H)；13C NMR(75MHz,CDCl3)δ169.0,150.7,143.8,138.2,137.0,134.4,129.7,129.6,128.5,127.2,127.0,126.2,124.7,121.7,119.1,101.6,77.4,52.5,47.1,21.3,20.8.
由上可知，所得产物结构正确，为式(Ⅶ)所示化合物。
实施例5、式(Ⅳ)所示环庚三烯并噁嗪类化合物的合成
氮气环境中，将0.0212g式(Ⅰ)所示化合物(0.20mmol)、0.0546g式(Ⅱ-1)所示化合物(0.20mmol)和0.00263g硫酸镍(0.01mmol)投入到用烘箱干燥过的10mL的史莱克管内，加入1mL四氢呋喃进行环加成反应，30℃下搅拌12小时，用旋转蒸发仪浓缩反应液后过柱(乙酸乙酯：石油醚＝1：10，v/v)，得到32.5mg产品，为式(Ⅳ)所示化合物，收率45％。

Claims (6)

1.一种环庚三烯并噁嗪类化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在路易斯酸存在的情况下，将式(Ⅰ)所示化合物和式(Ⅱ)所示化合物混匀于溶剂中进行1,3-偶极环加成反应，反应完毕得到式(Ⅲ)所示的环庚三烯并噁嗪类化合物，
式中，R为苯基、烷基取代的苯基、卤素取代的苯基、酰氧基取代的苯基、萘基中的任意一种，所述的路易斯酸选自三氟甲磺酸镍、硫酸镍，所述的溶剂为四氢呋喃。
2.根据权利要求1所述的化合物的制备方法，其特征在于：所述的烷基取代的苯基中，烷基取代基的个数为1-2；每个烷基取代基中的碳原子数为1-4；所述的卤素取代的苯基中，卤素取代基的个数为1，所述的卤素选自氟、氯、溴中的至少一种；所述的酰氧基取代的苯基中，酰氧基为乙酰氧基，酰氧基取代基的个数为1。
3.根据权利要求1所述的化合物的制备方法，其特征在于：所述的式(I)和式(Ⅱ)所示化合物的投料摩尔比为1:1.0-2.0，所述路易斯酸的投料摩尔用量为式(Ⅱ)所示化合物投料摩尔用量的1-20％。
4.根据权利要求1所述的化合物的制备方法，其特征在于：所述的式(I)和式(Ⅱ)所示化合物的投料摩尔比为1:1.5，所述路易斯酸的投料摩尔用量为式(Ⅱ)所示化合物投料摩尔用量的10％。
5.根据权利要求1所述的化合物的制备方法，其特征在于：所述的1,3-偶极环加成反应温度为0℃-100℃，时间为6小时-24小时。
6.根据权利要求1所述的化合物的制备方法，其特征在于：所述的1,3-偶极环加成反应温度为60℃，时间为24小时。
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