CN108383759B - 炔酰胺的胺氢化和膦氢化反应 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了高效制备顺式邻烯二胺和顺式β‑氨基烯基膦化合物的方法，以端炔酰胺和二级胺或膦试剂作为原料，碳酸铯为碱，室温下反应得到顺式邻烯二胺化合物和顺式β‑氨基烯基膦化合物。本发明实现了一种对炔酰胺进行分子间胺氢化和膦氢化反应来制备顺式邻烯二胺和β‑氨基烯基膦化合物的方法，该方法简洁可行，反应条件温和，应用前景广泛。
Description
技术领域
本发明涉及有机化学领域，尤其涉及一种高效制备烯胺类化合物的方法。
背景技术
烯胺类化合物是一种在烯烃上直接连有氨基的一种化合物，是有机合成工作中的一种重要结构。其中邻烯二胺和β-氨基烯基膦化合物是烯胺类化合物中的两种特殊结构。目前已经发现在一些含有物理和生物活性的天然产物中存在烯胺类化合物的骨架。例如含有氨基烯基膦结构的K-26是一种磷酸三肽小分子，具有治疗高血压的潜力。同时烯胺类化合物也具有潜在的应用价值，例如可以作为双齿配体。由于其在有机合成领域的重要应用价值，烯胺类化合物的合成也一度成为有机合成工作者的研究热点。
传统的烯胺类化合物的合成方法报道的方法并不是很多，主要是邻二胺的氧化反应和炔烃的氢胺化反应。最近，通过过渡金属催化来合成烯胺类化合物方面取得了一些研究进展。 2008年，Urabe课题组报道了一种在铜催化下一锅法对双磺酰胺进行炔基化、氢胺化反应得到四氢吡嗪的方法。该方法适用于脂肪族和芳烃族炔溴，由于受到反应底物的限制，只能发生分子内的反应。2010年，Rabasso课题组报道了一种镍催化的炔酰胺的膦氢化反应生成β- 氨基烯基膦化合物。该方法反应温度高，并且底物以含有芳基的内炔酰胺为主。同时该方法的区域选择性和底物拓展方面有着很多的局限性。2014年，Dodd课题组报道了一种炔酰胺与吲哚类化合物在碱性条件下发生反应生成邻烯二胺化合物。但是该方法选择吲哚为二级胺源，底物范围小，使得该方法在应用方面存在较大的局限性。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种制备顺式邻烯二胺化合物的方法。
本发明的目的之二在于提供一种制备顺式β-氨基烯基膦化合物的方法。
本发明通过对炔酰胺进行分子间胺氢化和膦氢化的反应来制备顺式邻烯二胺和顺式β-氨基烯基膦化合物，该方案的优点在于反应条件温和、易操作、底物适用性广、立体结构专一的特点，同时该类反应还具有原子经济性和绿色化学等特点。同时炔酰胺具有反应活性高，结构稳定等特点，可以作为合成烯胺类化合物较好的前体，因此本发明将会为烯酰胺类化合物的合成提供一条更为简洁可行，应用前景广泛的途径。
本发明采用以下技术方案：
一种制备顺式邻烯二胺化合物的方法，所述的顺式邻烯二胺化合物具有如式(I)所示的结构，
其特征在于：
其包括在碱存在下使端炔酰胺与二级胺反应，得到顺式邻烯二胺化合物；所述的端炔酰胺具有如式(II)所示的结构，
所述的二级胺具有如式(III)所示的结构，
式中，R1为芳香磺酰基团(如在其苯基上含不同电子效应的基团)，或者烷基磺酰基； R2为烷基基团、环烷基基团或苯基基团等；R3为芳香磺酰基团，如在其苯基上含不同电子效应的基团；R4为烷基(如各种取代的芳基烷基、含杂环的烷基)，或者环烷基；或者，R3、R4为不同取代恶唑烷酮类基团或吲哚类基团等。
上述制备顺式邻烯二胺化合物的方法中，端炔酰胺和二级胺摩尔比为1:2。
上述制备顺式邻烯二胺化合物的方法中，所述的碱为碳酸铯，且所用碱的量为1倍当量。
上述制备顺式邻烯二胺化合物的方法中，反应在有机溶剂中进行，所用的溶剂为二甲亚砜。
上述制备顺式邻烯二胺化合物的方法中，反应温度为室温。
上述制备顺式邻烯二胺化合物的方法中，反应时间为1-48小时。
一种制备顺式β-氨基烯基膦化合物的方法，所述的顺式β-氨基烯基膦化合物具有如式(IV) 或式(V)所示的结构，
其特征在于：
其包括在碱存在下使端炔酰胺与膦试剂反应，得到顺式β-氨基烯基膦化合物；所述的端炔酰胺具有如式(II)所示的结构，
所述的膦试剂具有如式(VI)或式(VII)所示的结构，
式中，R1为芳香磺酰基团(如在其苯基上含不同电子效应的基团)，或者烷基磺酰基； R2为烷基基团、环烷基基团或苯基基团等；R5为芳基基团；R6为不同取代酯基基团，或者芳基基团。
上述制备顺式β-氨基烯基膦化合物的方法中，端炔酰胺和膦试剂摩尔比为1:2。
上述制备顺式β-氨基烯基膦化合物的方法中，所述的碱为碳酸铯，且所用碱的量为1倍当量。
上述制备顺式β-氨基烯基膦化合物的方法中，反应在有机溶剂中进行，所用的溶剂为二甲亚砜。
上述制备顺式β-氨基烯基膦化合物的方法中，反应温度为室温。
上述制备顺式β-氨基烯基膦化合物的方法中，反应时间为1-48小时。
本发明的技术效果是：实现了一种对炔酰胺进行分子间胺氢化和膦氢化反应来制备顺式邻烯二胺和β-氨基烯基膦化合物的方法，相比现有的制备方法，本发明提供的方法反应条件温和、易操作、底物适用性广、结构专一、简洁可行，应用前景广泛。
具体实施方式
本发明所提供的制备技术是：以端炔酰胺和二级胺或膦试剂作为原料，碳酸铯为碱，室温下反应得到顺式邻烯二胺化合物或顺式β-氨基烯基膦化合物，其反应式可总结为：
式中I表示顺式邻烯二胺类化合物，式中II表示端炔酰胺，式中III表示二级胺类化合物，式中IV表示顺式β-氨基烯基膦化合物，式中VI表示二芳基膦，式中V表示顺式β-氨基烯基膦氧化合物，式中VII表示亚磷酸酯或二芳基膦氧类化合物。其中，R1为各种芳香磺酰基团，如在其苯基上含不同电子效应的基团；或者是烷基磺酰基；R2为烷基基团，环烷基基团，苯基基团等；R3为各种芳香磺酰基团，如在其苯基上含不同电子效应的基团；R4为各种烷基，如各种取代的芳基烷基、含杂环的烷基，和环烷基；或者R3、R4为不同取代恶唑烷酮类基团，吲哚类基团等；R5为芳基基团；R6为不同取代酯基基团，芳基基团。
具体步骤为：(1)在干净的Schlenk反应管中加入0.1mmol碳酸铯，端炔酰胺(0.2mmol)，二级胺或膦试剂(0.4mmol)以及搅拌子，然后加入1mL二甲基亚枫，最后用软胶塞塞住瓶口，在室温下反应1-48小时，TLC点板检测；(2)反应结束后，经柱层析分离得到纯的顺式邻烯二胺类化合物I或顺式β-氨基烯基膦化合物化合物IV或V。
下面结合实施例1～10来对本发明作进一步说明，帮助阅读者更好地理解本发明的实质，但不能对本发明的实施和保护范围构成任何限定。
下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，均可从商业途径获得。
实例1
在干净的Schlenk反应管中加入0.1mmol碳酸铯，N-甲基-N-乙炔基对甲苯磺酰胺(0.2 mmol)，N-甲基对甲苯磺酰胺(0.4mmol)以及搅拌子，然后加入1mL二甲基亚枫，最后用软胶塞塞住瓶口，在室温下反应24小时，TLC点板检测；待反应结束后，反应结束后，经柱层析分离得到纯的产物，白色固体，收率99％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.66(d,J＝8.0Hz,4H),7.33(d,J＝8.0Hz,4H),5.54 (s,2H),2.99(s,6H),2.43(s,6H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ144.1,133.7,129.8,127.6,118.3,36.6,21.6.
HRMS(ESI)calcd for C18H22N2O4S2(M+Na)+:417.0913,found:417.0909.
实例2
在干净的Schlenk反应管中加入0.1mmol碳酸铯，N-甲基-N-乙炔基对甲苯磺酰胺(0.2 mmol)，N-4-甲基卞基对甲苯磺酰胺(0.4mmol)以及搅拌子，然后加入1mL二甲基亚枫，最后用软胶塞塞住瓶口，在室温下反应32小时，TLC点板检测；待反应结束后，反应结束后，经柱层析分离得到纯的产物，白色固体，收率77％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.70(d,J＝8.4Hz,2H),7.57(d,J＝8.4Hz,2H),7.34 (d,J＝8.0Hz,2H),7.28(d,J＝8.4Hz,2H),7.11(d,J＝8.0Hz,2H),7.05(d,J＝8.0Hz,2H),5.79(d,J＝7.6Hz,1H),5.07(d,J＝7.2Hz,1H),4.36(s,2H),2.58(s,3H),2.44(s,3H),2.42(s,3H), 2.30(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ144.0,143.9,137.4,134.8,134.3,132.2,129.7,129.6,129.1, 128.8,127.7,127.4,122.3,112.1,53.7,35.2,21.6,21.1.
HRMS(ESI)calcd for C25H28N2O4S2(M+Na)+:507.1383,found:507.1380.
实例3
在干净的Schlenk反应管中加入0.1mmol碳酸铯，N-甲基-N-乙炔基对甲苯磺酰胺(0.2 mmol)，N-甲基对氯苯磺酰胺(0.4mmol)以及搅拌子，然后加入1mL二甲基亚枫，最后用软胶塞塞住瓶口，在室温下反应24小时，TLC点板检测；待反应结束后，反应结束后，经柱层析分离得到纯的产物，白色固体，收率94％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.76–7.69(m,2H),7.65(d,J＝8.4Hz,2H),7.54– 7.49(m,2H),7.33(d,J＝8.4Hz,2H),5.57(d,J＝7.2Hz,1H),5.51(d,J＝7.2Hz,1H),3.02(s, 3H),2.99(s,3H),2.44(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ144.2,139.8,135.5,135.3,133.7,129.8,129.5,129.0,127.6, 118.9,117.6,36.7,36.5,21.6.
HRMS(ESI)calcd for C19H24N2O4S2(M+Na)+:431.1070,found:431.1065.
实例4
在干净的Schlenk反应管中加入0.1mmol碳酸铯，N-甲基-N-乙炔基对甲苯磺酰胺(0.2 mmol)，2-唑烷酮(0.4mmol)以及搅拌子，然后加入1mL二甲基亚枫，最后用软胶塞塞住瓶口，在室温下反应32小时，TLC点板检测；待反应结束后，反应结束后，经柱层析分离得到纯的产物，白色固体，收率76％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.67(d,J＝8.0Hz,2H),7.36(d,J＝8.0Hz,2H), 6.59(d,J＝6.8Hz,1H),4.53(d,J＝6.8Hz,1H),4.46(t,2H),4.33(t,2H),2.76(s,3H),2.46(s, 3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ156.3,144.3,132.0,130.0,128.2,125.9,108.5,63.1,44.3, 39.3,21.6.
HRMS(ESI)calcd for C13H16N2O4S(M+Na)+:319.0723,found:319.0721.
实例5
在干净的Schlenk反应管中加入0.1mmol碳酸铯，N-甲基-N-乙炔基对甲苯磺酰胺(0.2 mmol)，吲哚(0.4mmol)以及搅拌子，然后加入1mL二甲基亚枫，最后用软胶塞塞住瓶口，在室温下反应6小时，TLC点板检测；待反应结束后，反应结束后，经柱层析分离得到纯的产物，白色固体，收率82％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.74(d,J＝8.4Hz,2H),7.60–7.55(m,1H),7.42(d,J ＝3.2Hz,1H),7.36(d,J＝8.0Hz,2H),7.20–7.11(m,3H),6.56(d,J＝3.2Hz,1H),6.50(d,J＝6.8Hz,1H),5.90(d,J＝6.8Hz,1H),2.67(s,3H),2.45(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ144.3,136.7,133.9,129.9,128.3,127.7,127.6,122.7,121.0, 120.9,118.1,116.4,109.7,104.8,35.8,21.6.
HRMS(ESI)calcd for C18H18N2O4S(M+H)+:327.1162,found:327.1159.
实例6
在干净的Schlenk反应管中加入0.3mmol碳酸铯，N-甲基-N-乙炔基对甲苯磺酰胺(0.1 mmol)，二苯基膦氧(0.3mmol)，和四丁基氟化铵(0.02mmol)以及搅拌子，然后加入1mL乙腈，最后用软胶塞塞住瓶口，在室温下反应7小时，TLC点板检测；待反应结束后，反应结束后，经柱层析分离得到纯的产物，白色固体，收率83％
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.79–7.53(m,7H),7.52–7.23(m,8H),5.05(t,J＝12.7Hz,1H),3.18(s,3H),2.44(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ144.8,143.0(d,J＝6.2Hz),135.6(d,J＝108.3Hz),134.5, 131.5(d,J＝2.4Hz),130.7(d,J＝10.0Hz),130.1,128.6(d,J＝12.0Hz),127.2,95.4(d,J＝ 104.8Hz),35.3,21.6.
31P NMR(162MHz,CDCl3)δ20.3.
HRMS(ESI)calcd for C22H22NO3PS(M+H)+:412.1131,found:412.1125
实例7
在干净的Schlenk反应管中加入0.3mmol碳酸铯，N-甲基-N-乙炔基甲基磺酰胺(0.1 mmol)，二苯基膦氧(0.3mmol)，和四丁基氟化铵(0.02mmol)以及搅拌子，然后加入1mL乙腈，最后用软胶塞塞住瓶口，在室温下反应24小时，TLC点板检测；待反应结束后，反应结束后，经柱层析分离得到纯的产物，白色固体，收率91％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.76(s,4H),7.64–7.31(m,7H),5.13(t,J＝12.7Hz, 1H),3.35(s,3H),2.95(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ142.8(d,J＝6.3Hz),135.5(d,J＝108.8Hz),131.7,130.7(d, J＝9.5Hz),128.7(d,J＝12.2Hz),96.4(d,J＝104.0Hz),39.1,35.6.
31P NMR(162MHz,CDCl3)δ20.2.
HRMS(ESI)calcd for C16H18NO3PS(M+H)+:336.0818,found:336.0811.
实例8
在干净的Schlenk反应管中加入0.2mmol碳酸铯，N-甲基-N-乙炔基对甲苯磺酰胺(0.2 mmol)，亚磷酸二乙酯(0.1mmol)以及搅拌子，然后加入1mL二甲亚砜，最后用软胶塞塞住瓶口，在室温下反应24小时，TLC点板检测；待反应结束后，反应结束后，经柱层析分离得到纯的产物，无色油状液体，收率91％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.61(d,J＝8.3Hz,2H),7.35–7.16(m,3H),4.54(dd, J＝12.4,6.6Hz,1H),4.04–3.81(m,4H),3.31(s,3H),2.37(s,3H),1.19(t,J＝7.1Hz,6H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ144.7,141.7,134.6,130.1,127.2,90.6(d,J＝197.1Hz),61.8 (d,J＝5.9Hz),34.3,21.6,16.2(d,J＝6.7Hz).
31P NMR(162MHz,CDCl3)δ16.60.
HRMS(ESI)calcd for C14H22NO5PS(M+H)+:348.1029,found:348.1026.
实例9
在干净的Schlenk反应管中加入0.1mmol碳酸铯，N-甲基-N-乙炔基对甲苯磺酰胺(0.2 mmol)，二苯基膦(0.24mmol)以及搅拌子，然后用软胶塞塞住瓶口，支管连接充有氮气的气球，并对Schlenk反应管换气三次，然后加入1mL二甲基亚枫，在室温下反应10分钟，TLC点板检测；待反应结束后，经柱层析分离得到纯的产物，无色油状液体，收率80％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.82–7.55(m,2H),7.52–7.01(m,13H),5.27(dd,J＝10.8,3.6Hz,1H),3.31(s,3H),2.44(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ144.1,139.6(d,J＝9.34Hz),138.3(d,J＝14.9Hz),135.1, 132.4(d,J＝20.1Hz),129.9,128.5,128.5,127.1,106.4(d,J＝16.7Hz),36.2(d,J＝26.5Hz), 21.6.
31P NMR(162MHz,CDCl3)δ-27.8.
HRMS(ESI)calcd for C22H22NO2PS(M+H)+:396.1182,found:396.1179
实例10
在干净的Schlenk反应管中加入0.1mmol化合物9，0.05mmol硫磺粉以及搅拌子，然后用软胶塞塞住瓶口，支管连接充有氮气的气球，并对Schlenk反应管换气三次，然后加入1mL 二甲基亚枫，在室温下反应5分钟，TLC点板检测；待反应结束后，反应结束后，经柱层析分离得到纯的产物，白色固体，收率94％。
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.86(dd,J＝13.6,7.2Hz,4H),7.65(d,J＝8.2Hz,2H),7.53–7.40(m,3H),7.40–7.29(m,6H),5.19(t,J＝11.7Hz,1H),3.05(s,3H),2.46(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ144.8,141.2(d,J＝7.2Hz),135.0(d,J＝85.9Hz),134.4, 131.4(d,J＝2.9Hz),131.0(d,J＝11.1Hz),130.1,128.6(d,J＝13.4Hz),127.3,97.9(d,J＝89.2 Hz),36.1,21.7.
31P NMR(162MHz,CDCl3)δ30.2.
HRMS(ESI)calcd for C22H22NO2PS2(M+H)+:428.0902,found:428.0898.
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种制备顺式邻烯二胺化合物的方法，所述的顺式邻烯二胺化合物具有如式(I)所示的结构，
其特征在于：
其包括在碱存在下使端炔酰胺与二级胺反应，得到顺式邻烯二胺化合物；所述的端炔酰胺具有如式(II)所示的结构，
所述的二级胺具有如式(III)所示的结构，
式中，R1为芳香磺酰基团或者烷基磺酰基；R2为烷基基团、环烷基基团或苯基基团；R3为芳香磺酰基团；R4为烷基或者环烷基；或者，R3、R4和与它们相连的N原子共同环合为取代恶唑烷酮基团；所述的碱为碳酸铯，且所用碱与端炔酰胺的摩尔比为1:2。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：端炔酰胺和二级胺摩尔比为1:2。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：反应在有机溶剂中进行，所用的溶剂为二甲亚砜。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：反应温度为室温，反应时间为1-48小时。
5.一种制备顺式β-氨基烯基膦化合物的方法，所述的顺式β-氨基烯基膦化合物具有如式(IV)或式(V)所示的结构，
其特征在于：
其包括在碱存在下使端炔酰胺与膦试剂反应，得到顺式β-氨基烯基膦化合物；所述的端炔酰胺具有如式(II)所示的结构，
所述的膦试剂具有如式(VI)或式(VII)所示的结构，
式中，R1为芳香磺酰基团或者烷基磺酰基；R2为烷基基团、环烷基基团或苯基基团；R5为芳基基团；R6为相同结构的取代醚基基团中的一种，或者芳基基团；所述的碱为碳酸铯，且所用碱与端炔酰胺的摩尔比为1:2。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：上述制备顺式β-氨基烯基膦化合物的方法中，端炔酰胺和膦试剂摩尔比为1:2。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：反应在有机溶剂中进行，所用的溶剂为二甲亚砜。
8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：反应温度为室温，反应时间为1-48小时。
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