CN109694343B - 一种杂环羧酸类化合物的脱羧方法 - Google Patents

一种杂环羧酸类化合物的脱羧方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109694343B
CN109694343B CN201811556265.4A CN201811556265A CN109694343B CN 109694343 B CN109694343 B CN 109694343B CN 201811556265 A CN201811556265 A CN 201811556265A CN 109694343 B CN109694343 B CN 109694343B
Authority
CN
China
Prior art keywords
carboxylic acid
heterocyclic carboxylic
decarboxylation
reaction
acid compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811556265.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109694343A (zh
Inventor
焦体
李星强
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Purpana Beijing Technologies Co Ltd
Original Assignee
Purpana Beijing Technologies Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Purpana Beijing Technologies Co Ltd filed Critical Purpana Beijing Technologies Co Ltd
Priority to CN201811556265.4A priority Critical patent/CN109694343B/zh
Publication of CN109694343A publication Critical patent/CN109694343A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109694343B publication Critical patent/CN109694343B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D209/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • C07D209/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings, condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom condensed with one carbocyclic ring
    • C07D209/04—Indoles; Hydrogenated indoles
    • C07D209/08—Indoles; Hydrogenated indoles with only hydrogen atoms or radicals containing only hydrogen and carbon atoms, directly attached to carbon atoms of the hetero ring
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D277/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings
    • C07D277/02—Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings
    • C07D277/20—Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D277/22—Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to ring carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D277/00—Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings
    • C07D277/02—Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings
    • C07D277/20—Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D277/32—Heterocyclic compounds containing 1,3-thiazole or hydrogenated 1,3-thiazole rings not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members 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 ring carbon atoms
    • C07D277/36—Sulfur atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings
    • C07D307/34—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
    • C07D307/56—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom not condensed with other rings having two or three double bonds between ring members or between ring members and non-ring members 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 ring carbon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D307/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom
    • C07D307/77—Heterocyclic compounds containing five-membered rings having one oxygen atom as the only ring hetero atom ortho- or peri-condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D307/78—Benzo [b] furans; Hydrogenated benzo [b] furans
    • C07D307/79—Benzo [b] furans; Hydrogenated benzo [b] furans with only hydrogen atoms, hydrocarbon or substituted hydrocarbon radicals, directly attached to carbon atoms of the hetero ring

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Low-Molecular Organic Synthesis Reactions Using Catalysts (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及一种杂环羧酸类化合物的脱羧方法，将杂环羧酸类化合物溶于非质子性极性溶剂N,N‑二甲基甲酰胺，在85℃～150℃，有机酸作为催化剂的条件下进行脱羧。本发明相较于现有技术中的脱羧方法，反应得到的脱羧产物收率更高，且不需要使用昂贵的金属催化剂；同时，相较DMSO，本发明中的溶剂(DMF)更加稳定，高温下不易分解，还可以回收套用，降低了成本。本发明操作过程简单，零污染，绿色环保，具有很好的应用前景。

Description

一种杂环羧酸类化合物的脱羧方法
技术领域
本发明涉及一种脱羧方法，具体涉及一种杂环羧酸类化合物的脱羧方法。
背景技术
脱羧反应是就是有机化学中把有机物中的羧基以二氧化碳或碳酸根的形式脱去的一类反应。在有机合成中通常需要使用过渡金属，如Cu，Ag和Pd促进催化脱羧反应。Shepard等人的开创的Cu/喹啉催化体系是应用最广泛的方法，后经过Goossen等人的改进，利用 Cu/邻二氮杂菲/喹啉催化体系发生脱酸反应，目前，Lebrasseur等人利用Ag/Pb和DMSO体系催化脱羧。但是，这些方法都有存在共同的问题，催化剂昂贵，反应温度过高，并且DMSO在高温下容易分解，不易工业化生产。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种大幅度降低生产成本、绿色环保的杂环羧酸类化合物的脱羧方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种杂环羧酸类化合物的脱羧方法，将杂环羧酸类化合物溶于非质子性极性溶剂N,N-二甲基甲酰胺中，在85℃～150℃、有机酸作为催化剂的条件下进行脱羧反应。
本发明中的杂环羧酸类化合物具有以下分子结构特征：
Figure RE-GDA0001984651260000011
Figure RE-GDA0001984651260000021
其中：
R6、R7是氮或氧；
R1、R2、R3、R4、R5、R8、R9、R10、R11、R12相同或不同，各自独立地选自氢、烷基、烷氧基、卤素、羟基、硝基、巯基、氰基、三氟甲基、杂环取代基、酯基、酰胺基、酰基或醛基。
N,N-二甲基甲酰胺是一种非质子性极性溶剂，一般利用此溶剂体系对通式I、通式II、通式III所示的杂环羧酸类化合物进行脱羧时，需要昂贵的金属催化剂，并且需要的反应温度较高，或者在高温高压条件下才能实现脱羧，然而这种情况下杂环羧酸类化合物容易发生碳化，导致反应产物的收率较低。通过无机酸也可以在此溶剂体系中进行催化脱羧，但是无机酸在高温条件下不稳定，因此催化效果难以达到理想状态，且加入无机酸(比如盐酸)会给体系中带入水，反应过程中DMF与水共沸，温度达不到脱羧温度，导致反应时间长，转化率低，对设备腐蚀性大，不利于后续的分离纯化过程。经过多次实验偶然发现，当把有机酸作为催化剂加入N,N-二甲基甲酰胺的反应体系时，反应温度在85℃～150℃，不需要金属催化剂即可完成脱羧，且收率高达90％以上，纯度达到98％以上。同时，能维持体系仍为无水体系，有利于后续分离与纯化，还可以继续套用体系，节省成本。
作为一种优选方案，在通式I中，R1为氢、烷基或卤素；R2、 R3、R4、R5相同或不同，各自独立地选自氢、烷基或卤素；
在通式II中，R8、R9、R10相同或不同，各自独立地选自氢、烷基或卤素；
在通式III中，R11为氢、烷基、卤素或硝基；R12为氢或巯基。
更优选地，在本发明中，杂环羧酸类化合物为酸类化合物为3- 甲基-1H-吲哚-2-羧酸、3-甲基苯并呋喃-2-羧酸、4-甲基噻唑-5-甲酸、3-氯呋喃-2-甲酸和2-巯基-4-甲基噻唑-5-甲酸中的一种或一种以上。
本发明中的催化剂有机酸优选为甲酸或乙酸中的一种或一种以上。
在对本反应体系中杂环羧酸类化合物的脱羧反应进行催化时，相较于其他有机酸，甲酸或乙酸在本体系中较稳定，也不参与反应，更有利于后续的分离纯化，方便回收并反复套用，因此具有更加优异的催化效果。
本发明在选择设置反应温度时，若杂环羧酸类化合物具有如通式I所示结构时，在85℃～120℃下进行脱羧；优选反应温度为 95℃～100℃；
若杂环羧酸类化合物具有如通式II所示结构时，在90℃～130℃下进行脱羧；优选反应温度100℃～105℃；
若杂环羧酸类化合物具有如通式III所示结构时，在 100℃～130℃下进行脱羧；优选反应温度为105℃～110℃。
作为一种优选方式，杂环羧酸类化合物与有机酸的摩尔比为1： 0.01～0.05，优选为1：0.02；本发明中的N,N-二甲基甲酰胺与所述杂环羧酸类化合物的质量比为1～5：1，优选为3:1。若N,N-二甲基甲酰胺和有机酸的使用量低于此范围最低边界值，则脱羧率达不到理想值；若N,N-二甲基甲酰胺和有机酸的使用量高于此范围最高边界值，脱羧率并没有因此相应的得到进一步提升，会造成不必要的溶剂浪费。
本发明的反应时长为3～24h，优选4～8h。
本发明的脱羧方法，在反应完全后，通过蒸馏除去溶剂；优选通过减压蒸馏除去溶剂。
相对于现有的方法，本发明具有以下优点：
(1)本发明相较于现有技术中的脱羧方法，反应得到的脱羧产物收率更高。
(2)本发明提供的脱羧方法，不需要使用昂贵的金属催化剂；同时，相较DMSO，本发明中的溶剂(DMF)更加稳定，高温下不易分解，还可以回收套用，降低了成本。
(3)本发明提供的脱羧方法，操作过程简单，零污染，绿色环保，具有很好的应用前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
将17.9g(0.1mol，98％，百灵威科技有限公司)3-甲基-1H-吲哚-2-羧酸溶解于50.0g N,N-二甲基甲酰胺和0.09g甲酸(0.002mol， 37％)，加热95～100℃，搅拌反应6小时，减压蒸馏除去溶剂，得 3-甲基吲哚；NMR数据与报道的化合物一致，收率96％，纯度为98％。
实施例2
将35.9g(0.2mol，98％，百灵威科技有限公司)3-甲基苯并呋喃-2-羧酸溶解于100.0g N,N-二甲基甲酰胺和0.32g乙酸(0.002mol， 37％)，加热95～100℃，搅拌反应8小时，减压蒸馏除去溶剂，得 3-甲基苯并呋喃；NMR数据与报道的化合物一致，收率94％，纯度为98％。
实施例3
将14.6g(0.1mol，98％，百灵威科技有限公司)4-甲基噻唑-5- 甲酸溶解于45.0gN,N-二甲基甲酰胺和0.32g乙酸(0.002mol，37％)，加热105～110℃，搅拌反应8小时，减压蒸馏除去溶剂，得4-甲基噻唑；NMR数据与报道的化合物一致，收率95％，纯度为98％。
实施例4
将14.9g(0.1mol，98％，百灵威科技有限公司)3-氯呋喃-2-甲酸溶解于45.0g N,N-二甲基甲酰胺和0.09g甲酸(0.002mol，37％)，加热100～105℃，搅拌反应8小时，减压蒸馏除去溶剂，得3-氯呋喃；NMR数据与报道的化合物一致，收率92％，纯度为98％。
实施例5
将17.9g(0.1mol，98％，百灵威科技有限公司)2-巯基-4-甲基噻唑-5-甲酸溶解于54.0g N,N-二甲基甲酰胺和0.32g乙酸(0.002mol， 37％)，，加热105～110℃，搅拌反应8小时，减压蒸馏除去溶剂，得4-甲基噻唑；NMR数据与报道的化合物一致，收率93％，纯度为98％。
表1实施例1～5的脱羧反应信息
Figure RE-GDA0001984651260000051
对比例1
将17.9g(0.1mol，98％，百灵威科技有限公司)3-甲基-1H-吲哚-2-羧酸溶解于50.0g N,N-二甲基甲酰胺，加热95～100℃，搅拌反应6小时，减压蒸馏除去溶剂，得3-甲基吲哚；NMR数据与报道的化合物一致，收率62％，纯度为90％。
对比例2
将14.6g(0.1mol，98％，百灵威科技有限公司)4-甲基噻唑-5- 甲酸溶解于50.0g二甲基亚砜，加入0.3g(0.005mol)醋酸，加热 130℃反应，搅拌反应10小时，除去溶剂，得3-甲基吲哚；NMR数据与报道的化合物一致，收率63％，纯度为85％。
对比例3
将17.9g(0.1mol，98％，百灵威科技有限公司)3-甲基-1H-吲哚-2-羧酸溶解于50.0g二甲基亚砜，加入2g(0.01mol)碳酸银催化剂和0.3g(0.005mol)醋酸，加热140℃反应，搅拌反应6小时，除去溶剂，得3-甲基吲哚；NMR数据与报道的化合物一致，收率71％，纯度为91％。
对比例4
将17.9g(0.1mol，98％，百灵威科技有限公司)3-甲基-1H-吲哚-2-羧酸溶解于50.0gN,N-二甲基甲酰胺，加入30％浓盐酸1.2g，加热130℃反应，搅拌反应15小时，除去溶剂，再用二氯甲烷萃取，静置分层，除去容积后，得3-甲基吲哚；NMR数据与报道的化合物一致，收率50％，纯度为80％。
对比例5
将14.6g(0.1mol，98％，百灵威科技有限公司)4-甲基噻唑-5- 甲酸溶解于50.0gN,N-二甲基甲酰胺，加入2.0g(0.01mol)碳酸银， 0.3g(0.005mol)乙酸，加热130℃反应，搅拌反应6小时，除去溶剂，得4-甲基噻唑；NMR数据与报道的化合物一致，收率85％，纯度为95％。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种杂环羧酸类化合物的脱羧方法，其特征在于，将所述杂环羧酸类化合物溶于N,N-二甲基甲酰胺，在85℃～150℃，有机酸作为催化剂的条件下进行脱羧；
所述杂环羧酸类化合物具有如通式I、II、III中任一所示结构：
Figure FDA0002459254500000011
其中：
R6是氧，R7是氮或氧；
在所述通式I中，R1为氢、烷基或卤素；R2、R3、R4、R5相同或不同，各自独立地选自氢、C1-C3以内的饱和链状烷基或卤素；
在所述通式II中，R8、R9、R10相同或不同，各自独立地选自氢、C1-C3以内的饱和链状烷基或卤素；
在所述通式III中，R11为氢、C1-C3以内的饱和链状烷基、卤素或硝基；R12为氢或巯基；
所述有机酸为甲酸或乙酸中的一种或一种以上；
所述杂环羧酸类化合物与所述N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:1～5；所述杂环羧酸类化合物的与有机酸的摩尔比为1:0.01～0.05；
所述杂环羧酸类化合物具有如所述通式I所示结构时，在95℃～100℃下进行脱羧；
所述杂环羧酸类化合物具有如所述通式II所示结构时，在100℃～105℃下进行脱羧；
所述杂环羧酸类化合物具有如所述通式III所示结构时，105℃～110℃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述杂环羧酸类化合物为3-甲基苯并呋喃-2-羧酸、4-甲基噻唑-5-甲酸、3-氯呋喃-2-甲酸或2-巯基-4-甲基噻唑-5-甲酸中的一种或者一种以上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述杂环羧酸类化合物与所述N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:3。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述杂环羧酸类化合物的与有机酸的摩尔比为1：0.02。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于，所述反应的时长为3～24h。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述反应的时长为4～8h。
CN201811556265.4A 2018-12-19 2018-12-19 一种杂环羧酸类化合物的脱羧方法 Active CN109694343B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811556265.4A CN109694343B (zh) 2018-12-19 2018-12-19 一种杂环羧酸类化合物的脱羧方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811556265.4A CN109694343B (zh) 2018-12-19 2018-12-19 一种杂环羧酸类化合物的脱羧方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109694343A CN109694343A (zh) 2019-04-30
CN109694343B true CN109694343B (zh) 2020-07-28

Family

ID=66231837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811556265.4A Active CN109694343B (zh) 2018-12-19 2018-12-19 一种杂环羧酸类化合物的脱羧方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109694343B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115819369B (zh) * 2022-12-16 2023-09-05 启农生物科技(北京)有限公司 一种中间体4-甲基噻唑的制备工艺

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4320835C1 (de) * 1993-06-23 1994-09-08 Merck Patent Gmbh Verfahren zur Herstellung von Indolen
CN102199154B (zh) * 2011-01-24 2013-06-19 江苏先声药物研究有限公司 吡咯衍生物的合成新方法
CN102603740B (zh) * 2012-03-01 2014-05-14 南京药石药物研发有限公司 4-硝基-7-氮杂吲哚的合成方法
CN104557896A (zh) * 2013-10-18 2015-04-29 沈敬山 布瑞哌唑、其关键中间体及其盐的制备方法
CN107954976B (zh) * 2017-12-08 2019-05-31 贝利化学（张家港）有限公司 一种合成3,4-二甲氧基噻吩的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109694343A (zh) 2019-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Davoodnia et al. SO3H‐Functionalized Ionic Liquids: Green, Efficient and Reusable Catalysts for the Facile Dehydration of Aldoximes into Nitriles
JPWO2003014087A1 (ja) ５−メチル−１−フェニル−２（１ｈ）ピリジノンの製造方法
CN109694343B (zh) 一种杂环羧酸类化合物的脱羧方法
CN102964191A (zh) 一种醇氧化制醛和酮的方法
CN106588658B (zh) 一种合成碳酸二甲酯的方法
CN111253274A (zh) 一种二烷基甲酰胺的制备方法
CN104014366A (zh) 用于一步法合成碳酸二甲酯的新型催化剂及其制备方法和碳酸二甲酯的一步合成方法
EP2548875A1 (en) Preparation method of 3,4-ethylenedioxythiophene
CN112321457A (zh) 4,4’-二酰氯二苯醚的合成方法
CN110923744A (zh) 一种通过电化学醛的还原胺化反应构建仲胺类化合物的方法
CN104844484B (zh) 一种催化氧化2‑硝基‑4‑甲砜基甲苯制备2‑硝基‑4‑甲砜基苯甲酸的方法
CN109593045B (zh) 一种11-氨基十一酸的制备方法
CN111187240B (zh) 一种4,4-联苯醚二酐的制备方法
CN107141249A (zh) 一种合成1,4‑二氢吡啶类衍生物的方法
US4052415A (en) Manufacture of lactones of the triphenylmethane series
CN107188875B (zh) 一种取代苯酞类化合物的制备方法及其中间体
CN108579789B (zh) 一种氮化碳/氧化石墨烯复合材料的应用
CN102001760B (zh) 含对苯二酚及其碱金属盐废水的回收利用方法
CN110128335B (zh) 一种烯基氮杂芳烃化合物的合成方法
CN107892668A (zh) 一种喹啉衍生物的合成方法
CN115819369B (zh) 一种中间体4-甲基噻唑的制备工艺
CN112390752B (zh) 氯甲喹啉酸及其制备方法
CN114249675B (zh) 2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法
CN102633602A (zh) 一种常压制备3-己炔-2,5-二醇的方法
CN107652229B (zh) 一种由苯乙酮和苯胺类化合物氧化环化合成喹啉衍生物的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP02 Change in the address of a patent holder
CP02 Change in the address of a patent holder

Address after: 102206 6th floor, building 4, hospital 9, medical Road, Life Science Park, Changping District, Beijing

Patentee after: Purpana (Beijing) Technologies Co.,Ltd.

Address before: 102206, No. 9, building 4, 4 Life Garden Road, Changping District science and Technology Park, Beijing, 401

Patentee before: Purpana (Beijing) Technologies Co.,Ltd.