CN109761947B - 一种官能化苯并色烯类化合物的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种官能化苯并色烯类化合物的合成方法，属于有机合成技术领域。该合成方法采用芳甲酰基亚砜叶立德与α‑重氮羰基化合物为原料，在铑催化剂和六氟锑酸银添加剂存在下，升温发生串联反应得到官能化苯并色烯类化合物。本发明采用串联反应，原子经济性高；操作过程简单、高效；反应过程无需碱或酸参与，更加经济绿色、环境友好；为官能化苯并色烯类化合物的合成提供了一种经济实用的新方法。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种官能化苯并色烯类化合物的合成方法。
背景技术
苯并色烯类化合物因具有独特的三环结构、显著的生物活性和多样的反应性能而倍受有机化学家和药物化学家的青睐。另外，苯并色烯结构单元还广泛存在于各种天然产物和人工合成的有机功能分子中。近期的研究结果表明，很多官能团化苯并色烯类化合物都具有优异的抗HIV、抗心律失常、抗菌和抗肿瘤等生物活性。
鉴于其重要性，研究人员相继开发了多种合成苯并色烯类化合物的方法。例如：以苯甲酰基乙腈为底物，通过其在金属铑催化下与两分子羰基重氮化合物进行缩合而得。这些合成路线尽管比较有效，但需要较多的反应步骤、高度官能团化的原料以及苛刻的反应条件，原子经济性较低，部分方法还需要使用不稳定的重氮化合物作为原料之一，存在很大的安全隐患。
因此，非常有必要进一步研究并开发从安全且易制备的底物出发、在相对温和的条件下合成苯并色烯类化合物的新方法。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种官能化苯并色烯类化合物的合成方法，该合成方法通过芳甲酰基亚砜叶立德与α-重氮羰基化合物之间的串联反应合成出官能化苯并色烯类化合物，具有原料易得、操作简便、条件温和等优点。
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种官能化苯并色烯类化合物的合成方法，其特征在于包括以下步骤：
以芳甲酰基亚砜叶立德1和α-重氮羰基化合物2为原料，在添加剂与铑催化剂存在下，有机溶剂中加热反应得到官能化苯并色烯类化合物3，该合成方法中的反应方程式为：
其中R1为氢、卤素、C1-4烷基或C1-4烷氧基，R2为烷基，R3为烷基。在上述反应中，R2为烷基是生成上述产物3的关键，采用烷基之外其它基团如芳基、杂芳基时，均得到其它类型的产物。优选地，R2为C1-4烷基，R3为C1-4烷基。
进一步地，在上述技术方案中，反应溶剂为1,2-二氯乙烷、甲苯或氯苯的一种或多种，优选反应溶剂为甲苯。
进一步地，在上述技术方案中，所述添加剂优选六氟锑酸银。
进一步地，在上述技术方案中，加热反应温度控制在60-100℃为最佳条件。
进一步地，在上述技术方案中，所述铑催化剂兼容度较高，不同形式的铑催化剂均可进行该反应，例如：[RhCp*(MeCN)3](SbF6)2、[RhCp*(OAc)2]2、 [RhCp*Cl2]2等，然而为了得到更好收率的产物，优选催化剂为[RhCp*Cl2]2。
进一步地，在上述技术方案中，所述芳甲酰基亚砜叶立德1、α-重氮羰基化合物2、铑催化剂和添加剂物质的量之比为1:1-2.5:0.03-0.05:0.10-0.20。
进一步地，在上述技术方案中，反应优选在惰性气体保护下进行，例如氮气和氩气。
本发明与现有技术相比具有以下优点：(1)本发明通过芳甲酰基亚砜叶立德与α-重氮羰基化合物之间的串联反应合成出官能化苯并色烯类化合物，操作过程简单、高效；(2)合成反应无需使用碱或酸即可顺利进行，具有经济、绿色、对环境友好的特点；(3)反应的原子经济性高。因此，本发明为官能化苯并色烯类化合物的合成提供了一种经济实用的新方法。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
在反应管中依次加入1a(0.5mmol,98mg)、2a(0.5mmol,92mg)、六氟锑酸银(27.5mg,0.08mmol)、[RhCp*Cl2]2(12mg,0.02mmol)和甲苯(3mL)，在氮气气氛下于80℃搅拌反应24h。然后将反应体系冷却至室温，加入10mL饱和食盐水淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10mL×3)，合并有机相，用无水Na2SO4干燥，旋干溶剂，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝1/1)得白色固体产物3a(49mg,20％)。该化合物的表征数据如下：1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:1.40(s,9H),1.57(s,9H), 2.17(s,3H),2.39(s,3H),3.69(s,3H),3.71(s,3H),6.19(s,1H),7.05(d,J＝6.0Hz, 1H),7.38-7.45(m,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:16.5,28.0,28.2,29.6,44.36, 44.42,63.6,81.6,82.0,99.2,119.9,124.3,126.2,129.9,132.5,133.8,136.3,169.3, 169.5.HRMS calcd for C26H35O7S:491.2098[M+H]+,found:491.2097.
实施例2
在反应管中依次加入1a(0.5mmol,98mg)、2a(0.5mmol,92mg)、六氟锑酸银(27.5mg,0.08mmol)、[RhCp*Cl2]2(12mg,0.02mmol)和1,2-二氯乙烷(3mL)，在氮气气氛下于60℃搅拌反应24h。然后将反应体系冷却至室温，加入10mL饱和食盐水淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10mL×3)，合并有机相，用无水Na2SO4干燥，旋干溶剂，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝1/1)得白色固体产物3a(29mg, 12％)。
实施例3
在反应管中依次加入1a(0.5mmol,98mg)、2a(0.5mmol,92mg)、六氟锑酸银(27.5mg,0.08mmol)、[RhCp*Cl2]2(12mg,0.02mmol)和氯苯(3mL)，在氮气气氛下于100℃搅拌反应24h。然后将反应体系冷却至室温，加入10mL饱和食盐水淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10mL×3)，合并有机相，用无水Na2SO4干燥，旋干溶剂，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝1/1)得白色固体产物3a(34mg,14％)。
实施例4
在反应管中依次加入1a(0.5mmol,98mg)、2a(0.5mmol,92mg)、六氟锑酸银(27.5mg,0.08mmol)、[RhCp*(OAc)2]2(14mg,0.02mmol)和甲苯(3mL)，在氮气气氛下于80℃搅拌反应24h。然后将反应体系冷却至室温，加入10mL饱和食盐水淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10mL×3)，合并有机相，用无水Na2SO4干燥，旋干溶剂，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝1/1)得白色固体产物3a(27mg,11％)。
实施例5
在反应管中依次加入1a(0.5mmol,98mg)、2a(0.5mmol,92mg)、六氟锑酸银(27.5mg,0.08mmol)、[RhCp*(MeCN)3](SbF6)2(17mg,0.02mmol)和甲苯(3mL)，在氮气气氛下于80℃搅拌反应24h。然后将反应体系冷却至室温，加入10mL饱和食盐水淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10mL×3)，合并有机相，用无水Na2SO4干燥，旋干溶剂，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝1/1)得白色固体产物3a(39mg, 16％)。
实施例6
在反应管中依次加入1a(0.5mmol,98mg)、2a(1.1mmol,202mg)、六氟锑酸银(27.5mg,0.08mmol)、[RhCp*Cl2]2(12mg,0.02mmol)和甲苯(3mL)，在氮气气氛下于80℃搅拌反应24h。然后将反应体系冷却至室温，加入10mL饱和食盐水淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10mL×3)，合并有机相，用无水Na2SO4干燥，旋干溶剂，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝1/1)得白色固体产物3a(98mg,40％)。
实施例7
在反应管中依次加入1a(0.5mmol,98mg)、2a(1.25mmol,230mg)、六氟锑酸银(27.5mg,0.08mmol)、[RhCp*Cl2]2(12mg,0.02mmol)和甲苯(3mL)，在氮气气氛下于80℃搅拌反应24h。然后将反应体系冷却至室温，加入10mL饱和食盐水淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10mL×3)，合并有机相，用无水Na2SO4干燥，旋干溶剂，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝1/1)得白色固体产物3a(93mg,38％)。
实施例8
在反应管中依次加入1a(0.5mmol,98mg)、2b(1.1mmol,172mg)、六氟锑酸银(27.5mg,0.08mmol)、[RhCp*Cl2]2(12mg,0.02mmol)和甲苯(3mL)，在氮气气氛下于80℃搅拌反应24h。然后将反应体系冷却至室温，加入10mL饱和食盐水淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10mL×3)，合并有机相，用无水Na2SO4干燥，旋干溶剂，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝1/1)得白色固体产物3b(111mg,51％)。该化合物的表征数据如下：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:1.17(t,J＝7.2Hz,3H), 1.34(t,J＝7.2Hz,3H),2.19(s,3H),2.37(s,3H),3.69(s,3H),3.70(s,3H),4.13(q, J＝6.8Hz,2H),4.34-4.40(m,2H),6.31(s,1H),7.01(dd,J1＝6.0Hz,J2＝2.0Hz, 1H),7.35-7.42(m,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:14.2,14.3,16.8,29.6,44.26, 44.34,61.1,61.3,63.2,99.3,118.0,124.7,126.6,126.8,129.9,133.5,133.6,136.4, 170.0,170.3.HRMS calcd for C22H27O7S:435.1472[M+H]+,found:435.1469.
实施例9
在反应管中依次加入1b(0.5mmol,113mg)、2b(1.1mmol,172mg)、六氟锑酸银(27.5mg,0.08mmol)、[RhCp*Cl2]2(12mg,0.02mmol)和甲苯(3mL)，在氮气气氛下于80℃搅拌反应24h。然后将反应体系冷却至室温，加入10mL饱和食盐水淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10mL×3)，合并有机相，用无水Na2SO4干燥，旋干溶剂，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝1/1)得到目标产物3c(114mg, 49％)。
实施例10
在反应管中依次加入1c(0.5mmol,115mg)、2c(1.1mmol,202mg)、六氟锑酸银(27.5mg,0.08mmol)、[RhCp*Cl2]2(12mg,0.02mmol)和甲苯(3mL)，在氮气气氛下于80℃搅拌反应24h。然后将反应体系冷却至室温，加入10mL饱和食盐水淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10mL×3)，合并有机相，用无水Na2SO4干燥，旋干溶剂，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝1/1)得目标产物3d(126mg,48％)。
实施例11
在反应管中依次加入1d(0.5mmol,105mg)、2a(1.1mmol,202mg)、六氟锑酸银(27.5mg,0.08mmol)、[RhCp*Cl2]2(12mg,0.02mmol)和甲苯(3mL)，在氮气气氛下于80℃搅拌反应24h。然后将反应体系冷却至室温，加入10mL饱和食盐水淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10mL×3)，合并有机相，用无水Na2SO4干燥，旋干溶剂，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝1/1)得目标产物3e(111mg,44％)。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。
Claims (6)
1.一种官能化苯并色烯类化合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：以芳甲酰基亚砜叶立德1和α-重氮羰基化合物2为原料，在添加剂与铑催化剂存在下，有机溶剂中加热反应得到官能化苯并色烯类化合物3，该合成方法中的反应方程式为：
其中，R1为氢、卤素、C1-4烷基或C1-4烷氧基，R2为C1-4烷基，R3为C1-4烷基；所述添加剂为六氟锑酸银；所述铑催化剂为[RhCp*Cl2]2、[RhCp*(OAc)2]2或[RhCp*(MeCN)3](SbF6)2的一种或多种。
2.根据权利要求1所述官能化苯并色烯类化合物的合成方法，其特征在于：所述溶剂为1,2-二氯乙烷、甲苯或氯苯中的一种或多种。
3.根据权利要求2所述官能化苯并色烯类化合物的合成方法，其特征在于：所述溶剂为甲苯。
4.根据权利要求1所述官能化苯并色烯类化合物的合成方法，其特征在于：加热反应温度为60-100℃。
5.根据权利要求1所述官能化苯并色烯类化合物的合成方法，其特征在于：所述芳甲酰基亚砜叶立德1、α-重氮羰基化合物2、铑催化剂和添加剂的物质的量之比为1:1-2.5:0.03-0.05:0.10-0.20。
6.根据权利要求1所述官能化苯并色烯类化合物的合成方法，其特征在于：反应在氮气氛围下进行。
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