CN109970643A - 一种在碘负离子促进下的四氢吖啶类化合物的绿色合成方法 - Google Patents

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吴彦超
潘倩文
张维维
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Abstract

本发明涉及一种在碘负离子促进下的四氢吖啶类化合物的绿色合成方法。所制备的四氢吖啶类化合物结构式如附图1所示，其中R1、R2、R3、R4为氢原子、烷基、卤素、酯基。制备方法：2‑氨基芳香酮类化合物、环己酮类化合物、碘负离子、冠醚以及有机溶剂在室温至130oC下搅拌1‑24小时。反应结束后淬灭，有机溶剂萃取、浓缩、提纯，得到四氢吖啶类化合物，产率在65～97%。本发明具有反应条件温和、不使用金属催化剂及强碱、绿色经济、毒性较小、操作简便、适用性广、重复性好、产率较高等优点。

Description

一种在碘负离子促进下的四氢吖啶类化合物的绿色合成方法
技术领域
本发明涉及一种在碘负离子促进下的四氢吖啶类化合物的绿色合成方法。
背景技术
四氢吖啶类化合物是一类重要的含氮杂环化合物，这类结构的化合物在合成天然药物和有机光电材料领域有宽广的应用，它们也是合成天然药物、农药、发光材料等的重要原料。早期合成这种含氮杂环结构的方法需要高温或繁琐的合成步骤，以及昂贵的原材料和催化剂。传统的合成四氢吖啶的方法是Friendlander环化反应，但因其反应底物2-氨基苯甲醛稳定性较差，使其在合成四氢吖啶类化合物的应用上受到一定的限制。FrancisVerpoort研究小组在改进的Friendlander反应（即使用稳定的底物2-氨基苄醇）中使用钌配合物作催化剂（European Journal of Organic Chemistry, 2008, 1625-1631）。但使用过渡金属作催化剂，反应成本高。Mihir K Chaudhuri研究小组是在微波辐射下通过SnCl22H2O作为还原剂（J. Chem. Sci., Vol. 118, No. 2, March 2006, pp. 199–202.）来生成，此方法能耗较大，同时因为使用大量的SnCl2 2H2O所以安全性较低。而Chun Cai研究小组则是在强碱的条件下使用N-杂环卡宾前体作为催化剂（RSC Adv., 2014, 4, 52911–52914）来合成，此方法使用强碱，不适用于对碱敏感的官能团的化合物的制备。而本发明以2-氨基芳香酮类化合物和环己酮类化合物为原料，在中性条件下通过碘负离子和加热的方法即可制得四氢吖啶类化合物，具有反应条件温和、不使用金属催化剂及强碱、绿色经济、毒性较小、操作简便、适用性广、重复性好、产率较高等优点。
发明内容
本发明目的在于提供一种在碘负离子促进下合成四氢吖啶类化合物的绿色合成方法。
为实现上述目的，本发明提供的四氢吖啶类化合物结构如图1所示，其中R1、R2、R3、R4为氢原子、烷基、卤素、酯基。本发明提供的制备方法，主要步骤是：2-氨基芳香酮类化合物，环己酮类化合物，碘化钠+冠醚和溶剂在室温至130 oC下充分搅拌反应1-24小时。反应结束后淬灭，有机溶剂萃取，干燥，过滤，浓缩，柱层析提纯，得到四氢吖啶类化合物，产率在65～97%。所得化合物经核磁共振谱图（1H-NMR 和13C-NMR）确认，结构无误。
本发明采用2-氨基芳香酮类化合物和环己酮类化合物可以直接从市场上购买。
本发明采用的碘负离子化合物、冠醚为碘化钠，碘化钾，碘化钠+15-冠-5，碘化钾+18-冠-6，四丁基碘化铵。
本发明采用的溶剂为甲醇，无水乙醇，乙腈，二氯甲烷，三氯甲烷，叔丁醇。
本发明的柱层析所用的洗脱剂是石油醚和乙酸乙酯等。
附图说明
图1为四氢吖啶类化合物的结构图；
图2为反应的具体过程图。
具体实施方式
其反应过程如图2所示，图2反应式中：其中R1、R2、R3、R4为氢原子、烷基、卤素、酯基。
具体制备方法举例一：0.25毫摩尔（2-氨基苯基）（苯基）甲酮，0.75毫摩尔环己酮，0.25毫摩尔碘化钠和0.25毫摩尔15-冠-5，在0.64毫升无水乙醇中130℃下回流24小时。反应结束后用饱和碳酸氢钠水溶液淬灭，有机溶剂萃取，干燥，过滤，浓缩，柱层析提纯，得到9-苯基-1,2,3,4-四氢吖啶，收率为96%。核磁共振氢谱1H NMR (400 MHz, CDCl3): 8.05(d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.61-7.57 (m, 1H), 7.53-7.44 (m, 3H), 7.35-7.38 (m, 2H),7.23 (d, J = 7.6 Hz, 2H), 3.22 (t, J = 6.5 Hz, 2H), 2.61 (t, J = 6.4 Hz, 2H),1.97 (m, 2H), 1.78 (m, 2H);核磁共振碳谱13C NMR (100 MHz, CDCl3): 158.8, 146.2,146.1, 136.9, 128.9, 128.4, 128.2, 128.1, 127.5, 126.4, 125.6, 125.2, 34.1,27.8, 22.8, 22.7。
具体制备方法举例二：0.25毫摩尔（2-氨基苯基）（苯基）甲酮，0.75毫摩尔4-甲基环己酮，0.25毫摩尔碘化钠和0.25毫摩尔15-冠-5，在0.64毫升无水乙醇中130℃下回流24小时。反应结束后用饱和碳酸氢钠水溶液淬灭，有机溶剂萃取，干燥，过滤，浓缩，柱层析提纯，得到2-甲基-9-苯基-1,2,3,4-四氢吖啶，收率为95%。核磁共振氢谱1H NMR (400 MHz,CDCl3): 8.02 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 7.61-7.57 (m, 1H), 7.54-7.44 (m, 3H), 7.32-7.27 (m, 2H), 7.24-7.20 (m, 2H), 3.34-3.27 (m, 1H), 3.22-3.14 (m, 1H), 2.66(m, 1H), 2.23 (dd, J = 10.8, 17.0 Hz, 1H), 2.08-2.01 (m, 1H), 1.92-1.84 (m,1H), 1.63-1.52 (m, 1H), 1.00 (d, J = 6.6 Hz, 3H);核磁共振碳谱13C NMR (100 MHz,CDCl3) : 158.7, 146.3, 146.2, 137.0, 129.1, 128.9, 128.5, 128.4, 128.2,127.8, 127.6, 126.5, 125.7, 125.2, 36.4, 33.7, 31.0, 29.2, 21.7。
具体制备方法举例三：0.25毫摩尔（2-氨基-5-氯苯基）（苯基）甲酮，0.75毫摩尔环己酮，0.25毫摩尔碘化钠和0.25毫摩尔15-冠-5，在0.64毫升无水乙醇中130℃下回流24小时。反应结束后用饱和碳酸氢钠水溶液淬灭，有机溶剂萃取，干燥，过滤，浓缩，柱层析提纯，得到7-氯-9-苯基-1,2,3,4-四氢吖啶，收率为95%。核磁共振氢谱1H NMR(400MHz,CDCl3):7.94 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 7.54-7.45 (m, 4H), 7.28 (d, J = 2.1 Hz, 1H), 7.20(d, J = 6.8 Hz, 2H), 3.17 (t, J = 6.6 Hz, 2H), 2.58 (t, J = 6.5 Hz, 2H),1.98-1.92 (m, 2H), 1.80-1.74 (m, 2H);核磁共振碳谱13C NMR (100 MHz, CDCl3) :159.4, 145.7, 144.5, 136.3, 131.1, 129.9, 129.4, 129.2, 128.9, 128.7, 128.0,127.3, 124.4, 34.1, 28.0, 22.8, 22.7。
具体制备方法举例四：0.25毫摩尔（2-氨基-5-氯苯基）（苯基）甲酮，0.75毫摩尔4-甲基环己酮，0.25毫摩尔碘化钠和0.25毫摩尔15-冠-5，在0.64毫升无水乙醇中130℃下回流24小时。反应结束后用饱和碳酸氢钠水溶液淬灭，有机溶剂萃取，干燥，过滤，浓缩，柱层析提纯，得到7-氯-2-甲基-9-苯基-1,2,3,4-四氢吖啶，收率为94%。核磁共振氢谱1H NMR(400 MHz, CDCl3) : 7.97 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 7.59-7.49 (m, 4H), 7.29 (d, J =2.3 Hz, 1H), 7.24-7.21 (m, 2H), 3.33-3.27 (m, 1H), 3.22-3.13 (m, 1H), 2.69-2.63 (m, 1H), 2.27-2.20 (m, 1H), 2.10-2.03 (m, 1H), 1.93-1.84 (m, 1H), 1.64-1.54 (m, 1H), 1.02 (d, J = 6.6 Hz, 3H); 核磁共振碳谱13C NMR (100 MHz, CDCl3) :159.1, 145.6, 144.6, 136.2, 131.1, 129.9, 129.2, 129.0, 128.9, 128.8, 128.8,128.7, 128.0, 127.3, 124.5, 36.4, 33.7, 30.9, 29.1, 21.7。
本发明涉及一种在碘负离子促进下的四氢吖啶类化合物的绿色制备方法，以2-氨基芳香酮类化合物和环己酮类化合物为原料，在中性条件下通过碘负离子和加热的方法即可制得四氢吖啶类化合物，本反应具有反应条件温和、不使用金属催化剂及强碱、绿色经济、毒性较小、操作简便、适用性广、重复性好、产率较高等优点。上述具体实施举例仅是本发明的较佳实例而已，并非是对本发明作其它形式的限制。

Claims (5)

1.一种如图1所示的四氢吖啶类化合物的绿色合成方法，主要步骤是：
a) 以2-氨基芳香酮类化合物和环己酮类化合物为底物，加入碘负离子化合物、冠醚以及有机溶剂到反应容器中，在室温至130oC下反应1-24小时；其中R1、R2、R3、R4为氢原子、烷基、卤素、酯基；R1，R2，R3，R4为同一基团或选自不同基团；
b) 反应结束后淬灭，有机溶剂萃取，干燥，过滤，浓缩；
c) 柱层析提纯，洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯，得到四氢吖啶类化合物。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的碘负离子化合物、冠醚为碘化钠，碘化钾，碘化钠+15-冠-5，碘化钾+18-冠-6，四丁基碘化铵。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：所述的最佳的碘负离子促进剂为碘化钠+15-冠-5。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的反应溶剂为甲醇，无水乙醇，乙腈，二氯甲烷，三氯甲烷，叔丁醇；最佳溶剂为无水乙醇。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的2-氨基芳香酮类化合物和环己酮类化合物的摩尔比为1：1-1：3.5，2-氨基芳香酮类化合物与碘化钠的摩尔比为0.1:1-1:0.1。
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