CN110759845B - 一种1,2,3,5-四取代氮杂茂化合物的微波合成方法 - Google Patents
一种1,2,3,5-四取代氮杂茂化合物的微波合成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110759845B CN110759845B CN201911087066.8A CN201911087066A CN110759845B CN 110759845 B CN110759845 B CN 110759845B CN 201911087066 A CN201911087066 A CN 201911087066A CN 110759845 B CN110759845 B CN 110759845B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- membered heterocyclic
- formula
- aryl
- microwave
- heterocyclic aryl
- 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
Links
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 14
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 29
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims abstract description 16
- LEIMLDGFXIOXMT-UHFFFAOYSA-N trimethylsilyl cyanide Chemical compound C[Si](C)(C)C#N LEIMLDGFXIOXMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 150000001345 alkine derivatives Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 29
- -1 formamide compound Chemical class 0.000 claims description 17
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 claims description 13
- 229940107816 ammonium iodide Drugs 0.000 claims description 10
- XZXYQEHISUMZAT-UHFFFAOYSA-N 2-[(2-hydroxy-5-methylphenyl)methyl]-4-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(O)C(CC=2C(=CC=C(C)C=2)O)=C1 XZXYQEHISUMZAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 8
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 6
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 6
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 claims description 6
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N formamide Substances NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 5
- 125000005392 carboxamide group Chemical group NC(=O)* 0.000 claims description 3
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 claims description 3
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 claims description 3
- 150000005840 aryl radicals Chemical class 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 2
- DPKBAXPHAYBPRL-UHFFFAOYSA-M tetrabutylazanium;iodide Chemical compound [I-].CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC DPKBAXPHAYBPRL-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- UQFSVBXCNGCBBW-UHFFFAOYSA-M tetraethylammonium iodide Chemical compound [I-].CC[N+](CC)(CC)CC UQFSVBXCNGCBBW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 150000003948 formamides Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 abstract description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract 1
- HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N Trichloro(2H)methane Chemical compound [2H]C(Cl)(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-MICDWDOJSA-N 0.000 description 16
- 239000000047 product Substances 0.000 description 15
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 11
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 10
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000010490 three component reaction Methods 0.000 description 8
- 238000011160 research Methods 0.000 description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 5
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 238000001644 13C nuclear magnetic resonance spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 238000005160 1H NMR spectroscopy Methods 0.000 description 4
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 1H-pyrrole Natural products C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical class [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000011097 chromatography purification Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M potassium iodide Chemical compound [K+].[I-] NLKNQRATVPKPDG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002246 antineoplastic agent Substances 0.000 description 2
- 229940041181 antineoplastic drug Drugs 0.000 description 2
- 208000012839 conversion disease Diseases 0.000 description 2
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N hydrogen cyanide Chemical compound N#C LELOWRISYMNNSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 125000001453 quaternary ammonium group Chemical group 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- MTGDNGSEOCYHQP-UHFFFAOYSA-N 1-butyl-3-phenyl-5-propylpyrrole-2-carbonitrile Chemical compound CCCCN1C(=CC(=C1C#N)C2=CC=CC=C2)CCC MTGDNGSEOCYHQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QHZZUQALGNQWFV-UHFFFAOYSA-N 1-ethyl-5-methyl-3-phenylpyrrole-2-carbonitrile Chemical compound C(C)N1C(=C(C=C1C)C1=CC=CC=C1)C#N QHZZUQALGNQWFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HZNVUJQVZSTENZ-UHFFFAOYSA-N 2,3-dichloro-5,6-dicyano-1,4-benzoquinone Chemical compound ClC1=C(Cl)C(=O)C(C#N)=C(C#N)C1=O HZNVUJQVZSTENZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TVEZCLGPJYDIIM-UHFFFAOYSA-N 2-phenyl-5,6,7,8-tetrahydroindolizine Chemical compound C1=C2CCCCN2C=C1C1=CC=CC=C1 TVEZCLGPJYDIIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IPYHJQNNUSSJOS-UHFFFAOYSA-N 5-ethyl-3-phenyl-1-propylpyrrole-2-carbonitrile Chemical compound CCCN1C(=CC(=C1C#N)C2=CC=CC=C2)CC IPYHJQNNUSSJOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006736 Huisgen cycloaddition reaction Methods 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQZMLBORDGWNPD-UHFFFAOYSA-N N-iodosuccinimide Chemical compound IN1C(=O)CCC1=O LQZMLBORDGWNPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Natural products C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZBIKORITPGTTGI-UHFFFAOYSA-N [acetyloxy(phenyl)-$l^{3}-iodanyl] acetate Chemical compound CC(=O)OI(OC(C)=O)C1=CC=CC=C1 ZBIKORITPGTTGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical group 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229940124350 antibacterial drug Drugs 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002619 bicyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000013375 chromatographic separation Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- SBTSVTLGWRLWOD-UHFFFAOYSA-L copper(ii) triflate Chemical compound [Cu+2].[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F.[O-]S(=O)(=O)C(F)(F)F SBTSVTLGWRLWOD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000857 drug effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 150000002611 lead compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- AJFDBNQQDYLMJN-UHFFFAOYSA-N n,n-diethylacetamide Chemical compound CCN(CC)C(C)=O AJFDBNQQDYLMJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002829 nitrogen Chemical class 0.000 description 1
- JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N olefin Natural products CCCCCCCC=C JRZJOMJEPLMPRA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004526 pharmaceutical effect Effects 0.000 description 1
- 239000012450 pharmaceutical intermediate Substances 0.000 description 1
- 230000000144 pharmacologic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001766 physiological effect Effects 0.000 description 1
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 1
- GHUURDQYRGVEHX-UHFFFAOYSA-N prop-1-ynylbenzene Chemical compound CC#CC1=CC=CC=C1 GHUURDQYRGVEHX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000006561 solvent free reaction Methods 0.000 description 1
- 125000003011 styrenyl group Chemical group [H]\C(*)=C(/[H])C1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004809 thin layer chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D207/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
- C07D207/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
- C07D207/30—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having two double bonds between ring members or between ring members and non-ring members
- C07D207/34—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having two 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
- C07D471/00—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00
- C07D471/02—Heterocyclic compounds containing nitrogen atoms as the only ring hetero atoms in the condensed system, at least one ring being a six-membered ring with one nitrogen atom, not provided for by groups C07D451/00 - C07D463/00 in which the condensed system contains two hetero rings
- C07D471/04—Ortho-condensed systems
Abstract
本发明公开了一种1,2,3,5‑四取代氮杂茂化合物的微波合成法，将等化学摩尔量的芳香端炔烃，三甲基氰基硅烷，甲酰胺类合物、催化剂在微波辅助下催化反应，一锅一步获得1,2,3,5‑四取代氮杂茂化合物。该方法产物选择性好、收率高，分离过程简单，催化剂成本低，对环境友好，有利于工业化生产应用。
Description
技术领域
本发明属于有机中间体合成技术领域，具体涉及一种1,2,3,5-四取代氮杂茂化合物的微波合成法。
背景技术
氮杂茂化合物是一类重要的五元含氮杂环类化合物，是药物研究领域的常用药效团，该母体结构的衍生物具有多种生理、药理活性，被广泛用作抗癌药物、抗肿瘤药物、抗菌药物等，是一类潜在的多用途先导化合物，具有广泛的开发应用前景。
对氮杂茂环进行基团修饰，有可能获得具有较好潜在药效的药物。例如，氰基具有特殊性质，将氰基修饰至氮杂茂环结构中，有可能获得具有多种潜在药效的药物中间体。但现有技术中，主要存在1,2,3位修饰的技术，对1,2,3,5一锅修饰的案例少之又少，目前仅(Org.Lett.2016,18,4032-4035)报道了通过烯烃、三甲基氰基硅烷、N,N-二取代甲酰胺的三组份反应合成N-甲基-2-氰基-3,5-二取代氮杂茂化合物。以氩气保护下，三氟磺酸铜盐作为催化剂，2倍化学当量的二氯二氰基苯醌作为氧化剂，催化氧化末端苯乙烯，6倍化学当量的三甲基氰基硅烷和3倍化学当量的N,N-二取代甲酰胺在正己烷和N,N-二乙基乙酰胺(V/V:6/1)的混合溶液中，80℃加热搅拌下反应24小时，以中等的分离收率得到1,2,3,5-四取代氮杂茂化合物。该技术的技术合成机理见反应式A：
如反应式A可知，其采用三氟甲烷磺酸酮盐催化三甲基氰基硅烷与三倍化学当量的N,N-二取代甲酰胺反应先生成2-(二取代氨基)丙二腈，在脱去剧毒氢氰酸，生成中间体。该制备机制的手段存在反应条件苛刻，底物适用性差，反应原子效率低，产物收率较差，成本高，需要通过色谱分离提纯等缺点，难于工业化生产应用。
发明内容
针对现有技术中一种1,2,3,5-四取代氮杂茂化合物的微波合成法比较缺乏，为数不多的技术还存在原子利用率低、反应效率低、无法工业推广应用等不足之处，本发明的目的是在于提供一种全新反应机制的一种1,2,3,5-四取代氮杂茂化合物的微波合成法，旨在提供一种原子效率高、高收率，低成本，无需色谱纯化，有利于工业化生产应用的全新合成方法。
为了实现上述技术目的，本发明提供了一种1,2,3,5-四取代氮杂茂化合物的微波合成法，将具有式1结构的炔烃、三甲基氰基硅烷(TMSCN)、式2结构式的甲酰胺类化合物、催化剂在微波辅助下催化反应，一锅得到式3结构的1,2,3,5-四取代氮杂茂化合物；
所述的Ar为芳基；
所述的R1、R2独自为芳基、C1～C10的烷基；或者R1、R2环合成环状基团；所述的芳基、烷基、环状基团允许含有C1～C10的烷烃基、C1～C10的烷氧基、卤素、硝基、三氟甲基或酯基中的至少一种取代基；
所述的催化剂为碘化铵、碘化季铵中的至少一种；
催化剂的使用量不低于(大于或等于)炔烃摩尔量的5％。
本发明催化炔烃，三甲基腈硅烷，甲酰胺类化合物进行分子间反应的路线如下(反应式1)：
本发明发现了一种全新的1,2,3,5-四取代氮杂茂化合物的微波合成机制，如反应式2：催化量催化剂的作用下，等摩尔量的三甲基氰基硅烷与甲酰胺类化合物反应直接生成中间体IM1，在与炔烃发生分子间[3+2]环加成反应得到1,2,3,5-四取代氮杂茂化合物。
本发明研究发现，在本发明创新地制备机理下，配合催化剂种类以及微波辅助，能够提升本发明全新制备机理的一锅反应效果，有助于进一步改善原子利用率和效率，显著改善反应效率和反应转化率。本发明制备方法，反应转化率高、原子利用率高，产物无需色谱纯化。
本发明中，所述的式1中，所述的芳基可以为苯基、五元杂环芳基、六元杂环芳基，以及由苯基、五元杂环芳基、六元杂环芳基中的任意两个及以上的芳香环并合成的多环芳基结构；且所述的苯基、五元杂环芳基、六元杂环芳基、多环芳基结构的芳香环上允许含有取代基，所述的取代基例如为烷烃基、烷氧基、卤素、硝基等取代基。所述的杂环芳基的杂原子例如为N、O、S等。
进一步优选，所述的炔烃具有式1-A化合物；
R3为H、C1～C10的烷烃基、C1～C10的烷氧基、卤素、硝基、三氟甲基或酯基。
所述的C1～C10的烷基例如为直链烷烃基或者支链烷烃基。
所述的甲酰胺类化合物中，所述的R1、R2还可以环合形成环状基团，该甲酰胺类化合物为N-甲酰基环胺化合物，其结构式例如为
本发明中，采用N-甲酰基环胺作为原料，可以获得和氮杂茂双环或者多环并合的化合物
作为优选，所述的炔烃、三甲基氰基硅烷、甲酰胺类化合物的摩尔量相等(允许存在不可避免的误差)，本发明创新地发明机理下，在等摩尔量下即可实现物料原子的高效利用。
本发明研究发现，对于本发明1,2,3,5多取代的制备而言，采用碘化铵以及碘化季铵盐为本发明制备机理的良催化剂，而碘化钾、N-碘代丁二酰亚胺(NIS)、二乙酸碘苯(PhI(OAc)2)效果较差。
所述的催化剂为碘化铵、四乙基碘化铵、四正丁基基碘化铵中的至少一种；进一步优选为碘化铵。研究意外发现，在该优选的催化剂下，配合所述的微波辅助，能够显著改善原子利用率，改善制备效果。
本发明研究还发现，在所述的特殊催化剂下，进一步控制催化剂的用量，有助于进一步发挥所述的全新制备机理效果，能够改善原子利用率和利用效率。
研究发现，催化剂的使用量不低于(大于或等于)炔烃摩尔量的5％；优选为5～10％。
本发明研究发现，在微波辅助下，有助于进一步改善本发明制备机制的制备效果，进一步控制微波的功率，有助于进一步改善原子利用率。
作为优选：微波的功率不低于300W；优选为300～500W；进一步优选，微波的功率为400～400W。在该优选的功率下，反应向正方向移动，目标产物的收率明显提升。
优选的方案，反应温度为80～100℃；进一步优选为90～100℃；最优选为90℃。优选的范围温度下，底物的原子效率更高。
优选的方案，反应时间为10～20min。本发明技术方案，反应效率高，在较短的时间内即可获得高原子利用率，具有优异的效果。
反应结束后，乙酸乙酯溶解反应物，饱和食盐水洗涤溶液，分液，真空浓缩，即可得到高纯度产物。
相对现有技术，本发明的技术方案带来的有益技术效果：
1)本发明技术方案，采用一种全新的一锅合成机制，配合所述的催化剂种类、微波辅助的联合控制，能够意外地显著改善原子利用率和效率，显著改善收率，且能够降低催化难度，降低成本，实现一锅、绿色合成。
2)本发明为无溶剂反应，反应条件环保绿色；
3)本发明不使用过渡金属和氧化剂，反应区域选择性高；
4)本发明反应条件简单，清洁，经过简单萃取即可得到纯品。
附图说明
图1为1-乙基-2-氰基-3-苯基-5-甲基-1H-氮杂茂化合物的核磁氢谱图；
图2为1-乙基-2-氰基-3-苯基-5-甲基-1H-氮杂茂化合物的核磁碳谱图。
具体实施方式
以下具体实施例旨在进一步说明本发明内容，而不是限制本发明权利要求的保护范围。
对照实施例：
以下对照实验组1～14均按以下反应方程式反应：
具体操作步骤为：在10mL圆底烧瓶中，依次加入苯丙炔(0.5mmol)、三甲基氰基硅烷(0.5mmol)、N,N–二乙基甲酰胺(0.5mmol)、催化剂，所得混合物加热搅拌反应或者微波辐射加热搅拌反应。薄层层析板跟踪反应进程，反应结束后，乙酸乙酯溶解反应物，饱和食盐水洗涤，分液，核磁粗谱分析产率。
上表中实验组1～6考察了各种催化剂对三组份反应的影响，从实验数据可以看出，该反应对于催化剂的种类非常敏感，只有使用碘化铵作为催化剂才能得到理想的产物收率。
上表中实验组2、7～8考察了碘催化剂用量对三组份反应的影响，通过实验表明催化剂用量的最佳用量为炔烃用量的5％，过高时目标产物的收率增加并不明显，减少催化剂用量收率降低。
上表中实验组2、9～10考察了反应温度对三组份反应的影响，通过实验表明90℃为加热搅拌反应的较好温度，100℃时目标产物的收率增加并不明显，而80℃时，目标产物的收率降低。
上表中实验组2、11考察了能量作用方式对三组份反应的影响，通过实验表明微波辐射的反应效率远远高于传统的热传质作用方式。
上表中实验组11～13考察了微波辐射功率对三组份反应的影响，通过实验表明400W为微波辐射的最佳功率，300W时目标产物的收率有所降低；500W时，时目标产物的收率增加并不明显。
上表中实验组14考察了催化剂对三组份反应的影响，通过实验表明碘催化剂三组份反应不能发生。
实施例1～4
以下实施例1～4均按以下反应方程式反应：
具体操作步骤为：在50mL圆底烧瓶中，依次加入炔烃(30mmol)、三甲基氰基硅烷(30mmol)、甲酰胺类化合物(30mmol)，碘化铵(3mmol)，所得混合液在微波反应器中400W，控温100℃的条件下搅拌反应10分钟。反应结束后，30mL乙酸乙酯溶解反应物，饱和食盐水洗涤溶液，分液，真空浓缩有机相液，真空干燥计算重量。
实施例1
原料：
TMSCN,
目标产物：
产率:94％.
1-ethyl-5-methyl-3-phenyl-1H-pyrrole-2-carbonitrile
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.69-7.62(m,2H),7.40(dd,J＝15.9,8.1Hz,2H),7.29(t,J＝7.4Hz,1H),6.17(s,1H),4.06(q,J＝7.3Hz,2H),2.31(s,3H),1.42(t,J＝7.3Hz,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ135.1,134.6133.2,128.9,128.6,128.5,127.6,126.6,115.4,107.8,99.2,40.9,16.3,12.4.
实施例2
原料：
TMSCN,
目标产物：
5-ethyl-3-phenyl-1-propyl-1H-pyrrole-2-carbonitrile
产率:95％.
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.67(dd,J＝8.4,1.6Hz,2H),7.39(t,J＝7.2Hz,2H),7.36(s,1H),6.20(s,1H),3.98(t,J＝7.6Hz,2H),2.55(t,J＝7.2Hz,2H),1.77-1.70(m,4H),1.44-1.40(m,2H),1.04(t,J＝7.6Hz,3H),0.98(t,J＝7.6Hz,3H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ134.3,133.1,128.8,128.4,128.4,127.4,126.5,115.4,106.4,99.4,45.7,33.2,28.4,21.7,19.9,13.9,13.7.
HRMS(ESI)calcd for C16H19N2[M+H]+:239.1548,found 239.1550.
实施例3
原料：
TMSCN,
目标产物：
1-butyl-3-phenyl-5-propyl-1H-pyrrole-2-carbonitrile
产率:95％.
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.66(dd,J＝8.1,0.9Hz,2H),7.40(dd,J＝10.5,4.8Hz,2H),7.33-7.24(m,1H),6.20(s,1H),3.98(t,7.6Hz,2H),2.55(t,J＝7.6Hz,2H),1.81-1.66(m,4H),1.45-1.36(m,2H),1.02(t,J＝7.3Hz,3H),0.98(t,J＝7.4Hz,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ134.5,133.3,128.9,128.6,127.5,126.6,115.6,106.6,99.5,45.8,33.4,28.6,21.9,20.1,14.1,13.8.
HRMS(ESI)calcd for C18H23N2[M+H]+:267.1856,found 267.1861.
实施例4
原料：
TMSCN,
目标产物：
2-phenyl-5,6,7,8-tetrahydroindolizine
产率:92％.
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.73-7.61(m,2H),7.38(t,J＝7.7Hz,2H),7.28(t,J＝7.4Hz,1H),6.14(s,1H),4.05(t,J＝6.1Hz,2H),2.80(t,J＝6.4Hz,2H),2.10–1.96(m,2H),1.96–1.76(m,2H).
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ136.4,134.8,133.2,128.9,127.6,126.6,115.2105.5,98.6,44.6,23.6,22.9,20.4.
HRMS(ESI)calcd for C15H15N2[M+H]+:223.1230,found 223.1233.
Claims (11)
1.一种1,2,3,5-四取代氮杂茂化合物的微波合成方法，其特征在于，将具有式1结构的炔烃、三甲基氰基硅烷、式2结构式的甲酰胺类化合物、催化剂在微波辅助下催化，进行一锅反应，得到式3结构的1,2,3,5-四取代氮杂茂化合物；
式1中，所述的Ar为苯基、五元杂环芳基、六元杂环芳基，或由苯基、五元杂环芳基、六元杂环芳基中的任意两个及以上的芳香环并合成的多环芳基结构；且所述的苯基、五元杂环芳基、六元杂环芳基、多环芳基结构的芳香环上允许含有取代基，所述的取代基为烷烃基、烷氧基、卤素、硝基中的至少一种；
式2中，所述的R1、R2独自为芳基、C1~C10的烷基；或者R1、R2环合成环状基团；所述的芳基、所述的C1~C10的烷基、环合成的环状基团允许含有C1~C10的烷烃基、C1~C10的烷氧基、卤素、硝基、三氟甲基或酯基中的至少一种取代基；且所述的芳基为苯基、五元杂环芳基、六元杂环芳基，或由苯基、五元杂环芳基、六元杂环芳基中的任意两个及以上的芳香环并合成的多环芳基结构；
所述的催化剂为碘化铵、四乙基碘化铵 、四正丁基碘化铵中的至少一种；
催化剂的使用量不低于炔烃摩尔量的5%。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的炔烃具有式1-A结构式的化合物；
式1-A；
R3为H、C1~C10的烷烃基、C1~C10的烷氧基、卤素或硝基。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，式2中，环合成的环状基团为包含甲酰胺基的N在内的五元、六元的饱和环基，或者部分不饱和的环基。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的炔烃、三甲基氰基硅烷、式2结构式的甲酰胺类化合物的摩尔量相等。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的催化剂为碘化铵。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，催化剂的使用量为炔烃摩尔量的5~10%。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，微波的功率不低于300W。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，微波的功率为300~500W。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，微波的功率为400~500W。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，反应温度为80~100℃。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，反应时间为10~20min。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911087066.8A CN110759845B (zh) | 2019-11-08 | 2019-11-08 | 一种1,2,3,5-四取代氮杂茂化合物的微波合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911087066.8A CN110759845B (zh) | 2019-11-08 | 2019-11-08 | 一种1,2,3,5-四取代氮杂茂化合物的微波合成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110759845A CN110759845A (zh) | 2020-02-07 |
| CN110759845B true CN110759845B (zh) | 2021-04-23 |
Family
ID=69337105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911087066.8A Active CN110759845B (zh) | 2019-11-08 | 2019-11-08 | 一种1,2,3,5-四取代氮杂茂化合物的微波合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110759845B (zh) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107501156A (zh) * | 2016-06-14 | 2017-12-22 | 兰州大学 | 一种多取代吡咯的三组分串联合成方法 |
-
2019
- 2019-11-08 CN CN201911087066.8A patent/CN110759845B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107501156A (zh) * | 2016-06-14 | 2017-12-22 | 兰州大学 | 一种多取代吡咯的三组分串联合成方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| A New Method for the Construction of the Pyrrole Ring by the Carbonylcobalt-Catalyzed Reaction of Trimethylsilyl Cyanide with Acetylenes. Its Scope and Limitations;Naoto Chatani et al.;《J. Org. Chem.》;19911231;第56卷;第2166-2170页 * |
| The clean preparation of multisubstituted pyrroles under metal- and solvent-free conditions;Qing-Wen Gui et al.;《Green Chemistry》;20191129;第22卷;第118-122页 * |
| The Synthesis of Multisubstituted Pyrroles via a Copper-Catalyzed Tandem Three-Component Reaction;Xue-Qing Mou.;《Org. Lett.》;20160808;第18卷;第4032-4035页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110759845A (zh) | 2020-02-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN113912577B (zh) | 洛克米兰醇中间体、洛克米兰醇及其衍生物和制备与应用 | |
| CN108947945B (zh) | 一种1,3-二氢异苯并呋喃衍生物及其合成方法和应用 | |
| CN110759845B (zh) | 一种1,2,3,5-四取代氮杂茂化合物的微波合成方法 | |
| CN105820174A (zh) | 一种多取代噻吩并吲哚衍生物的制备方法 | |
| Singh et al. | Mono and Dinuclear Palladium Pincer Complexes of NNSe Ligand as a Catalyst for Decarboxylative Direct C− H Heteroarylation of (Hetero) arenes | |
| CN110627700B (zh) | 一种烯烃在微波辅助下一锅合成1,2,3,5-四取代吡咯化合物的方法 | |
| CN110713451B (zh) | 一种n-甲基-2-氰基-3,4-二取代吡咯化合物的微波辐射辅助合成方法 | |
| Yavari et al. | A Synthesis of Novel Perinaphthenones from Acetylenic Esters and Acenaphthoquinone–Malononitrile Adduct in the Presence of Triphenylphosphine | |
| CN112574225B (zh) | 一种四氢呋喃并二氢喹啉类化合物及其制备方法和应用 | |
| CN112194608B (zh) | 一种可见光促进3-甲基-3-二氟乙基-2-氧化吲哚化合物的合成方法 | |
| CN110746337B (zh) | 一种1-甲基-2-氰基-3-脂肪族取代氮杂茂化合物的合成方法 | |
| CN111303096B (zh) | 一种多取代1,3-二氢萘并[2,3-c]呋喃衍生物的合成方法 | |
| CN107619386A (zh) | 一种芳环并[c]咔唑类衍生物及其合成方法 | |
| CN109265409B (zh) | 一种2-取代的苯并噁唑和2-取代的苯并噻唑及其衍生物的合成方法 | |
| CN113105401A (zh) | 一种1，2，3-三氮唑衍生物及其制备方法与应用 | |
| CN110759846B (zh) | 一种利用烯烃一锅合成多取代氮杂茂化合物的方法 | |
| CN110746336B (zh) | 一种n-甲基-2-氰基-3-芳基吡咯化合物的绿色制备方法 | |
| CN111269142A (zh) | Sba-15负载型离子液体催化亚苄基丙二腈类化合物的方法 | |
| CN112125843B (zh) | 一种3-羟甲基-4-苯基-3,4-二氢喹啉酮化合物的制备方法 | |
| CN113387946B (zh) | 一种超声辅助多组分合成2-苯基-3-芳胺甲基咪唑并吡啶衍生物的方法 | |
| CN115340475B (zh) | 一种1-氧化二苯基二氮烯或其衍生物的制备方法 | |
| CN113387837B (zh) | 光氧化还原催化方法 | |
| CN113061121B (zh) | 一种催化硫代酰胺衍生物氢化脱硫的方法 | |
| CN110938086B (zh) | 半夹心钌硫酮配合物及其制备方法、氨硼烷的水解方法和硝基苯类化合物的还原方法 | |
| CN112300220B (zh) | 手性二茂铁p，n配体衍生物及其制备方法和应用 |
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 | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Gong Shaofeng Inventor after: Wang Jingting Inventor after: Peng Sha Inventor after: Ding Manhua Inventor before: Wang Jingting Inventor before: Peng Sha Inventor before: Ding Manhua Inventor before: Gong Shaofeng |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240415 Address after: 214142 Tian'an Smart City 3-505, No. 228 Linghu Avenue, Xinwu District, Wuxi City, Jiangsu Province Patentee after: Wuxi all things Ecological Technology Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: No. 130, yangzitang Road, Lingling District, Yongzhou City, Hunan Province Patentee before: HUNAN University OF SCIENCE AND ENGINEERING Country or region before: China |