CN110922402B - 一种c-3位碘代中氮茚类化合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机合成技术领域，提供了一种C‑3位碘代中氮茚类化合物及其制备方法，包括以下步骤：将碘、2‑吡啶乙酸酯、丙烯酸酯和碱在有机溶剂中混合后，进行加热反应，得到C‑3位碘代中氮茚类化合物。本发明提供的方法简单、原料易得，且本发明提供的方法产率和产物纯度较高。实施例结果表明，本发明提供的C‑3位碘代中氮茚类化合物的制备方法产率为48％～64％。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种C-3位碘代中氮茚类化合物及其制备方法。
背景技术
中氮茚类化合物是一类重要的含氮杂环化合物，具有广泛的生物学特性，例如：抗氧化和自由基清除作用(Eur.J.Org.Chem.2000,3763)、抗菌活性(Molecules 2008,13,1066)、抗惊厥和抗炎活性(Arch.Pharm.Chem.Life Sci.2006,339,133)、组胺H3受体拮抗剂、磷酸酶抑制剂(Bioorg.Med.Chem.Lett.2003,13,1767)、脂氧化酶抑制剂(Bioorg.Med.Chem.2005,13,3127)、HIV抑制活(Mol.Divers.2013,17,221)等，上述文献中具有不同生物学特性的中氮茚类化合物结构分别如下所示：
在制备上述中氮茚类化合物时，碘代中氮茚是一种重要的合成中间体，碘代中氮茚能够通过偶联反应实现上述中氮茚类化合物的简便合成。
目前文献报道的碘代中氮茚类化合物的合成方法主要为：在中氮茚母核的基础上，进行碘代反应，得到碘代中氮茚(J.Chem.Soc.1947,670-672；US20150361100)。上述方法在制备碘代中氮茚过程中，需要多步反应，反应复杂；而且制备得到的中氮茚母核结构直接决定着碘代中氮茚的结构，以中氮茚母核结构制备碘代中氮茚时，面临着底物适用性不够广泛的问题。
发明内容
本发明提供了一种C-3位碘代中氮茚类化合物的制备方法，本发明提供的方法简单、原料易得，且产率较高。
本发明提供了一种C-3位碘代中氮茚类化合物的制备方法，包括以下步骤：
将碘、2-吡啶乙酸酯、丙烯酸酯和碱在有机溶剂中混合后，进行加热反应，得到C-3位碘代中氮茚类化合物；
所述C-3位碘代中氮茚类化合物的结构如式I所示：
式I中R1为甲基、乙基、异丙基或正丁基；
R2为甲基、乙基、正丁基、苯基或苄基。
优选的，所述加热反应的温度为70～110℃，加热反应的时间为9～13h。
优选的，所述2-吡啶乙酸酯、丙烯酸酯和碘的摩尔比为1:2～4:3～5。
优选的，所述2-吡啶乙酸酯、碱和有机溶剂的用量比为1mmol:1.67～6.67mL:7～9mmol。
优选的，所述2-吡啶乙酸酯的结构如式II所示，所述丙烯酸酯的结构如式III所示：
所述式II中R1的结构与式I中的R1结构相同；所述式III中R2的结构与式I中的R2结构相同。
优选的，所述碘为零价碘，所述碱为碳酸钠或碳酸氢钾；所述有机溶剂包括1,2-二氯乙烷、二氯甲烷和N’N-二甲基甲酰胺中的一种或多种。
优选的，加热反应完成后，向得到的反应料液中加入硫代硫酸钠水溶液，然后用乙酸乙酯进行萃取，将萃取得到的有机相干燥后取上清液，经过柱层析处理，得到纯化的C-3位碘代中氮茚类化合物。
优选的，所述硫代硫酸钠水溶液的质量浓度为8～12％。
优选的，所述柱层析处理用洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶液，所述石油醚和乙酸乙酯的体积比为1:10。
本发明还提供了上述技术方案所述方法制备得到的C-3位碘代中氮茚类化合物，所述C-3位碘代中氮茚类化合物的结构如式I所示：
式I中R1为甲基、乙基、异丙基或正丁基；
R2为甲基、乙基、正丁基、苯基或苄基。
本发明提供了一种C-3位碘代中氮茚类化合物的制备方法，包括以下步骤：将碘、2-吡啶乙酸酯、丙烯酸酯和碱在有机溶剂中混合后，进行加热反应，得到C-3位碘代中氮茚类化合物。本发明提供的方法简单、原料易得，且本发明提供的方法产率。实施例结果表明，本发明提供的C-3位碘代中氮茚类化合物的制备方法产率为48％～64％。
具体实施方式
本发明提供了一种C-3位碘代中氮茚类化合物的制备方法，包括以下步骤：
将碘、2-吡啶乙酸酯、丙烯酸酯和碱在有机溶剂中混合后，进行加热反应，得到C-3位碘代中氮茚类化合物。
在本发明中，所述C-3位碘代中氮茚类化合物的结构如式I所示：
式I中R1为甲基、乙基、异丙基或正丁基；
R2为甲基、乙基、正丁基、苯基或苄基。
在本发明中，所述C-3位碘代中氮茚类化合物的结构优选为式I-1～式I-8中的任意一种：
在本发明中，所述2-吡啶乙酸酯的结构如式II所示：
在本发明中，所述2-吡啶乙酸酯优选包括2-吡啶乙酸甲酯、2-吡啶乙酸乙酯、2-吡啶乙酸异丙酯或2-吡啶乙酸正丁酯。
在本发明中，所述丙烯酸酯的结构如式III所示：
在本发明中，所述丙烯酸酯优选包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸苯酯或丙烯酸卞酯。
在本发明中，所述碘优选为零价碘。
在本发明中，所述2-吡啶乙酸酯、丙烯酸酯和碘的摩尔比优选为1:2～4:3～5，更优选为1:2.5～3.5:3.5～4.5。本发明优选将2-吡啶乙酸酯、丙烯酸酯和碘的摩尔比控制在上述范围内，在保证2-吡啶乙酸酯充分反应的前提下，有利于提高制备得到的C-3位碘代中氮茚类化合物的收率。
本发明将碘、2-吡啶乙酸酯、丙烯酸酯和碱在有机溶剂中混合后，进行加热反应。
在本发明中，所述碱优选包括碳酸钠或碳酸氢钾；所述碱能够提供碱性环境，以促进原料之间反应生成C-3位碘代中氮茚类化合物。在本发明中，所述有机溶剂优选包括1,2-二氯乙烷、二氯甲烷和N’N-二甲基甲酰胺中的一种或多种。在本发明中，所述2-吡啶乙酸酯、碱和有机溶剂的用量比优选为1mmol:1.67～6.67mL:7～9mmol，更优选为1mmol:2～5mL:7.5～8.5mmol。
本发明将原料混合完成后，进行加热反应。在本发明中，所述加热反应的温度优选为70～110℃，更优选为80～100℃；所述加热反应的时间优选为9～13h，更优选为10～12h。本发明优选将加热反应的时间控制在上述范围内，一是为了保证原料反应完全，二是为了避免反应时间过长导致的产物产率下降。本发明在加热反应过程中，所述碘、2-吡啶乙酸酯、丙烯酸酯三者发生反应，生成C-3位碘代中氮茚类化合物；所述反应的方程式如式(1)所示：
加热反应完成后，本发明向得到的反应料液中加入硫代硫酸钠水溶液，然后用乙酸乙酯进行萃取，将萃取得到的有机相干燥后取上清液，经过柱层析处理，得到纯化的C-3位碘代中氮茚类化合物。
在本发明中，所述硫代硫酸钠水溶液的质量浓度优选为8～12％，更优选为10％。在本发明中，所述硫代硫酸钠水溶液一是起到还原剂的作用，能够猝灭过量的碘，避免未反应的碘对后续分离过程的影响；二是能够溶解碱，使得在后续萃取过程中，将碱与反应产物分离。在本发明中，加热反应完成后，得到的反应料液与硫代硫酸钠水溶液的体积比优选为1:45～55，更优选为1:50。
在本发明中，所述萃取用萃取剂优选为乙酸乙酯。本发明通过萃取，使产物中的C-3位碘代中氮茚类化合物溶解于有机相中，然后收集有机相。
萃取完成后，将萃取得到的有机相进行干燥。本发明优选采用无水硫酸钠对萃取得到的有机相进行干燥。干燥完成后，收集上清液。
本发明将收集的上清液进行柱层析处理，所述柱层析处理用洗脱剂优选为石油醚和乙酸乙酯的混合溶液，所述石油醚和乙酸乙酯的体积比优选为1:10。柱层析完成后，本发明优选通过对收集的溶液进行旋蒸处理，除去溶剂，得到纯化的C-3位碘代中氮茚类化合物。
本发明还提供了上述技术方案所述方法制备得到的C-3位碘代中氮茚类化合物，所述C-3位碘代中氮茚类化合物的结构如式I所示：
式I中R1为甲基、乙基、异丙基或正丁基；
R2为甲基、乙基、正丁基、苯基或苄基。
在本发明中，所述C-3位碘代中氮茚类化合物优选具有式1～式I-8所述结构。
本发明提供的C-3位碘代中氮茚类化合物生物学特性较好。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1～8
按照表1的原料配比在10mL的封管中加入碘、碱、2-吡啶乙酸酯、丙烯酸酯和2mL有机溶剂，混合搅拌均匀后，进行加热，加热的温度和加热的时间如表2所示。反应完成后，向得到的反应料液中加入质量浓度为10％的硫代硫酸钠水溶液，然后用乙酸乙酯进行萃取，将萃取得到的有机相用无水硫酸钠干燥后取上清液，经过柱层析处理(柱层析处理用洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶液，石油醚和乙酸乙酯的体积比1:10)，得到纯化的C-3位碘代中氮茚类化合物，实施例1～8得到的产物结构分别如I-1～I-8所示。
表1实施例1～8的原料配比
表1中，有机溶剂DCE代表二氯乙烷；DCM代表二氯甲烷；DMF代表N,N-二甲基甲酰胺。
表2实施例1～8的反应条件和产物结构
表2中产率的计算方法为：产率＝(产物纯化后的实际质量/产物理论质量)*100％
本发明实施例1～8经柱层析分离纯化得到的产物纯度较高，本领域一般认为柱层析纯化后的产物纯度为100％。
实施例1
制备得到的C-3位碘代中氮茚类化合物的结构以及核磁共振(1H NMR和13C NMR)检测数据为：
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.12(d,J＝4.8Hz,1H),8.11(d,J＝3.3Hz,1H),7.14(t,J＝8.3Hz,1H),6.89(t,J＝7.5Hz,1H),3.98(s,3H),3.88(s,3H).
13C NMR(150MHz,CDCl3)δ166.0,163.3,138.2,137.3,129.6,127.2,124.0,120.2,114.5,104.6,52.8,51.5.
实施例2
制备得到的C-3位碘代中氮茚类化合物I-2的结构以及核磁共振(1H NMR和13CNMR)检测数据为：
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.14(d,J＝9.1Hz,1H),8.10(d,J＝7.1Hz,1H),7.13(ddd,J＝9.1,6.7,1.1Hz,1H),6.89(td,J＝6.9,1.1Hz,1H),4.34(q,J＝7.1Hz,2H),3.97(s,3H),1.36(t,J＝7.1Hz,3H).
13C NMR(150MHz,CDCl3)δ166.1,162.9,138.2,129.6,127.2,123.9,120.2,114.4,104.84,60.2,52.8,14.5.
实施例3
制备得到的C-3位碘代中氮茚类化合物I-3的结构以及核磁共振(1H NMR和13CNMR)检测数据为：
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.14(d,J＝9.1Hz,1H),8.10(d,J＝7.1Hz,1H),7.15–7.09(m,1H),6.88(t,J＝6.9Hz,1H),5.23(hept,J＝6.2Hz,1H),3.97(s,3H),1.34(d,J＝6.3Hz,6H).
13C NMR(150MHz,CDCl3)δ166.1,162.4,138.1,130.6,127.1,123.7,120.2,114.3,113.7,105.1,67.5,52.7,22.1.
实施例4
制备得到的C-3位碘代中氮茚类化合物I-4的结构以及核磁共振(1H NMR和13CNMR)检测数据为：
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.12(d,J＝9.1Hz,1H),8.08(d,J＝7.0Hz,1H),7.14–7.08(m,1H),6.87(t,J＝6.9Hz,1H),4.28(t,J＝6.7Hz,2H),3.96(s,3H),1.71(p,J＝6.8Hz,2H),1.44(h,J＝7.4Hz,2H),0.95(t,J＝7.4Hz,3H).
13C NMR(150MHz,CDCl3)δ166.1,163.0,138.2,129.6,127.1,123.9,120.2,114.4,104.7,64.2,64.1,52.8,30.9,19.3,13.8.
实施例5
制备得到的C-3位碘代中氮茚类化合物I-5的结构以及核磁共振(1H NMR和13CNMR)检测数据为：
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.08(d,J＝9.1Hz,1H),8.04(d,J＝7.1Hz,1H),7.07(ddd,J＝9.1,6.7,1.1Hz,1H),6.83(td,J＝6.9,1.3Hz,1H),4.42(q,J＝7.2Hz,2H),4.32(q,J＝7.1Hz,2H),1.40(t,J＝7.2Hz,3H),1.34(t,J＝7.1Hz,3H).
13C NMR(150MHz,CDCl3)δ165.5,162.8,138.0,129.8,127.0,123.8,120.0,114.3,104.58,61.7,60.1,14.4,14.2.
实施例6
制备得到的C-3位碘代中氮茚类化合物I-6的结构以及核磁共振(1H NMR和13CNMR)检测数据为：
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.11(d,J＝9.1Hz,1H),8.07(d,J＝7.0Hz,1H),7.10(ddd,J＝9.1,6.7,0.9Hz,1H),6.85(td,J＝6.9,1.2Hz,1H),4.38(t,J＝6.7Hz,2H),4.33(q,J＝7.1Hz,2H),1.76(dt,J＝14.5,6.8Hz,2H),1.47(h,J＝7.4Hz,2H),1.35(t,J＝7.1Hz,3H),0.96(t,J＝7.4Hz,3H).
13C NMR(150MHz,CDCl3)δ165.7,162.8,138.1,130.0,127.0,123.8,120.1,114.3,104.6,65.7,63.9,60.1,30.6,19.3,14.4,13.8.
实施例7
制备得到的C-3位碘代中氮茚类化合物I-7的结构以及核磁共振(1H NMR和13CNMR)检测数据为：
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.14(d,J＝9.1Hz,1H),8.10(d,J＝7.0Hz,1H),7.45(t,J＝7.9Hz,2H),7.38(d,J＝7.5Hz,2H),7.28(t,J＝7.4Hz,1H),7.13(ddd,J＝9.1,6.7,1.1Hz,1H),6.88(td,J＝6.9,1.3Hz,1H),4.41(q,J＝7.1Hz,2H),1.38(t,J＝7.1Hz,3H).
13C NMR(150MHz,CDCl3)δ163.9,162.8,150.9,138.1,129.5,128.6,127.1,126.0,124.0,121.5,120.1,114.5,105.0,65.02,60.4,14.5.
实施例8
制备得到的C-3位碘代中氮茚类化合物I-8的结构以及核磁共振(1H NMR和13CNMR)检测数据为：
1H NMR(600MHz,CDCl3)δ8.11(d,J＝9.1Hz,1H),8.04(d,J＝7.1Hz,1H),7.48(d,J＝7.3Hz,2H),7.37(t,J＝7.4Hz,2H),7.32(t,J＝7.3Hz,1H),7.08(ddd,J＝9.2,6.7,1.1Hz,1H),6.83(td,J＝6.9,1.3Hz,1H),5.43(s,2H),4.28(q,J＝7.1Hz,2H),1.30(t,J＝7.1Hz,3H).
13C NMR(150MHz,CDCl3)δ165.4,162.8,138.1,135.5,129.3,128.5,128.5,128.3,127.0,123.8,120.0,114.3,104.7,67.5,64.3,60.1,14.4.
综上，本发明提供了一种C-3位中氮茚类化合物制备方法，本发明提供的制备方法原料易得，反应条件简单，且本发明提供的方法制备得到的C-3位中氮茚类化合物产率和纯度较高，产率为48％～64％，纯度为100％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种C-3位碘代中氮茚类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将碘、2-吡啶乙酸酯、丙烯酸酯和碱在有机溶剂中混合后，进行加热反应，得到C-3位碘代中氮茚类化合物；
所述C-3位碘代中氮茚类化合物的结构如式I所示：
式I中R1为甲基、乙基、异丙基或正丁基；
R2为甲基、乙基、正丁基、苯基或苄基；
所述2-吡啶乙酸酯的结构如式II所示，所述丙烯酸酯的结构如式III所示：
所述式II中R1的结构与式I中的R1结构相同；所述式III中R2的结构与式I中的R2结构相同；
所述碘为零价碘；
所述碱为碳酸钠或碳酸氢钾；
所述有机溶剂为1,2-二氯乙烷、二氯甲烷和N’N-二甲基甲酰胺中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述加热反应的温度为70～110℃，加热反应的时间为9～13h。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述2-吡啶乙酸酯、丙烯酸酯和碘的摩尔比为1:2～4:3～5。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述2-吡啶乙酸酯、碱和有机溶剂的用量比为1mmol:1.67～6.67mL:7～9mmol。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，加热反应完成后，向得到的反应料液中加入硫代硫酸钠水溶液，然后用乙酸乙酯进行萃取，将萃取得到的有机相干燥后取上清液，经过柱层析处理，得到纯化的C-3位碘代中氮茚类化合物。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述硫代硫酸钠水溶液的质量浓度为8～12％。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述柱层析处理用洗脱剂为石油醚和乙酸乙酯的混合溶液，所述石油醚和乙酸乙酯的体积比为1:10。
8.权利要求1～7任一项所述方法制备得到的C-3位碘代中氮茚类化合物，所述C-3位碘代中氮茚类化合物的结构如式I所示：
式I中R1为甲基、乙基、异丙基或正丁基；
R2为甲基、乙基、正丁基、苯基或苄基。
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