CN111499600A - 一种多取代2,3-二氢呋喃类化合物的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多取代2,3‑二氢呋喃类化合物的合成方法，属有机化学领域。该方法以姜黄素类似物和氯代硝基烯为原料，在溶剂和碱的存在下搅拌反应，反应产物经柱色谱分离，高收率得到2,3‑二氢呋喃类化合物。本发明所述的合成方法，不需要金属催化剂，反应条件温和，操作简便，原料易得，收率较高，为多取代2,3‑二氢呋喃类化合物的合成提供了一条新途径。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种以氯代硝基烯和姜黄素类似物为原料，通过迈克尔-烷基化反应，高产率合成2,3-二氢呋喃类化合物的方法。
背景技术
2,3-二氢呋喃类化合物是一类重要的五元杂环化合物，这种环状结构已被广泛发现存在于具有生物活性的天然产物及药物分子中。例如，Isoplatydesmine是一种与免疫功能有关的离子通道阻断剂（I. Butenschön, K. Möller, W. Hänsel, J. Med. Chem.2001, 44, 1249）；Austocystin A则是从玉米粉中提取得到的一类抗真菌剂（P. S.Steyn, R. Vleggaar, J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1. 1974, 0, 2250）；Clerodin具有一定的药理作用，是一种驱肠虫剂（T. G. Kilroy, T. P. O’Sullivan,P. J. Guiry,Eur. J. Org. Chem. 2005, 2005, 4929）；(+)-Eremantholide A在体外对来自人鼻咽癌的细胞具有显著的抑制活性作用（K. Takao, H. Ochiai, K. Yoshida, T. Hashizuka,H. Koshimura, K. Tadano, S. Ogawa, J. Org. Chem. 1995, 60, 8179）。另外，多取代的2,3-二氢呋喃也是极其有用的合成中间体，可用于制备高度官能化的四氢呋喃。因此，合成二氢呋喃类化合物有着重要的研究意义和应用前景。
目前，合成2,3-二氢呋喃的方法比较多，例如，有金属催化的反应，IFB反应，叶立德反应等。但是许多文献报道的合成二氢呋喃的反应条件比较苛刻，需要重金属催化或反应的底物有限，底物的普适性不强。因此，从简单经济的底物出发，寻找一种反应条件温和的、高效的方法合成2,3-二氢呋喃类化合物非常重要。
迈克尔反应是一种有效的构建碳-碳键的反应，迈克尔-O-烷基化串联反应可以有效构建氧杂五元环。氯代硝基烯是有效的迈克尔反应受体，而且氯原子可以离去，因此氯代硝基烯可以先进行迈克尔反应，再与亲核试剂作用，实现O-烷基化串联反应。姜黄素是目前销量较大的天然食用色素之一，应用于生活食品的着色；它还具有广泛的生物活性，如抗氧化、抗炎、抗癌、抗肿瘤转移等；同时姜黄素具有价格低廉、毒性低、易获取等特点。姜黄素具有β-二酮结构，因此其类似物可以作为亲核试剂与氯代硝基烯反应合成二氢呋喃类化合物，这一方法尚未见报道。而如前面所述，二氢呋喃类化合物具有重要的应用价值。因此，发展姜黄素类似物与氯代硝基烯的迈克尔-O-烷基化串联反应合成这类化合物的新方法具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有原料易得，反应条件温和，高收率制备2,3-二氢呋喃类化合物的方法。通过用氯代硝基烯作为双亲电试剂，姜黄素类似物作为双亲核试剂，构建一个迈克尔-烷基化串联反应，简化此类化合物的合成途径，同时提高收率，并使反应底物具有普适性。
本发明为了达到上述目的是通过如下技术方案实现的：
一种2,3-二氢呋喃类化合物的制备方法：在溶剂和碱存在下，姜黄素类似物与氯代硝基烯发生反应，通过TLC监测反应，反应结束后，将反应产物后处理得到2,3-二氢呋喃类化合物。该合成的反应方程式如下：
其中，所述R选自氢、2-甲基、3-甲基、4-甲基、2-氟、3-氟、4-氟，所述姜黄素类似物为化合物1。
所述溶剂选自四氢呋喃、甲基叔丁基醚、乙酸乙酯、二氯甲烷，优选的所述溶剂为四氢呋喃。当底物用量为0.1 mmol时，溶剂用量为1.0 mL。
所述碱为碳酸钾，用以中和反应过程中生成的化学计量的氢氯酸。用量为每0.1毫摩尔化合物1用0.1毫摩尔碱。
所述反应温度为25 oC，反应时间为24小时。
所述的TLC监测为薄层色谱监测。
所述的后处理包括：将反应混合液利用旋转蒸发仪浓缩除去溶剂，再经硅胶柱色谱纯化。
所述的硅胶柱色谱纯化的淋洗液选用石油醚、乙酸乙酯和二氯甲烷的混合液。
方法中反应原料姜黄素类似物和氯代硝基烯的用量并没有严格的限定，一般按照化学反应计量比1:1进行反应，也可将氯代硝基烯加入过量进行反应。
相对于现有技术，本发明具有以下优点：
（1）采用氯代硝基烯为反应原料，成本较低，且易于底物的扩展，可方便合成一系列2,3-二氢呋喃类化合物。
（2）姜黄素已被发现具有广泛生物活性，而以姜黄素类似物为反应原料合成的化合物，亦可能增强其生物活性，具有重要的应用前景；同时还具有价格低廉、毒性低、易获取等特点。
（3）采用一个串联反应一步法合成目标产物，不需要金属催化剂，反应条件温和，操作简单，产物收率较高。
具体实施方式
通过以下实施例对本发明进行进一步的阐述，但是本发明并未仅限于实施例中。
实施例1：化合物3a的合成
在反应试管中，称入姜黄素类似物1（27.6 mg, 0.10 mmol），1-氯-1-硝基-2-苯乙烯2a（18.4 mg, 0.10 mmol），碳酸钾（13.8 mg, 0.10 mmol），加入四氢呋喃（1.0 mL），25 oC下搅拌反应24小时，薄层色谱监测1-氯-1-硝基-2-苯乙烯反应完毕，减压除去溶剂后，快速柱色谱分离纯化（石油醚：乙酸乙酯：二氯甲烷 = 30:1:1），得到39.3 mg黄色固体3a，产率为93%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm) 4.97 (s, 1 H), 5.90 (d, J = 4 Hz, 1H), 6.65 (d, J = 16 Hz, 1 H), 7.30-7.71 (m, 17 H), 7.96 (d, J = 16 Hz, 1 H);13C NMR (100MHz, CDCl3) δ (ppm) 56.35, 109.39, 114.75, 115.22, 124.07, 127.37,128.25, 128.37, 128.90, 128.97, 129.77, 130.23, 130.58, 134.56, 135.36,137.70, 141.23, 143.42, 163.78, 184.60.
实施例2：化合物3b的合成
在反应试管中，称入姜黄素类似物1（27.6 mg, 0.10 mmol），1-氯-1-硝基-2-(4-甲基苯基)乙烯2b（19.8 mg, 0.10 mmol），碳酸钾（13.8 mg, 0.10 mmol），加入四氢呋喃（1.0mL），25 oC下搅拌反应24小时，薄层色谱监测1-氯-1-硝基-2-(4-甲基苯基)乙烯反应完毕，减压除去溶剂后，快速柱色谱分离纯化（石油醚：乙酸乙酯：二氯甲烷 = 30:1:1），得到42.0mg黄色固体3b，产率为96%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ7.97 (d, J = 16.3 Hz, 1H), 7.80 – 7.50 (m,4H), 7.49 – 7.28 (m, 8H), 7.28 – 7.20 (m, 4H), 6.67 (d, J = 15.5 Hz, 1H),5.88 (d, J = 1.6 Hz, 1H), 4.93 (br, 1H), 2.35 (s, 3H).
实施例3：化合物3c的合成
在反应试管中，称入姜黄素类似物1（27.6 mg, 0.10 mmol），1-氯-1-硝基-2-(3-甲基苯基)乙烯2c（19.8 mg, 0.10 mmol），碳酸钾（13.8 mg, 0.10 mmol），加入四氢呋喃（1.0mL），25 oC下搅拌反应24小时，薄层色谱监测1-氯-1-硝基-2-(3-甲基苯基)乙烯反应完毕，减压除去溶剂后，快速柱色谱分离纯化（石油醚：乙酸乙酯：二氯甲烷 = 30:1:1），得到39.8mg黄色固体3c，产率为91%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.97 (d, J = 16.3 Hz, 1H), 7.75 – 7.55 (m,4H), 7.49 – 7.28 (m, 9H), 7.22 – 7.11 (m, 3H), 6.67 (d, J = 15.5 Hz, 1H),5.90 (d, J = 1.6 Hz, 1H), 4.92 (br, 1H), 2.37 (s, 3H).
实施例4：化合物3d的合成
在反应试管中，称入姜黄素类似物1（27.6 mg, 0.10 mmol），1-氯-1-硝基-2-(2-甲基苯基)乙烯2d（19.8 mg, 0.10 mmol），碳酸钾（13.8 mg, 0.10 mmol），加入四氢呋喃（1.0mL），25 oC下搅拌反应24小时，薄层色谱监测1-氯-1-硝基-2-(2-甲基苯基)乙烯反应完毕，减压除去溶剂后，快速柱色谱分离纯化（石油醚：乙酸乙酯：二氯甲烷 = 30:1:1），得到38.7mg黄色固体3d，产率为89%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.96 (d, J = 16.2 Hz, 1H), 7.73 – 7.53 (m,4H), 7.50 – 7.14 (m, 11H), 7.12 – 7.03 (m, 1H), 6.51 (d, J = 15.5 Hz, 1H),5.84 (d, J = 1.3 Hz, 1H), 5.19 (br, 1H), 2.70 (s, 3H).
实施例5：化合物3e的合成
在反应试管中，称入姜黄素类似物1（27.6 mg, 0.10 mmol），1-氯-1-硝基-2-(4-氟苯基)乙烯2e（20.2 mg, 0.10 mmol），碳酸钾（13.8 mg, 0.10 mmol），加入四氢呋喃（1.0mL），25 oC下搅拌反应24小时，薄层色谱监测1-氯-1-硝基-2-(4-氟苯基)乙烯反应完毕，减压除去溶剂后，快速柱色谱分离纯化（石油醚：乙酸乙酯：二氯甲烷 = 30:1:1），得到40.1mg黄色固体3e，产率为91%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.93 (d, J = 16.3 Hz, 1H), 7.83 – 7.56 (m,4H), 7.55 – 7.29 (m, 10H), 7.20 – 7.02 (m, 2H), 6.64 (d, J = 15.5 Hz, 1H),5.86 (br, 1H), 4.97 (br, 1H).
实施例6：化合物3f的合成
在反应试管中，称入姜黄素类似物1（27.6 mg, 0.10 mmol），1-氯-1-硝基-2-(3-氟苯基)乙烯2f（20.2 mg, 0.10 mmol），碳酸钾（13.8 mg, 0.10 mmol），加入四氢呋喃（1.0mL），25 oC下搅拌反应24小时，薄层色谱监测1-氯-1-硝基-2-(3-氟苯基)乙烯反应完毕，减压除去溶剂后，快速柱色谱分离纯化（石油醚：乙酸乙酯：二氯甲烷 = 30:1:1），得到33.8mg黄色固体3f，产率为77%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.93 (d, J = 16.3 Hz, 1H), 7.76 – 7.58 (m,4H), 7.53 – 7.29 (m, 9H), 7.24 – 7.14 (m, 1H), 7.13 – 6.99 (m, 2H), 6.66 (d,J = 15.5 Hz, 1H), 5.88 (d, J = 1.6 Hz, 1H), 4.98 (br, 1H).
实施例7：化合物3g的合成
在反应试管中，称入姜黄素类似物1（28.7 mg, 0.10 mmol），1-氯-1-硝基-2-(2-氟苯基)乙烯2g（20.2 mg, 0.10 mmol），碳酸钾（13.8 mg, 0.10 mmol），加入四氢呋喃（1.0mL），25 oC下搅拌反应24小时，薄层色谱监测1-氯-1-硝基-2-(2-氟苯基)乙烯反应完毕，减压除去溶剂后，快速柱色谱分离纯化（石油醚：乙酸乙酯：二氯甲烷 = 30:1:1），得到24.3mg黄色固体3g，产率为55%。
1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.95 (d, J = 16.3 Hz, 1H), 7.75 – 7.59 (m,4H), 7.49 – 7.28 (m, 9H), 7.25 – 7.11 (m, 3H), 6.73 (d, J = 15.4 Hz, 1H),5.96 (d, J = 1.3 Hz, 1H), 5.36 (br, 1H)。
Claims (5)
1.多取代2,3-二氢呋喃类化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：称取等摩尔量的姜黄素类似物1、氯代硝基烯2和碱，溶于溶剂中，室温下搅拌反应，用TLC（薄层色谱）监测反应，反应结束后，将反应产物后处理得到2,3-二氢呋喃类化合物3；
该合成的反应方程式如下：
其中，所述R为氢、2-甲基、3-甲基、4-甲基、2-氟、3-氟、4-氟，所述姜黄素类似物为化合物1。
2.根据权利要求1所述的二氢呋喃化合物的制备方法，其特征在于，所述溶剂选自四氢呋喃、甲基叔丁基醚、乙酸乙酯、二氯甲烷，优选的所述溶剂为四氢呋喃。
3.根据权利要求1所述的二氢呋喃衍生物的制备方法，其特征在于，所述碱为碳酸钾，用以中和反应过程中生成的化学计量的氢氯酸。
4.根据权利要求1所述的二氢呋喃化合物的制备方法，其特征在于，所述反应温度为25oC，反应时间为24小时。
5.根据权利要求1所述的二氢呋喃衍生物的制备方法，其特征在于，所述的后处理包括：将反应混合液减压除去溶剂，再经硅胶柱色谱分离。
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| CN202010102609.5A CN111499600A (zh) | 2020-02-19 | 2020-02-19 | 一种多取代2,3-二氢呋喃类化合物的合成方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113072581A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-07-06 | 扬州大学 | 一种合成多取代的膦酰基1，3-丁二烯类化合物的方法 |
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2020
- 2020-02-19 CN CN202010102609.5A patent/CN111499600A/zh active Pending
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