CN111875531B - 基于过二硫酸钠制备3-硝基吡咯的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于过二硫酸钠制备3‑硝基吡咯的方法。本发明将吡咯、亚硝酸钠、过二硫酸钠加入溶剂中，于60‑120℃反应，获得3‑硝基吡咯。本发明以吡咯为起始物，原料易得、制备得到的目标产物既可以直接使用、又可以用于其他进一步的反应。本发明以亚硝酸钠作为硝化试剂，使用安全、价格便宜，降低了污染和生产成本，符合绿色生产的要求。本发明公开的制备方法反应条件温和、反应操作和后处理过程简单、反应过程稳定可控、产物收率高、适合于规模化生产。

Description

基于过二硫酸钠制备3-硝基吡咯的方法
本发明属于发明名称为一种3-硝基吡咯的制备方法、申请日为2018年12月25日、申请号为2018115956872发明申请的分案申请，属于另一产品制备技术部分。
技术领域
本发明属于有机化合物的制备技术领域，具体涉及一种基于过二硫酸钠制备3-硝基吡咯的方法。
背景技术
吡咯及其衍生物不仅被应用于药物的合成，更是农药、香料、染料和功能材料等重要的合成中间体（参考文献1: M. Zhang, X. Fang, H. Neumann et al., General andregioselective synthesis of pyrroles via ruthenium-catalyzed multicomponentreactions, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 11384−11388）。
3-硝基吡咯是一个重要的吡咯衍生物，作为生物碱在DNA的研究中起着重要的作用（参考文献2: D. Loakes, D. M. Brown, S. Linde et al., 3-Nitropyrrole and 5-nitroindole as universal bases in primers for DNA sequencing and PCR, Nucleicacids research, 1995, 23, 2361-2366. 参考文献3：D. Loakes, Survey and summary:The applications of universal DNA base analogues，Nucleic Acids Research,2001, 29, 2437-2447）。3-硝基吡咯也是一个重要的有机合成中间体，它可以简单地转化为重要产品3-氨基吡咯、5H-吡咯[3,2-D]嘧啶等。现有3-硝基吡咯的制备技术中，存在使用危险试剂（强刺激性的酰氯和强氧化性的硝酸）、反应步骤多（3～4步）、综合产率低的缺陷；因此寻找一种反应条件温和、普适性好、符合绿色生产要求的3-硝基吡咯的制备方法很有必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种3-硝基吡咯的制备方法，其具有无需金属催化、氨基不需要保护、原料来源方便、反应步骤简洁等优点。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种3-硝基吡咯的制备方法，以吡咯、亚硝酸钠为原料，在过二硫酸盐存在下，反应制备3-硝基吡咯。
上述技术方案中，所述反应在溶剂存在下进行；溶剂选自：乙腈、四氢呋喃、1,2-二氯乙烷、二甲亚砜、甲苯、氯苯、N,N-二甲基甲酰胺中的一种。
上述技术方案中，所述反应的温度为60～120℃；利用薄层色谱跟踪反应直至完全结束。
上述技术方案中，所述过二硫酸盐的化学式为X2S2O8，其中X为Na、NH4或者K。
上述技术方案中，反应结束后对产物进行柱层析分离提纯处理，得到3-硝基吡咯；优选的，柱层析分离提纯处理时，以体积比为4∶1的石油醚、乙酸乙酯为洗脱剂。
本发明还公开了过二硫酸盐在以吡咯、亚硝酸钠为原料制备3-硝基吡咯中的应用；优选的，所述过二硫酸盐的化学式为X2S2O8，其中X为Na、NH4或者K。
上述技术方案中，制备3-硝基吡咯在溶剂中进行，溶剂选自：乙腈、四氢呋喃、1,2-二氯乙烷、二甲亚砜、甲苯、氯苯、N,N-二甲基甲酰胺中的一种；制备3-硝基吡咯的温度为60～120℃；利用薄层色谱(TLC)跟踪反应直至完全结束，反应结束后对产物进行柱层析分离提纯处理，得到3-硝基吡咯。
本发明中，所述吡咯如下列化学结构式所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
所述3-硝基吡咯如下列化学结构式所示：
Figure 654568DEST_PATH_IMAGE002
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点:
1、本发明不使用金属试剂，适合于药物生产工艺，在溶剂里加热即得目标产物；
2、本发明以亚硝酸钠作为硝化试剂，使用安全、价格便宜，降低了污染和生产成本，符合绿色生产要求；
3、本发明以吡咯为起始物，氨基不需要保护，一步反应即可得到产物；
4、本发明公开的制备方法反应条件温和、反应操作和后处理过程简单、反应过程稳定可控、产物收率高、适合于规模生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的3-硝基吡咯的制备作进一步描述：
实施例一
以吡咯为原料，其反应步骤如下：
（1）在反应瓶中加入吡咯（0.7克，10 mmol）、亚硝酸钠（1.4克，20 mmol）、过二硫酸钾（2.7克，10 mmol）和乙腈（50毫升），60℃反应；
（2）TLC跟踪反应直至完全结束；
（3）反应结束后得到的粗产物经柱层析分离(石油醚:乙酸乙酯 = 4:1)，得到目标产物（产率95%）。产物的分析数据如下：1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6): δ 11.56 (s, 1H),10.64 (s, 1H), 7.20 (dd, J = 5.8, 1.3Hz, 1H), 6.36 (dd, J = 5.8, 1.4Hz, 1H)。
实施例二
以吡咯为原料，其反应步骤如下：
（1）在反应瓶中加入吡咯（0.7克，10 mmol）、亚硝酸钠（2.1克，30 mmol）、过二硫酸钠（2.379克，10 mmol）和四氢呋喃（50毫升），60℃反应；
（2）TLC跟踪反应直至完全结束；
（3）反应结束后得到的粗产物经柱层析分离(石油醚:乙酸乙酯 = 4:1)，得到目标产物（产率98 %）。
实施例三
以吡咯为原料，其反应步骤如下：
（1）在反应瓶中加入吡咯（0.7克，10 mmol）、亚硝酸钠（1.4克，20 mmol）、过二硫酸铵（2.279克，10 mmol）和1,2-二氯乙烷（50毫升），70℃反应；
（2）TLC跟踪反应直至完全结束；
（3）反应结束后得到的粗产物经柱层析分离(石油醚:乙酸乙酯 = 4:1)，得到目标产物（产率96 %）。
实施例四
以吡咯为原料，其反应步骤如下：
（1）在反应瓶中加入吡咯（0.7克，10 mmol）、亚硝酸钠（0.7克，10 mmol）、过二硫酸钠（2.379克，10 mmol）和二甲亚砜（50毫升），120℃反应；
（2）TLC跟踪反应直至完全结束；
（3）反应结束后得到的粗产物经柱层析分离(石油醚:乙酸乙酯 = 4:1)，得到目标产物（产率92 %）。
实施例五
以吡咯为原料，其反应步骤如下：
（1）在反应瓶中加入吡咯（0.7克，10 mmol）、亚硝酸钠（0.7克，10 mmol）、过二硫酸铵（2.279克，10 mmol）和甲苯（50毫升），90℃反应；
（2）TLC跟踪反应直至完全结束；
（3）反应结束后得到的粗产物经柱层析分离(石油醚:乙酸乙酯 = 4:1)，得到目标产物（产率93 %）。
实施例六
以吡咯为原料，其反应步骤如下：
（1）在反应瓶中加入吡咯（0.7克，10 mmol）、亚硝酸钠（1.4克，20 mmol）、过二硫酸钾（2.7克，10 mmol）和氯苯（50毫升），100℃反应；
（2）TLC跟踪反应直至完全结束；
（3）反应结束后得到的粗产物经柱层析分离(石油醚:乙酸乙酯 = 4:1)，得到目标产物（产率95 %）。
实施例七
以吡咯为原料，其反应步骤如下：
（1）在反应瓶中加入吡咯（0.7克，10 mmol）、亚硝酸钠（0.7克，10 mmol）、过二硫酸铵（2.279克，10 mmol）和N,N-二甲基甲酰胺（50毫升），110℃反应；
（2）TLC跟踪反应直至完全结束；
（3）反应结束后得到的粗产物经柱层析分离(石油醚:乙酸乙酯 = 4:1)，得到目标产物（产率92 %）。

Claims (3)

1.一种基于过二硫酸钠制备3-硝基吡咯的方法，其特征在于，以吡咯、亚硝酸钠为原料，在过二硫酸钠存在下，反应制备3-硝基吡咯；所述反应在溶剂存在下进行；所述溶剂为四氢呋喃；所述反应的温度为60～120℃。
2.根据权利要求1所述基于过二硫酸钠制备3-硝基吡咯的方法，其特征在于，利用薄层色谱跟踪反应直至完全结束。
3.根据权利要求1所述基于过二硫酸钠制备3-硝基吡咯的方法，其特征在于，反应结束后对产物进行柱层析分离提纯处理，得到3-硝基吡咯。
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