CN113754681A - 一种具有双螺环结构五取代环戊烷的合成方法 - Google Patents

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Abstract

一种具有双螺环结构五取代环戊烷，分别使用四种不同的靛红MBH碳酸酯与硫代橙酮类似物发生串联环化反应，生成五取代环戊烷衍生物。所述四种不同的靛红MBH碳酸酯的分别为R1为氯，R2为乙基；R1为甲基，R2为乙基；R1为氢，R2为乙基；R1为氯，R2为甲基。

Description

一种具有双螺环结构五取代环戊烷的合成方法
技术领域
本发明涉及硫代橙酮类似物与靛红MBH碳酸酯发生串联环化反应，生成五取代环戊烷衍生物，特别是一种具有双螺环结构五取代环戊烷的合成方法。
背景技术
碳-碳键的形成和官能团的转化是构建分子骨架的最基本反应，因此代表了有机化学研究的前沿。 MBH(Morita-Baylis-Hillman)反应的原子经济性以及在合成高度官能化的化合物中所表现出来的优秀性能使其成为有机化学中的一个重要的反应。
二氢吲哚-2，3-二酮或吲哚1H-2，3-二酮，如下式，俗称靛红，是在菘蓝属植物和Couropita guianancis aubl中发现的一种著名的天然产物，它也已经作为肾上腺素在人体内的代谢衍生物被分离出来。
Figure BSA0000210698670000011
靛红既可以用作亲电试剂又可以用作亲核试剂的独特潜力及其易得性使其成为有机合成中的重要组成部分。已经使用靛红作为底物开发了几种具有重要生物学意义的杂环骨架，例如吡咯烷，喹啉，吲哚，β-内酰胺和2-氧吲哚等。最近的文献表明，人们对靛红衍生物的化学和生物活性重新产生了兴趣，从而改善了一些已知反应，以及具有各种生物活性的靛红衍生物的合成，例如抗惊厥药，抗菌药，抗肿瘤药，抗病毒药，抗HIV药和抗结核药。
衍生自靛红的MBH碳酸酯已被证明是用于合成许多杂环和生物活性分子的前体。在串联反应中有着非常大的研究价值与研究潜力，经过近几年的化学家们的不懈努力，靛红的MBH碳酸酯参与的串联环加成反应得到了多方面的发展，在很多环状化合物尤其是螺吲哚类化合物的合成上显示出非凡的能力。但是靛红的MBH碳酸酯进入人们的视线较晚，还有很大的潜力等待着人们发掘，其在有机环加成方面的应用势必更加广阔，需要我们进行更加深入的研究。
发明内容
本发明的目的是针对上述技术分析，提供一种具有双螺环结构五取代环戊烷的合成方法，该合成方法操作容易，能在较短的时间内以及较温和的条件下得到目标产物。
本发明的技术方案：
1.一种具有双螺环结构五取代环戊烷，分别使用四种不同的靛红MBH碳酸酯与硫代橙酮类似物进行反应合成双螺环五取代环戊烷。所述四种不同的靛红MBH碳酸酯的分别为R1为氯，R2为乙基；R1为甲基，R2为乙基；R1为氢，R2为乙基；R1为氯，R2为甲基。
靛红MBH碳酸酯，硫代橙酮类似物和双螺环五取代环戊烷的结构式分别是：
Figure BSA0000210698670000021
2.一种所述双螺环五取代环戊烷的合成方法，其特征在于步骤如下：
1)在氩气保护下，将不同取代基的靛红MBH碳酸酯溶于有机溶剂乙腈中，靛红MBH碳酸酯与乙腈的用量比为50μmol∶1mL，快速加入硫代橙酮类似物和催化剂DMAP，靛红MBH碳酸酯、硫代橙酮类似物和催化剂DMAP摩尔比值为1∶2∶2，室温下搅拌8h以使反应完全，得到反应溶液。
2)将上述反应溶液中的溶剂真空蒸发，然后利用硅胶柱层析(展开剂为石油醚∶乙酸乙酯＝3∶ 1)得到目标化合物。
3)本发明的优点是本发明涉及MBH碳酸酯与硫代橙酮类似物发生的五元环化反应，具有反应条件温和、收率高和选择性好的优点。
附图说明
图1为实施例1中重结晶产物3a的一维氢核磁谱图，横坐标为化学位移，纵坐标为信号强度。
图2为实施例2中重结晶产物3b的一维氢核磁谱图，横坐标为化学位移，纵坐标为信号强度。
图3为实施例3中重结晶产物3c的一维氢核磁谱图，横坐标为化学位移，纵坐标为信号强度。
图4为实施例4中重结晶产物3d的一维氢核磁谱图，横坐标为化学位移，纵坐标为信号强度。
具体实施方式
实施例1：
一种具有双螺环结构五取代环戊烷，分别使用四种不同的靛红MBH碳酸酯与硫代橙酮类似物进行反应合成双螺环五取代环戊烷，合成反应是如下：
Figure BSA0000210698670000022
合成方法步骤如下：
在氩气保护下，将靛红MBH碳酸酯1a溶于有机溶剂乙腈中，靛红MBH碳酸酯1a与乙腈的用量比为50μmol∶1mL，快速加入硫代橙酮类似物2和催化剂DMAP，靛红MBH碳酸酯1a、硫代橙酮类似物2和催化剂DMAP摩尔比值为1∶2∶2，室温下搅拌8h以使反应完全，得到反应溶液。
2)将上述反应溶液中的溶剂真空蒸发，然后利用硅胶柱层析(展开剂为石油醚∶乙酸乙酯＝3∶ 1)得到目标化合物3a，产率为88％。
3)使用重结晶的方法对产物进一步提纯，使用二氯甲烷和正己烷进行重结晶，有少量结晶后放入冷藏冰箱中加快结晶。
核磁氢谱数据：
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ＝7.91(d，J＝8.4Hz，2H)，7.84(d，J＝2.0Hz，1H)，7.76(d，J＝8.4Hz，1H)，7.43(d，J＝2.4Hz，1H)，7.32(dd，J＝8.4，2.4Hz，1H)，7.28(d，J＝8.0Hz，2H)，7.20-7.25(m，1H)， 7.14(dd，J＝8.2，2.2Hz，1H)，7.05(d，J＝8.4Hz，1H)，6.75(t，J＝7.2Hz，1H)，6.57(d，J＝8.4，1H)，6.50(d， J＝7.6，1H)，5.34-5.44(m，2H)，4.13(dt，J＝10.8，7.1Hz，1H)，4.07(d，J＝4.4Hz，1H)，3.89(dq，J＝10.8，7.1Hz，1H)，3.17(s，3H)，2.37(s，3H)，0.84(t，J＝7.0Hz，3H)ppm；
图1为制备的重结晶产物3a的一维氢核磁谱图，横坐标为化学位移，纵坐标为信号强度。图中表明谱图中的特征峰以及氢的化学位移均与化合物3a相对应，由此确定该化合物为3a。
实施例2：
一种具有双螺环结构五取代环戊烷，分别使用四种不同的靛红MBH碳酸酯与硫代橙酮类似物进行反应合成双螺环五取代环戊烷，合成反应是如下：
Figure BSA0000210698670000031
合成方法步骤如下：
在氩气保护下，将靛红MBH碳酸酯1b溶于有机溶剂乙腈中，靛红MBH碳酸酯1b与乙腈的用量比为50μmol∶1mL，快速加入硫代橙酮类似物2和催化剂DMAP，靛红MBH碳酸酯1b、硫代橙酮类似物2和催化剂DMAP摩尔比值为1∶2∶2，室温下搅拌8h以使反应完全，得到反应溶液。
2)将上述反应溶液中的溶剂真空蒸发，然后利用硅胶柱层析(展开剂为石油醚∶乙酸乙酯＝3∶ 1)得到目标化合物3b，产率为82％。
3)使用重结晶的方法对产物进一步提纯，使用二氯甲烷和正己烷进行重结晶，有少量结晶后放入冷藏冰箱中加快结晶。
核磁氢谱数据：
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ＝7.91(d，J＝8.3，2H)，7.75(d，J＝8.2，1H)，7.64(s，1H)，7.42(d，J＝ 2.0Hz，1H)，7.28(dd，J＝7.9，2.9Hz，3H)，7.20-7.25(m，1H)，7.00(d，J＝8.4Hz，1H)，6.93-6.96(m， 1H)，6.73-6.77(m，1H)，6.51(d，J＝7.9Hz，2H)，5.41(d，J＝2.5Hz，2H)，4.08-4.15(m，1H)，4.06- 4.08(m，1H)，3.82-3.90(m，1H)，3.15(s，3H)，2.38(s，3H)，2.22(s，3H)，0.80(t，J＝7.1Hz，3H)ppm.
图2为制备的重结晶产物3b的一维氢核磁谱图，横坐标为化学位移，纵坐标为信号强度。图中表明谱图中的特征峰以及氢的化学位移均与化合物3b相对应，由此确定该化合物为3b。
实施例3：
一种具有双螺环结构五取代环戊烷，分别使用四种不同的靛红MBH碳酸酯与硫代橙酮类似物进行反应合成双螺环五取代环戊烷，合成反应是如下：
Figure BSA0000210698670000041
合成方法步骤如下：
在氩气保护下，将靛红MBH碳酸酯1c溶于有机溶剂乙腈中，靛红MBH碳酸酯1c与乙腈的用量比为50μmol∶1mL，快速加入硫代橙酮类似物2和催化剂DMAP，靛红MBH碳酸酯1c、硫代橙酮类似物2和催化剂DMAP摩尔比值为1∶2∶2，室温下搅拌8h以使反应完全，得到反应溶液。
2)将上述反应溶液中的溶剂真空蒸发，然后利用硅胶柱层析(展开剂为石油醚∶乙酸乙酯＝3∶ 1)得到目标化合物3c，产率为84％。
3)使用重结晶的方法对产物进一步提纯，使用二氯甲烷和正己烷进行重结晶，有少量结晶后放入冷藏冰箱中加快结晶。
核磁氢谱数据：
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ＝7.90(d，J＝8.3Hz，2H)，7.82(d，J＝7.6Hz，1H)，7.76(d，J＝8.2Hz， 1H)，7.42(d，J＝2.0Hz，1H)，7.27-7.30(m28(dd，J＝8.4，2.2Hz，3H)，7.22(d，J＝8.4Hz，1H)，7.16(td，J ＝7.7，1.1Hz，1H)，7.00(d，J＝8.4Hz，1H)，6.85-6.90(m，1H)，6.73-6.78(m，1H)，6.63(d，J＝7.6Hz， 1H)，6.51(d，J＝7.6Hz，1H)，5.42(d，J＝3.2Hz，2H)，4.05-4.12(m，2H)，3.82-3.89(m，1H)，3.18(s，3H)， 2.38(s，3H)，0.79(t，J＝7.1Hz，3H)ppm.
图2为制备的重结晶产物3c的一维氢核磁谱图，横坐标为化学位移，纵坐标为信号强度。图中表明谱图中的特征峰以及氢的化学位移均与化合物3c相对应，由此确定该化合物为3c。
实施例4：
一种具有双螺环结构五取代环戊烷，分别使用四种不同的靛红MBH碳酸酯与硫代橙酮类似物进行反应合成双螺环五取代环戊烷，合成反应是如下：
Figure BSA0000210698670000042
合成方法步骤如下：
在氩气保护下，将靛红MBH碳酸酯1d溶于有机溶剂乙腈中，靛红MBH碳酸酯1d与乙腈的用量比为50μmol∶1mL，快速加入硫代橙酮类似物2和催化剂DMAP，靛红MBH碳酸酯1d、硫代橙酮类似物2和催化剂DMAP摩尔比值为1∶2∶2，室温下搅拌8h以使反应完全，得到反应溶液。
2)将上述反应溶液中的溶剂真空蒸发，然后利用硅胶柱层析(展开剂为石油醚∶乙酸乙酯＝3∶ 1)得到目标化合物3d，产率为82％。
3)使用重结晶的方法对产物进一步提纯，使用二氯甲烷和正己烷进行重结晶，有少量结晶后放入冷藏冰箱中加快结晶。
核磁氢谱数据：
1H NMR(400MHz，CDCl3)δ＝7.87(d，J＝7.9Hz，2H)，7.81(s，1H)，7.76(d，J＝8.2Hz，1H)，7.42(s， 1H)，7.27-7.37(m，4H)，7.23(s，1H)，7.14(d，J＝8.3Hz，1H)，7.05(d，J＝8.5Hz，1H)，6.77(t，J＝7.4Hz， 1H)，6.57(d，J＝8.4，1H)，6.51(d，J＝7.2，1H)，5.33-5.43(m，2H)，4.06(d，J＝5.1Hz，1H)，3.54(s，3H)， 3.17(s，3H)，2.38(s，3H)ppm.
图2为制备的重结晶产物3d的一维氢核磁谱图，横坐标为化学位移，纵坐标为信号强度。图中表明谱图中的特征峰以及氢的化学位移均与化合物3d相对应，由此确定该化合物为3d。

Claims (2)

1.一种具有双螺环结构五取代环戊烷，其特征在于分别使用四种不同的靛红衍生物与硫代橙酮类似物发生串联环化反应，生成五取代环戊烷衍生物，靛红MBH碳酸酯，硫代橙酮类似物和双螺环五取代环戊烷的结构式分别是：
Figure FSA0000210698660000011
所述四种不同的靛红MBH碳酸酯的分别为R1为氯，R2为乙基；R1为甲基，R2为乙基；R1为氢，R2为乙基；R1为氯，R2为甲基。
2.一种所述双螺环五取代环戊烷的合成方法，其特征在于步骤如下：
1)在氩气保护下，将不同取代基的靛红MBH碳酸酯溶于有机溶剂乙腈中，靛红MBH碳酸酯与乙腈的用量比为50μmol∶1mL，快速加入硫代橙酮类似物和催化剂DMAP，靛红MBH碳酸酯、硫代橙酮类似物和催化剂DMAP摩尔比值为1∶2∶2，室温下搅拌8h以使反应完全，得到反应溶液。
2)将上述反应溶液中的溶剂真空蒸发，然后利用硅胶柱层析(展开剂为石油醚∶乙酸乙酯＝3∶1)得到目标化合物。
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