CN114014802A - 一种钯催化剂脱氢偶联合成烯酰胺的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化学制药和精细化工制备技术领域，具体涉及一种钯催化剂脱氢偶联合成烯酰胺的方法。其主要技术方案如下：采用醋酸钯作为催化剂在氧化剂的共同作用下，使2‑吡啶酮类化合物与丙烯酸衍生物发生脱氢偶联反应，得到烯酰胺。本发明提供的一种钯催化剂脱氢偶联合成烯酰胺的方法，原料廉价易得，产物收率高，反应条件温和，在化学制药和精细化工制备技术领域具有广泛应用。
Description
技术领域
本发明属于化学制药和精细化工制备技术领域，具体涉及一种钯催化剂脱氢偶联合成烯酰胺的方法。
背景技术
烯酰胺类化合物是一类重要的含氮化合物。其在许多天然产物和药物活性分子中广泛存在(Chem.Rev.2003,103,4283；J.Am.Chem.Soc.2006,128,12954)。如altamide,lansiumamide A,lansiumamide B,salicyhalamide A,crocacin A等。同时也可用于合成具有生物活性的杂环、氨基酸以及手性胺等(Acc.Chem.Res.2000,33,363；J.Am.Chem.Soc.2001,123,9708)。
目前，从2-吡啶酮出发合成烯酰胺的方法主要有以下几种：
1)在强碱条件下，与卤代烯烃发生亲核取代反应合成烯酰胺(Tetrahedron,1978,34,2609)。如下式。
2)在碱性条件下，与丙炔酸衍生物发生加成反应合成烯酰胺(J.Chem.Res.2007,7,397；J.Org.Chem.2013,78,5832)。
上述两种方法中，第一种合成路线的产率较低，并且需要预先制备卤代烯烃，原子经济性不高，且该反应需要在强碱条件下进行，底物适用性较窄。第二种所用的丙炔酸类化合物适用性窄且价格高。
有鉴于上述现有的烯酰胺的合成方法中存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种钯催化剂脱氢偶联合成烯酰胺的方法，原料廉价易得，产物收率高，反应条件温和，在化学制药和精细化工制备技术领域具有广泛应用。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的目的是提供一种钯催化剂脱氢偶联合成烯酰胺的方法，以2-吡啶酮和丙烯酸衍生物为原料，在钯催化剂和氧化剂共同作用下，发生脱氢偶联反应合成了烯酰胺。此方法原料廉价易得，反应条件温和，产率较高，在化学制药和精细化工制备技术领域具有广泛应用。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
本发明提供的一种钯催化剂脱氢偶联合成烯酰胺的方法，采用醋酸钯作为催化剂在氧化剂的共同作用下，使2-吡啶酮类化合物与丙烯酸衍生物发生脱氢偶联反应，得到烯酰胺。
进一步的，本发明采用的2-吡啶酮类化合物的通式如下：
进一步的，本发明采用的丙烯酸衍生物的通式如下：
进一步的，本发明采用的合成路线的反应方程式如下所示：
进一步的，本发明采用的芳氧基包括但不限于是苯氧基、萘氧基或乙烯氧基中的任意一种，其中苯氧基、萘氧基或乙烯氧基可以是含有各种取代基的苯氧基、萘氧基、乙烯氧基。
进一步的，本发明采用的氨基还包括各种烷基取代的氨基或各种芳基取代的氨基。
进一步的，本发明合成烯酰胺的方法具体包括如下操作：将2-吡啶酮类化合物和丙烯酸衍生物溶于有机溶剂中，加入醋酸钯和氧化剂，加热并搅拌，之后将反应液用硅藻土抽滤，滤液浓缩后经柱层析色谱分离纯化得到烯酰胺产物，在本发明中，硅藻土抽滤用来去掉反应体系里面的金属盐，方便后面分离纯化，可以用柱层析硅胶代替。
进一步的，本发明中采用的氧化剂包括但不仅限于硝酸银、三氟乙酸银、醋酸银、碳酸银或磷酸银，还可以是其他的金属盐。本发明中，添加氧化剂的目的是为了实现催化循环，提高催化剂醋酸钯的催化性能，只需要加入0.1当量即可实现高效反应。
进一步的，本发明采用的有机溶剂是叔丁醇、1,2-二氯乙烷、氯仿、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、三甲苯、氯苯、二氯甲烷或1,4-二氧六环中的任意一种。
进一步的，加热的温度为40～100℃。
进一步的，2-吡啶酮类化合物的加入量为0.05～0.3mol。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的以2-吡啶酮和丙烯酸衍生物为原料，在钯催化剂和氧化剂共同作用下，发生脱氢偶联反应合成了烯酰胺。此方法原料廉价易得，反应条件温和，产率较高，在化学制药和精细化工制备技术领域具有广泛应用。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，对依据本发明提出的一种钯催化脱氢偶联合成烯酰胺的方法，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
实施例1：
将38mg
9mg醋酸钯和176.7mg三氟乙酸银加入到1mL 1,2-二氯乙烷中，再加入145μL丙烯酸甲酯，在60℃油浴下反应24h，之后用硅藻土过滤，浓缩，残留物经柱层析色谱分离得到化合物3a，其分子结构为：
其为黄色固体，70％产率。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.51-8.47(d,J＝14.7Hz,1H),7.44-7.41(dd, J1＝7.2,J2＝2.0Hz,1H),7.34-7.30(td,J1＝9.4,J2＝2.0Hz,1H),6.60-6.58(d,J＝9.4Hz, 1H),6.25(t,J＝6.2Hz,1H),6.13-6.09(d,J＝14.7Hz,1H),3.80(s,3H)；13C NMR(100 MHz,CDCl3)δ166.4,161.0,140.2,138.9,131.4,122.5,108.4,107.7,52.0 ppm.HRMS(ESI)C9H10NO3[M+H]+:理论值180.0655,实测值180.0655。
实施例2
将56.5mg
9mg醋酸钯和176.7mg三氟乙酸银加入到1mL 1,2-二氯乙烷中，再加入145μL丙烯酸甲酯，在60℃油浴下反应24h，之后用硅藻土过滤，浓缩，残留物经柱层析色谱分离得到化合物3b，其分子结构为：
其为黄色固体，62％产率。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.45-8.41(d,J＝14.6Hz,1H),8.32 -8.29(dd,J1＝7.4Hz,J2＝1.5Hz,1H),7.83-7.81(dd,J1＝7.0Hz,J2＝1.4Hz,1H), 6.45(t,J＝7.2Hz,1H),6.30-6.27(d,J＝14.6Hz,1H),3.83(s,3H)；13C NMR(75MHz, CDCl3):δ165.5,153.1,140.3,138.9,138.1,138.1,112.3,105.0,52.5ppm.HRMS(ESI) C9H9N2O5[M+H]+:理论值225.0506,实测值225.0492。
实施例3
将56.5mg
9mg醋酸钯和176.7mg三氟乙酸银加入到1mL 1,2-二氯乙烷中，再加入145μL丙烯酸甲酯，在60℃油浴下反应24h，之后用硅藻土过滤，浓缩，残留物经柱层析色谱分离得到化合物3c，其分子结构为：
其为黄色固体，80％产率。1H NMR(400MHz,CDC3)δ8.75(d,J＝3.0Hz,1H),8.40-8.36 (d,J＝14.6Hz,1H),8.11-8.08(dd,J1＝10.2,J2＝3.0Hz,1H),6.67-6.64(d,J＝10.2Hz, 1H),6.38-6.34(d,J＝14.6Hz,1H),3.84(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3)δ 165.3,159.4,137.8,133.8,133.5,132.2,121.4,112.3,52.5ppm.HRMS(ESI) C9H9N2O5[M+H]+:理论值225.0506,实测值225.0492。
实施例4
将65.3mg
9mg醋酸钯和176.7mg三氟乙酸银加入到1mL 1,2-二氯乙烷中，再加入145μL丙烯酸甲酯，在60℃油浴下反应24h，之后用硅藻土过滤，浓缩，残留物经柱层析色谱分离得到化合物3d，其分子结构为：
其为黄色固体，64％产率。1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.42-8.39(d,J＝14.7Hz,1H),7.77 -7.76(dd,J1＝6.8Hz,J2＝0.5Hz,1H),7.69-7.68(dd,J1＝7.2Hz,J2＝1.5Hz,1H), 6.37(t,J＝7.1Hz,1H),6.24-6.21(d,J＝14.7Hz,1H)；13C NMR(125MHz,CDCl3):δ 165.9,156.9,139.8,139.7,138.1,135.8,110.5,105.8,52.2ppm.HRMS(ESI) C10H9F3NO3[M+H]+:理论值248.0529,实测值248.0515。
实施例5
将51.8mg
9mg醋酸钯和176.7mg三氟乙酸银加入到1mL 1,2-二氯乙烷中，再加入145μL丙烯酸甲酯，在60℃油浴下反应24h，之后用硅藻土过滤，浓缩，残留物经柱层析色谱分离得到化合物3e，其分子结构为：
其为黄色固体，74％产率。1HNMR(400MHz，DMSO-d6):δ8.30-8.26(d,J＝14.7Hz,1H), 8.07-8.06(d,J＝7.0Hz,1H),7.80(t,J＝6.2Hz,1H),6.62-6.58(d,J＝14.7Hz,1H), 6.37(t,J＝7.2Hz,1H),3.73(s,3H)；13CNMR(100MHz,DMSO-d6):δ166.1,156.8, 139.2,138.3,132.4,125.3,109.3,106.8,51.8ppm.HRMS(ESI)C9H9ClNO3[M+H]+:理论值214.0266,实测值214.0246。
实施例6
将51.8mg
9mg醋酸钯和176.7mg三氟乙酸银加入到1mL 1,2-二氯乙烷中，再加入145μL丙烯酸甲酯，在60℃油浴下反应24h，之后用硅藻土过滤，浓缩，残留物经柱层析色谱分离得到化合物3f，其分子结构为：
其为黄色固体，71％产率。1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.38-8.35(d,J＝14.7Hz,1H),7.42- 7.40(d,J＝7.7Hz,1H),6.62-6.61(d,J＝2.1Hz,1H),6.28-6.26(dd,J1＝7.6Hz,J2＝ 2.1Hz,1H),6.13-6.10(d,J＝14.7Hz,1H),3.76(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3):δ 166.1,159.7,147.9,138.1,131.8,120.6,109.8,109.0,52.1ppm.HRMS(ESI) C9H9ClNO3[M+H]+:理论值214.0266,实测值214.0244。
实施例7
将51.8mg
9mg醋酸钯和176.7mg三氟乙酸银加入到1mL 1,2-二氯乙烷中，再加入145μL丙烯酸甲酯，在60℃油浴下反应24h，之后用硅藻土过滤，浓缩，残留物经柱层析色谱分离得到化合物3g，其分子结构为：
其为黄色固体，74％产率。1HNMR(400MHz,CDCl3):δ8.44-8.40(d,J＝14.7Hz,1H),7.49 (d,J＝2.6Hz,1H),7.30-7.27(dd,J1＝9.9Hz,J2＝2.7Hz,1H),6.60-6.58(d,J＝9.9 Hz,1H),6.11-6.08(d,J＝14.7Hz,1H),3.81(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3):δ 166.1,159.4,141.4,138.1,128.9,123.4,115.0,108.9,52.2ppm.HRMS(ESI) C9H9ClNO3[M+H]+:理论值214.0266,实测值214.0244。
实施例8
将69.6mg
9mg醋酸钯和176.7mg三氟乙酸银加入到1mL 1,2-二氯乙烷中，再加入145μL丙烯酸甲酯，在60℃油浴下反应24h，之后用硅藻土过滤，浓缩，残留物经柱层析色谱分离得到化合物3h，其分子结构为：
其为黄色固体，60％产率。1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.37-8.34(d,J＝14.7Hz,1H),7.33 -7.32(d,J＝7.6Hz,1H),6.84-6.83(d,J＝1.8Hz,1H),6.40-6.38(dd,J1＝7.6Hz,J2＝1.8Hz,1H),6.14-6.11(d,J＝14.7Hz,1H),3.76(s,3H)；13C NMR(125MHz,CDCl3):δ 166.1,159.4,138.2,136.9,131.4,124.2,112.2,109.0,52.1ppm.HRMS(ESI) C9H9BrNO3[M+H]+:理论值257.9761,实测值257.9735。
实施例9
将45.2mg
9mg醋酸钯和176.7mg三氟乙酸银加入到1mL 1,2-二氯乙烷中，再加入145μL丙烯酸甲酯，在60℃油浴下反应24h，之后用硅藻土过滤，浓缩，残留物经柱层析色谱分离得到化合物3i，其分子结构为：
其为黄色固体，70％产率。1HNMR(500MHz,CDCl3):δ8.44-8.41(d,J＝14.7Hz,1H),7.30- 7.26(m,1H),7.09-7.05(m,1H),6.22-6.19(m,1H),6.18-6.15(d,J＝14.7Hz,1H),3.78 (s,3H)；13C NMR(100MHz,CDCl3):δ166.1,155.4,155.1,153.9,151.4,138.0,127.1, 127.1,120.1,120.0,109.6,105.6,105.6,52.1ppm.HRMS(ESI)C9H9FNO3[M+H]+:理论值198.0561,实测值198.0546。
实施例10
将38mg
9mg醋酸钯和176.7mg三氟乙酸银加入到1mL 1,2-二氯乙烷中，再加入253μL丙烯酸环己基酯，在60℃油浴下反应24h，之后用硅藻土过滤，浓缩，残留物经柱层析色谱分离得到化合物3j，其分子结构为：
其为黄色固体，65％产率。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.46(d,J＝14.7Hz,1H),7.43(d,J＝ 7.3Hz,1H),7.33-7.26(td,J1＝8.8,J2＝2.0Hz,1H),6.59(d,J＝9.3Hz,1H),6.23(td,J1＝ 6.9,J2＝1.3Hz,1H),6.10(d,J＝14.7Hz,1H),4.87(m,1H),1.81(m,4H),1.63–1.12(m, 7H)；13C NMR(100MHz,CDCl3)δ165.43,161.13,140.15,138.55,131.62,122.60, 109.72,107.63,73.44,31.75,25.44,23.89ppm.HRMS(ESI)C14H18NO3[M+H]+:理论值 248.1281,实测值248.1263。
实施例11
将38mg
9mg醋酸钯和176.7mg三氟乙酸银加入到1mL 1,2-二氯乙烷中，再加入165μL N,N-二甲基丙烯酰胺，在60℃油浴下反应24h，之后用硅藻土过滤，浓缩，残留物经柱层析色谱分离得到化合物3k，其分子结构为：
其为红色固体，81％产率。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.04(d,J＝13.8Hz,1H),7.53– 7.33(m,1H),7.30(dd,J＝9.2,6.7Hz,1H),7.08(d,J＝13.8Hz,1H),6.58(d,J＝9.3Hz, 1H),6.22(t,J＝6.8Hz,1H),3.08(d,J＝34.7Hz,6H).13C NMR(100MHz,CDCl3)；δ 165.99,162.03,139.45,138.72,134.14,122.62,110.79,107.29,37.68,36.01 ppm.HRMS(ESI)C14H18NO3[M+H]+:理论值193.0971,实测值193.0971。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种钯催化剂脱氢偶联合成烯酰胺的方法，其特征在于，采用醋酸钯作为催化剂在氧化剂的共同作用下，使2-吡啶酮类化合物与丙烯酸衍生物发生脱氢偶联反应，得到烯酰胺。
2.根据权利要求1所述的一种钯催化剂脱氢偶联合成烯酰胺的方法，其特征在于，所述2-吡啶酮类化合物的通式如下：
3.根据权利要求1或2所述的一种钯催化剂脱氢偶联合成烯酰胺的方法，其特征在于，所述丙烯酸衍生物的通式如下：
4.根据权利要求3所述的一种钯催化剂脱氢偶联合成烯酰胺的方法，其特征在于，所述芳氧基是苯氧基、萘氧基或乙烯氧基中的任意一种。
5.根据权利要求3所述的一种钯催化剂脱氢偶联合成烯酰胺的方法，其特征在于，所述氨基还包括烷基取代的氨基或芳基取代的氨基。
6.根据权利要求1所述的一种钯催化剂脱氢偶联合成烯酰胺的方法，其特征在于，具体包括如下操作：将2-吡啶酮类化合物和丙烯酸衍生物溶于有机溶剂中，加入醋酸钯和氧化剂，加热并搅拌，之后将反应液用硅藻土抽滤，滤液浓缩后经柱层析色谱分离纯化得到烯酰胺产物。
7.根据权利要求6所述的一种钯催化剂脱氢偶联合成烯酰胺的方法，其特征在于，所述氧化剂是硝酸银、三氟乙酸银、醋酸银、碳酸银或磷酸银中的任意一种。
8.根据权利要求6所述的一种钯催化剂脱氢偶联合成烯酰胺的方法，其特征在于，所述有机溶剂是叔丁醇、1,2-二氯乙烷、氯仿、乙酸乙酯、甲苯、二甲苯、三甲苯、氯苯、二氯甲烷或1,4-二氧六环中的任意一种。
9.根据权利要求6所述的一种钯催化剂脱氢偶联合成烯酰胺的方法，其特征在于，所述加热的温度为40～100℃。
10.根据权利要求6所述的一种钯催化剂脱氢偶联合成烯酰胺的方法，其特征在于，所述2-吡啶酮类化合物的加入量为0.05～0.3mol。
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