CN115650952A - 一种5,6-二氢环戊并[b]噻吩-4-酮的微波合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种5,6‑二氢环戊并[B]噻吩‑4‑酮的微波合成方法，以N,N‑二甲基丙烯酰胺和噻吩为原料，在催化剂存在下利用微波辐照进行反应，得到5,6‑二氢环戊并[B]噻吩‑4‑酮。与现有技术相比，本发明提供的方法反应时间短，条件温和，副反应少，收率高，简化了生产工艺，降低了生产成本和周期，利于实现工业化生产和推广。
Description
技术领域
本发明及一种5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮的微波合成方法，属于医药中间体制备技术领域。
背景技术
噻吩类衍生物广泛应用于合成医药、农药、染料、化学试剂等，目前我国噻吩类化合物处于起步阶段，大多数品种尚属于空白，还没有产量规模化、品种系列化的生产企业。
5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮作为重要的医药化工原料，相关合成方法报道较少。传统的反应釜工艺所用的溶剂量较大，溶剂量接近100倍，且反应时间太长，并且传统的反应釜方法效率低下，获得最终产品的成本高，没有生产价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮的微波合成方法，该方法利用微波辐照技术，以商业可得噻吩作为原料，一步制备5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮，简单易行、节能环保、反应时间短、反应条件温和、副反应少、收率高，易于实现规模化生产。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮的微波合成方法，该方法以N,N-二甲基丙烯酰胺和噻吩为原料，在催化剂存在下利用微波辐照进行反应，得到5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮。
进一步的，所述催化剂为三氟甲磺酸酐，当催化剂为三氟甲磺酸酐时，反应式如下：
进一步的，N,N-二甲基丙烯酰胺、噻吩和催化剂的摩尔比为1:1:1。
进一步的，反应在有机溶剂存在下进行，有机溶剂的主要作用是为反应的进行提供反应介质，有机溶剂可以选择二氯乙烷、正己烷、环己烷等中的一种。此外，有机溶剂对反应收率也有一定的影响，有的有机溶剂会降低副反应的发生，提高反应收率，优选的，有机溶剂为二氯乙烷。
进一步的，本发明反应溶剂用量少，一般的，保证N,N-二甲基丙烯酰胺与溶剂的体积比为1:1-5即可。
进一步的，微波辐照通过微波反应器实现，微波反应器可以直接选择上市场上销售的微波反应器。
进一步的，在微波辐照反应时，微波功率为200-600w，微波反应温度为60-120℃，反应时间为15-60min。
优选的，在微波辐照反应时，微波功率为400w，微波反应温度为80-90℃，反应时间为15-20min。
进一步的，本发明微波合成方法具体包括以下步骤：
（1）将N,N-二甲基丙烯酰胺与有机溶剂混合，然后加入催化剂和噻吩，得到反应液；
（2）将反应液放入微波反应器，设定微波功率、微波温度和反应时间，开始反应；
（3）反应结束后，将产物分离，得5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮。
进一步的，步骤（1）中，N,N-二甲基丙烯酰胺与有机溶剂混合后，将混合物放入0-5℃的水浴下，然后滴加催化剂，催化剂滴入后，保温混合10-15min，然后再加入噻吩。
进一步的，步骤（3）中，反应结束后，采用旋转蒸发浓缩的方式去除溶液，得到的固体产物过柱或重结晶进行纯化，即可得到5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明是以微波为技术手段的新型工艺，不同于传统反应釜的工艺技术，不仅仅是采用微波改变了加热方式，还缩减了溶剂的使用量和反应时间，更重要的是充分考虑到反应底物的结构特征与微波特殊的非热效应，实现了本发明的普适性，提高了生产效率，优化了步骤，降低了污染物的排放。
2、本发明方法原料来源广、操作简单易行、反应时间短，无需超低温，反应条件温和，副反应少，收率高，简化了生产工艺，降低了生产成本和周期，更利于工业化生产和推广。
3、本发明采用微波辐照的方式促进反应的进行，实现了生产过程的统一，具有普适性和经济性，适用于规模化推广应用。
4、本发明提供的5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮的微波合成方法，为噻吩衍生物生产提供了重要的医药中间体。
附图说明
图1为本发明实施例1合成的5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮的液相色谱图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步详细说明。
下述实施例中，所用的微波反应器是迈可威公司生产的微波反应器。
实施例1
称取N,N-二甲基丙烯酰胺（15mmol）溶于5mL环己烷中，在冰水浴下滴加三氟甲磺酸酐（15mmol），保温15分钟后，加入噻吩（15mmol），然后放入微波反应器中，设定功率200W，温度80℃，液相色谱跟踪反应，反应30分钟后，开启微波反应器氮气氛冷却装置，淬灭反应，浓缩，减压蒸发除去有机溶剂，过柱或重结晶，即得产物5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮，质量1.45g，收率为70%，纯度为97.8%。
实施例2
按照实施例1的方法生产5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮，不同的是：将溶剂环己烷替换为二氯乙烷。所得5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮的收率为76%，纯度为98.1%。
实施例3
按照实施例1的方法生产5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮，不同的是：将溶剂环己烷替换为正己烷。所得5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮的收率为71%，纯度为98.0%。
实施例4
称取N,N-二甲基丙烯酰胺（15mmol）溶于5mL二氯乙烷中，在冰水浴下滴加三氟甲磺酸酐（15mmol），保温15分钟后，加入噻吩（15mmol），然后放入微波反应器中，设定功率400W，温度80℃，液相色谱跟踪反应，反应20分钟后，开启微波反应器氮气氛冷却装置，淬灭反应，浓缩，减压蒸发除去有机溶剂，过柱或重结晶，即得产物。收率为85%，纯度为98.7%。
实施例6
称取N,N-二甲基丙烯酰胺（15mmol）溶于5mL二氯乙烷中，在冰水浴下滴加三氟甲磺酸酐（15mmol），保温15分钟后，加入噻吩（15mmol），然后放入微波反应器中，设定功率400W，温度60℃，液相色谱跟踪反应，反应40分钟后，开启微波反应器氮气氛冷却装置，淬灭反应，浓缩，减压蒸发除去有机溶剂，过柱或重结晶，即得产物。收率为65%，纯度为93.7%。
实施例7
称取N,N-二甲基丙烯酰胺（15mmol）溶于5mL二氯乙烷中，在冰水浴下滴加三氟甲磺酸酐（15mmol），保温15分钟后，加入噻吩（15mmol），然后放入微波反应器中，设定功率600W，温度120℃，液相色谱跟踪反应，反应20分钟后，开启微波反应器氮气氛冷却装置，淬灭反应，浓缩，减压蒸发除去有机溶剂，过柱或重结晶，即得产物。收率为53%，纯度为95.0%。
对比例1
按照实施例1的方法生产5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮，不同的是：加入噻吩后，混合物在普通的反应釜中进行电加热反应，将反应釜温度加热至80℃，然后反应15h。所得5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮的收率为70%，纯度为92.4%。
对比例2
按照实施例1的方法生产5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮，不同的是：不加三氟甲磺酸酐催化剂，反应并未生成产物。
对比例3
按照实施例1的方法生产5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮，不同的是：将三氟甲磺酸酐替换为等摩尔的对甲苯磺酸，反应并未生成产物。
对比例4
称取N,N-二甲基丙烯酰胺（15mmol）溶于5mL二氯乙烷中，在冰水浴下滴加三氟甲磺酸酐（15mmol），保温15分钟后，加入噻吩（15mmol），然后放入微波反应器中，设定功率400W，温度30℃，液相色谱跟踪反应，未有产物生成。
上述对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮的微波合成方法，其特征在于：以N,N-二甲基丙烯酰胺和噻吩为原料，在催化剂存在下利用微波辐照进行反应，得到5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮。
2.根据权利要求1所述的微波合成方法，其特征在于：所述催化剂为三氟甲磺酸酐。
3.根据权利要求1或2所述的微波合成方法，其特征在于：N,N-二甲基丙烯酰胺、噻吩和催化剂的摩尔比为1:1:1。
4.根据权利要求1所述的微波合成方法，其特征在于：反应在有机溶剂存在下进行；优选的，N,N-二甲基丙烯酰胺和溶剂的体积比为1:1-5。
5.根据权利要求1或4所述的微波合成方法，其特征在于：所述有机溶剂为二氯乙烷、正己烷或环己烷，优选为二氯乙烷。
6.根据权利要求1所述的微波合成方法，其特征在于：微波辐照通过微波反应器实现。
7.根据权利要求1或6所述的微波合成方法，其特征在于：微波辐照时，微波功率为200-600w，微波反应温度为60-120℃，反应时间为15-60min。
8.根据权利要求7所述的微波合成方法，其特征在于：微波辐照时，微波功率为400w，微波反应温度为80-90℃，反应时间为15-20min。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的微波合成方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
（1）将N,N-二甲基丙烯酰胺与有机溶剂混合，然后加入催化剂和噻吩，得到反应液；
（2）将反应液放入微波反应器，设定微波功率、微波温度和反应时间，开始反应；
（3）反应结束后，将产物分离，得5,6-二氢环戊并[B]噻吩-4-酮。
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