CN116516363A - 一种由电化学氧化合成半氨醛醚类衍生物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种由电化学氧化合成半氨醛醚类衍生物的制备方法。该化合物通过将以N,N‑二甲基甲酰胺作为溶剂、四丁基四氟硼酸铵作电解质、乙二醇二甲醚溴化镍作为催化剂,4,4'‑二叔丁基‑2,2'‑联吡啶作为反应配体,电极采用碳电极,两端电压为3.5V,在氮气氛围下进行反应后得到。本申请的制备方法种所涉及到的反应原料、溶剂均为市售产品,价格低廉;反应条件简单且温和,收率良好,原子利用率高,具有绿色化学的特性,符合可持续发展理念。
Description
技术领域
本申请属于有机合成化学领域,具体涉及一种由电化学氧化合成半氨醛醚类衍生物的制备方法。
背景技术
半氨醛醚类衍生物是一类具有优良生物活性的化合物,在生物医药领域具有广泛应用。现有的半氨醛醚类衍生物的方法主要包括以下两种:
方法一、通过活化氧原子邻位的sp3C-H键,然后与杂环化合物中的N-H键直接胺化,该方法的化学反应式如式(1)所示。
该方法的缺点在于反应中的醚是提前合成或者购买,无法直接由对应的醇反应获得,经济收益并不高。
方法二、一级醇经TBHP(叔丁基过氧化氢)氧化和含氮杂环进行反应制备半氨醛醚类衍生物,该方法的化学反应式如式(2)所示。
该方法的缺点在于:1、该反应中使用了较高的反应温度(120℃);2、反应需要加如过量的过氧化剂,过氧化剂在高温条件下不安全,这影响了反应的合成价值。
发明内容
发明目的:本申请的目的是提供一种简便、原料易得的半氨醛醚类衍生物及其制备方法,该制备方法可极大提高反应的原子经济性和步骤经济性,有利于研究这类化合物的药理活性,有利于环境的保护。
技术方案:本申请提供一种由电化学氧化合成半氨醛醚类衍生物的制备方法,其特征在于反应路线如反应式1所示,
包括如下步骤:
(1)在反应装置中加入苯并三氮唑结构如式1所示、一种醇类衍生物结构如式2所示、乙二醇二甲醚溴化镍、4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶和四丁基四氟硼酸铵;
(2)再加入N,N-二甲基甲酰胺,在氮气氛围下,封管反应,一步合成制得混合物;
(3)反应完成后将步骤(2)所得所述混合物萃取、过滤,所得滤液经浓缩分离得到半氨醛醚类衍生物结构如式3所示。
有益效果:
相对于现有技术,本申请具有以下有益效果:
1、反应底物无需预活化:反应由一级醇直接参与反应,而醚一般是由醇缩合制备得到,一级醇直接氧化参与反应难度比活化氧原子邻位的sp3C-H键难度更大,更具有理论研究意义。
2、反应条件更加温和:背景技术提到的现有合成方法中,都需要高温(有的甚至需要120℃),本申请常温下反应就能够顺利进行,减少了实验中加热的消耗,极大得提高了实验的经济性。
3、反应无需加入过氧化剂:过氧化剂要低温阴凉存储,高温加入易爆。综上所述本申请极大地提高了反应的原子经济性和步骤经济性,有利于环境保护,符合绿色化学和“双碳”理念。
附图说明
图1示出本申请实施例1制备所得化合物3a的核磁氢谱谱图;
图2示出本申请实施例1制备所得化合物3a的核磁碳谱谱图;
图3示出本申请实施例2制备所得化合物3b的核磁氢谱谱图;
图4示出本申请实施例2制备所得化合物3b的核磁碳谱谱图;
图5示出本申请实施例3制备所得化合物3c的核磁氢谱谱图;
图6示出本申请实施例3制备所得化合物3c的核磁碳谱谱图;
图7示出本申请实施例4制备所得化合物3d的核磁氢谱谱图;
图8示出本申请实施例4制备所得化合物3d的核磁碳谱谱图;
图9示出本申请实施例5制备所得化合物3e的核磁氢谱谱图;
图10示出本申请实施例5制备所得化合物3e的核磁碳谱谱图;
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐明本发明,应理解这些实施例,仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围,在阅读本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
本申请一实施例提供一种由电化学氧化合成半氨醛醚类衍生物的制备方法,反应路线如反应式1所示,
包括如下步骤:
(1)在反应装置中加入苯并三氮唑结构如式1所示、一种醇类衍生物结构如式2所示、乙二醇二甲醚溴化镍、4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶和四丁基四氟硼酸铵;
(2)再加入N,N-二甲基甲酰胺,在氮气氛围下,封管反应,一步合成制得混合物;
(3)反应完成后将步骤(2)所得所述混合物萃取、过滤,所得滤液经浓缩分离得到半氨醛醚类衍生物结构如式3所示。
在一实施例中,所述的醇的化学结构为以下结构式的一种:
在一实施例中,所述半氨醛醚类衍生物的结构式为:
在一实施例中,反应式1所示的反应中加入的所述苯并三氮唑和醇类衍生物的摩尔比为1:2。
在一实施例中,反应式1所示的反应中加入的所述苯并三氮唑与所述乙二醇二甲醚溴化镍的摩尔比为1:0.15。
在一实施例中,反应式1所示的反应中加入的所述苯并三氮唑与所述4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶的摩尔比为1:0.15。
在一实施例中,反应式1所示的反应中加入的所述苯并三氮唑与所述四丁基四氟硼酸铵的摩尔比为1:3。
在一实施例中,该方法在使用的反应装置是电化学反应管。
在一实施例中,该方法还包括在反应结束后对产物进行分离纯化的步骤。
在一实施例中,步骤(3)中,得到的粗产品经柱层析分离得到无色油状的半氨醛醚类衍生物;所述半氨醛醚类衍生物产品的收率为65%-78%。
实施例1
3a的合成方法:在电化学反应管中加入苯并三氮唑(0.4mmol)和乙醇(0.8mmol),加入4mL N,N-二甲基甲酰胺溶剂,之后分别加入0.06mmol的乙二醇二甲醚溴化镍和0.06mmol的4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶,以及1.2mmol的四丁基四氟硼酸铵,在充分混匀之后组装好反应仪器(将反应管中充满氮气,排净空气),并将电压设定为3.5V,反应6h。反应完全之后萃取、过滤,然后将滤液旋蒸浓缩之后,上硅胶柱层析之后分离得到无色液体,产量:59.6mg,产率:78%。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:8.05(d,J=8.4Hz,1H),7.78(d,J=8.3Hz,1H),7.51-7.39(m,1H),7.41-7.32(m,1H),6.24(q,J=6.1Hz,1H),3.50(dq,J=9.4,7.0Hz,1H),3.23(dq,J=9.4,7.1Hz,1H),1.84(d,J=6.1Hz,3H),1.11(t,J=7.0Hz,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ:146.7,131.1,127.3,124.1,120.0,111.1,87.0,64.3,21.1,14.6.
制备所得化合物3a的核磁表征氢谱参见图1,碳谱参见图2.
实施例2
3b的合成方法:在电化学反应管中加入苯并三氮唑(0.4mmol)和正丙醇(0.8mmol),加入4mL N,N-二甲基甲酰胺溶剂,之后分别加入0.06mmol的乙二醇二甲醚溴化镍和0.06mmol的4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶,以及1.2mmol的四丁基四氟硼酸铵,在充分混匀之后组装好反应仪器(将反应管中充满氮气,排净空气),并将电压设定为3.5V,反应6h。反应完全之后萃取、过滤,然后将滤液旋蒸浓缩之后,上硅胶柱层析之后分离得到无色液体,产量:65.8mg,产率:75%。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:8.06(d,J=8.3Hz,1H),7.76(d,J=8.3Hz,1H),7.45(ddd,J=8.2,7.0,0.9Hz,1H),7.36(ddd,J=8.0,7.0,0.9Hz,1H),5.95(t,J=6.8Hz,1H),3.41(dt,J=9.3,6.5Hz,1H),3.15(dt,J=9.3,6.7Hz,1H),2.35-2.21(m,1H),2.19-2.08(m,1H),1.59-1.41(m,2H),0.88(t,J=7.5Hz,3H),0.81(t,J=7.4Hz,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ146.7,131.2,127.2,124.1,120.0,111.3,92.2,70.7,28.0,22.4,10.4,9.3.
制备所得化合物3b的核磁表征氢谱参见图3,碳谱参见图4.
实施例3
3c的合成方法:在电化学反应管中加入苯并三氮唑(0.4mmol)和正丁醇(0.8mmol),加入4mL N,N-二甲基甲酰胺溶剂,之后分别加入0.06mmol的乙二醇二甲醚溴化镍和0.06mmol的4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶,以及1.2mmol的四丁基四氟硼酸铵,在充分混匀之后组装好反应仪器(将反应管中充满氮气,排净空气),并将电压设定为3.5V,反应6h。反应完全之后萃取、过滤,然后将滤液旋蒸浓缩之后,上硅胶柱层析之后分离得到无色液体,产量:67.2mg,产率:68%。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:8.07(d,J=8.4Hz,1H),7.77(d,J=8.3Hz,1H),7.46(m,1H),7.37(m,1H),6.04(t,J=6.8Hz,1H),3.45(dt,J=9.4,6.4Hz,1H),3.20(dt,J=9.4,6.6Hz,1H),2.31-2.18(m,1H),2.14-2.02(m,1H),1.54-1.42(m,3H),1.31-1.22(m,3H),0.92(t,J=7.4Hz,3H),0.80(t,J=7.4Hz,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:146.8,131.2,127.3,124.1,120.0,111.3,90.9,68.9,36.7,31.2,19.1,18.2,13.6,13.4.
制备所得化合物3c的核磁表征氢谱参见图5,碳谱参见图6.
实施例4
3d的合成方法:在电化学反应管中加入苯并三氮唑(0.4mmol)和异丁醇(0.8mmol),加入4mL N,N-二甲基甲酰胺溶剂,之后分别加入0.06mmol的乙二醇二甲醚溴化镍和0.06mmol的4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶,以及1.2mmol的四丁基四氟硼酸铵,在充分混匀之后组装好反应仪器(将反应管中充满氮气,排净空气),并将电压设定为3.5V,反应6h。反应完全之后萃取、过滤,然后将滤液旋蒸浓缩之后,上硅胶柱层析之后分离得到无色液体,产量:64.4mg,产率:65%。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:8.07(d,J=8.3Hz,1H),7.76(d,J=8.3Hz,1H),7.48-7.42(m,1H),7.41-7.34(m,1H),5.61(d,J=8.9Hz,1H),3.20(dd,J=9.1,6.5Hz,1H),2.98(dd,J=9.1,6.5Hz,1H),2.56(ddd,J=13.5,6.7,2.1Hz,1H),1.83(dt,J=13.3,6.6Hz,1H),1.21(d,J=6.6Hz,3H),0.86(d,J=6.7Hz,3H),0.81(d,J=6.7Hz,3H),0.63(d,J=6.8Hz,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:146.8,131.4,127.2,124.1,120.0,111.5,96.5,76.2,33.3,28.2,19.2,19.1,18.9,17.8.
制备所得化合物3d的核磁表征氢谱参见图7,碳谱参见图8.
实施例5
3e的合成方法:在电化学反应管中加入苯并三氮唑(0.4mmol)和(三甲基硅基)甲醇(0.8mmol),加入4mL N,N-二甲基甲酰胺溶剂,之后分别加入0.06mmol的乙二醇二甲醚溴化镍和0.06mmol的4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶,以及1.2mmol的四丁基四氟硼酸铵,在充分混匀之后组装好反应仪器(将反应管中充满氮气,排净空气),并将电压设定为3.5V,反应6h。反应完全之后萃取、过滤,然后将滤液旋蒸浓缩之后,上硅胶柱层析之后分离得到黄色固体,Melting point:91-92℃。产量:85.9mg,产率:70%。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:8.06(d,J=8.3Hz,1H),7.66(d,J=8.3Hz,1H),7.44(dd,J=11.3,4.0Hz,1H),7.36(dd,J=11.3,4.0Hz,1H),5.64(s,1H),3.07(d,J=12.5Hz,1H),2.98(d,J=12.5Hz,1H),0.12(s,9H),-0.01(s,9H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:146.3,133.1,126.9,123.8,119.9,111.1,91.0,65.7,-3.2,-3.3.
制备所得化合物3e的核磁表征氢谱参见图9,碳谱参见图10.
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来书,在不脱离本发明的原理的前提下,还可以作数若干改进和润饰,这些改进和润饰也应当视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种由电化学氧化合成半氨醛醚类衍生物的制备方法,其特征在于,反应路线如反应式1所示,
反应式1
包括如下步骤:
(1)在反应装置中加入苯并三氮唑结构如式1所示、一种醇类衍生物结构如式2所示、乙二醇二甲醚溴化镍、4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶和四丁基四氟硼酸铵;
(2)再加入N,N-二甲基甲酰胺,在氮气氛围下,封管反应,一步合成制得混合物;
(3)反应完成后将步骤(2)所得所述混合物萃取、过滤,所得滤液经浓缩分离得到半氨醛醚类衍生物结构如式3所示。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述的醇的化学结构为以下结构式的一种:
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述半氨醛醚类衍生物的结构式为:
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,反应式1所示的反应中加入的所述苯并三氮唑和醇类衍生物的摩尔比为1:2。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,反应式1所示的反应中加入的所述苯并三氮唑与所述乙二醇二甲醚溴化镍的摩尔比为1:0.15。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,反应式1所示的反应中加入的所述苯并三氮唑与所述4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶的摩尔比为1:0.15。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,反应式1所示的反应中加入的所述苯并三氮唑与所述四丁基四氟硼酸铵的摩尔比为1:3。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,该方法在使用的反应装置是电化学反应管。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,该方法还包括在反应结束后对产物进行分离纯化的步骤。
10.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,得到的粗产品经柱层析分离得到无色油状的半氨醛醚类衍生物;所述半氨醛醚类衍生物产品的收率为65%-78%。
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