CN1683336A - 合成酰亚胺基取代的成环化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种合成酰亚胺基取代化合物的方法，包括：以路易斯酸作为催化剂，如式(I)的酰亚胺基取代α，β－不饱和酮与如式(II)的五元环二烯烃在离子液体中于－20～150℃进行Diels－Alder反应，后处理得产物。所述的合成方法收率高、反应时间短、反应温度低。
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种合成酰亚胺基取代化合物的方法。
(二)背景技术
具有酰亚胺基结构的化合物是杀菌剂、除草剂和灭鼠类药物的中间体，在天然产物的合成中也是一个重要的合成模块。本发明的发明人曾经报道了由酰亚胺基取代α，β-不饱和酮与环戊二烯烃在二氯甲烷中进行Diels-Alder反应，合成了一系列酰亚胺基取代的环加成产物，但该方法存在收率低、反应时间长、反应温度高等缺点。20世纪90年代以来，采用绿色化学方法进行Diels-Alder反应的研究非常活跃，已经在合成医药、农药和天然物方面得到了广泛的应用。离子液体作为绿色化学方法，具有对环境污染小和反应溶剂可以回收等优点，在Diels-Alder反应中的研究也相继进行了报道，并得到了迅猛的发展。
(三)发明内容
本发明目的在于提供一种收率高、反应时间短、反应温度低的合成酰亚胺基取代的成环化合物的方法。
所述的合成酰亚胺基取代的成环化合物的方法，包括：以路易斯酸作为催化剂，如式(I)的酰亚胺基取代α，β-不饱和酮与如式(II)的五元环二烯烃在离子液体中于-20～150℃进行Diels-Alder反应，后处理得产物；
其中R为C1～C4的烷基或芳基；R1、R2各自为氢或组成苯环；X为下列之一：C、S、O、-NH-。反应式如下：
所述的芳基优选为苯基或硝基苯基。
所述的离子液体优选为烷基咪唑四氟硼酸盐或烷基咪唑六氟磷酸盐，所述的烷基含碳原子数1～18；离子液体优选为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐或1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。
在普通的Diels-Alder反应中，所述的路易斯酸优选为碘化锌，合成步骤推荐如下：将酰亚胺基取代α，β-不饱和酮与五元环二烯烃溶于离子液体中，在催化剂催化下反应数小时后，用甲苯萃取，水洗数次，干燥，浓缩，用柱层析分离，得环加成产物。
在不对称催化Diels-Alder反应中，路易斯酸优选为结构如式(III)的手性1，4-二醇钛配合物：
其中，Ar表示苯基、3，5-二甲基苯基或萘基；X表示卤素原子。合成步骤推荐如下：用氮气保护，将已干燥活化的分子筛粉末和手性1，4-二醇放入反应器中密封。充入氮气使反应体系无氧和绝对干燥，用注射器加入离子液体，充分混合搅拌，再将TiX2(Opri)2的甲苯溶液加入反应体系，室温搅拌，在低温下，将酰亚胺基取代的α，β-不饱和酮溶于离子液体中先加入反应体系，搅拌数分钟后，再加入五元环二烯烃，反应数小时后用甲苯萃取，水洗数次，干燥，浓缩，用柱层析分离，得环加成产物。最终产品用红外光谱、核磁共振谱和质谱进行了鉴定。
所述的反应温度优选为25～110℃；反应时间优选为10min～15h，更优选为1h～12h。
所述的酰亚胺基取代α，β-不饱和酮与五元环二烯烃的投料摩尔比优选为1∶1～10，更优选为1∶3～7。
所述的后处理是指对反应液分离、纯化的过程，如可以是：将反应液用甲苯萃取，水洗，干燥，浓缩，经柱层析分离得产物。上述回收的离子液体可以循环使用。
本发明利用离子液体作为反应介质，缩短了反应时间，降低了反应温度，节省了能耗，提高了产品收率，利于工业化生产。由于离子液体催化体系可循环使用，不仅降低了成本，而且减少了废水对环境的污染。
(四)具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进-步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1 1-丁二酰亚胺基-2-丁烯酮与环戊二烯进行Diels-Alder反应
在50ml单口烧瓶中加入5ml 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和0.17克(1mmol)1-丁二酰亚胺基-2-丁烯酮，然后加入0.15克(0.5mmol)碘化锌和0.5ml((5mmol)环戊二烯，室温搅拌1小时后用甲苯萃取(3×5ml)，水洗数次，干燥，浓缩，经柱层析(石油醚∶乙酸乙酯＝2∶1)得白色针状晶体0.21克，熔点88～89℃，收率89.1％。IR：v＝2975，2872，1795，1746，1709，1429，1371，1317，1253，1183cm-1。1NMR(CDCl3)：δ＝1.77(dd，J＝7.2，3H)，1.46(m，1H)，1.63(dd，J＝8.8，1H)，2.05(m， 1H)，2.54(s，1H)，2.8(s，4H)，3.07(s，1H)，3.24(m，1H)，5.91(m，1H)，6.24(m，1H)。MS：m/z＝233(M+，0.2％)，168(14.3％)，69(76％)，66(基峰)。
实施例2 1-丁二酰亚胺基-2-丁烯酮与环戊二烯进行Diels-Alder反应
在氮气流中，将已干燥活化的4A分子筛粉末0.4克和光学活性(2R，3R)-(-)-1，1，4，4-四-(1-萘基)-2，3-(缩丙酮)-1，4-丁二醇0.15克(0.22mmol)放入100ml三口烧瓶中密封。充入氮气使反应体系无氧和绝对干燥，用注射器加入3ml1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐，充分混合搅拌，再将0.2mlTiCl2(OPri)2的甲苯溶液(0.87mol/L)加入反应体系，室温搅拌1小时，再将温度降至-10℃，把0.17克(1mmol)1-丁二酰亚胺基-2-丁烯酮溶于3ml1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐先加入反应体系，搅拌数分钟后，再加入环戊二烯1ml(10mmol)，反应10小时后，用甲苯萃取(3×5ml)，水洗数次，干燥，浓缩，经柱层析(石油醚∶乙酸乙酯＝2∶1)得白色针状晶体0.19克，熔点115～116℃，收率81.5％。
实施例3 1-丁二酰亚胺基-3-苯基丙烯酮与环戊二烯进行Diels-Alder反应
在50ml单口烧瓶中加入5ml1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和0.23克(1mmol)1-丁二酰亚胺基-3-苯基丙烯酮，然后加入0.15克(0.5mmol)碘化锌和0.5ml(5mmol)环戊二烯，室温搅拌3小时后，加入20ml饱和碳酸氢钠溶液，用甲苯萃取(3×5ml)，水洗数次，干燥，浓缩，用乙醇重结晶得白色针状晶体0.24克，熔点127～129℃(文献值：127～128℃)，收率81.3％。
实施例4 1-丁二酰亚胺基-3-苯基丙烯酮与环戊二烯进行Diels-Alder反应
在50ml单口烧瓶中加入5ml1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐和0.23克(1mmol)1-丁二酰亚胺基-3-苯基丙烯酮，然后加入0.15克(0.5mmol)碘化锌和0.5ml(5mmol)环戊二烯，室温搅拌3小时后，加入20ml饱和碳酸氢钠溶液，用甲苯萃取(3×5ml)，水洗数次，干燥，浓缩，用乙醇重结晶得白色针状晶体0.22克，熔点126～127℃(文献值：127～128℃)，收率74.5％。
实施例5 1-邻苯二甲酰亚胺基-3-苯基丙烯酮与环戊二烯进行Diels-Alder反应
在50ml单口烧瓶中加入5ml 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和0.28克(1mmol)1-邻苯二甲酰亚胺基-3-苯基丙烯酮，然后加入0.15克(0.5mmol)碘化锌和0.5ml(5mmol)环戊二烯，室温搅拌3小时后用甲苯萃取(3×5ml)，水洗数次，干燥，浓缩，用乙醇重结晶得白色片状晶体0.26克，熔点141～143℃(文献值：141～142℃)，收率74.9％。
实施例6 1-丁二酰亚胺基-3-间硝基苯基丙烯酮与环戊二烯进行Diels-Alder反应
在50ml单口烧瓶中加入5ml 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和0.27克(1mmol)1-丁二酰亚胺基-3-间硝基苯基丙烯酮，然后加入0.15克(0.5mmol)碘化锌和0.5ml(5mmol)环戊二烯，室温搅拌4小时后，用甲苯萃取(3×5ml)，水洗数次，干燥，浓缩，用乙醇重结晶得白色片状晶体0.25克，熔点123～125℃(文献值：123～124℃)，收率74.6％。
实施例7 1-邻苯二甲酰亚胺基-3-间硝基苯基丙烯酮与环戊二烯进行Diels-Alder反应
在50ml单口烧瓶中加入5ml1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和0.32克(1mmol)1-邻苯二甲酰亚胺基-3-间硝基苯基丙烯酮，然后加入0.15克(0.5mmol)碘化锌和0.5ml(5mmol)环戊二烯，室温搅拌4小时后，用甲苯萃取(3×5ml)，水洗数次，干燥，浓缩，用乙醇重结晶得白色粒状晶体0.27克，熔点142～144℃(文献值：143～145℃)，收率70％。
实施例8 1-邻苯二甲酰亚胺基-3-对硝基苯基丙烯酮与环戊二烯进行Diels-Alder反应
在50ml单口烧瓶中加入5ml 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和0.32克(1mmol)1-邻苯二甲酰亚胺基-3-对硝基苯基丙烯酮，然后加入0.15克(0.5mmol)碘化锌和0.5ml(5mmol)环戊二烯，室温搅拌4小时后，用甲苯萃取(3×5ml)，水洗数次，干燥，浓缩，用乙醇重结晶得白色粒状晶体0.26克，熔点155～156℃，收率67.4％。1NMR(CDCl3)：δ＝1.68(dd，J＝8.6，1H)，1.89(dd，J＝8.7，1H)，3.15(s，1H)，3.40(s，1H)，3.57(dd，J＝4.88，1H)，4.14(m，1H)，6.06(m，1H)，6.54(m，1H)，7.48(dd，J＝8.5，2H)，7.86(m，2H)，7.97(m，2H)，8.17(dd，J＝8.5，2H)。MS：m/z＝322(M+，36.9％)，176(基峰)，102(93.7％)，76(80.5％)，66(70％)。
实施例9 1-邻苯二甲酰亚胺基-2-丁烯酮与环戊二烯进行Diels-Alder反应
在50ml单口烧瓶中加入5ml 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和0.21克(1mmol)1-邻苯二甲酰亚胺基-2-丁烯酮，然后加入0.15克(0.5mmol)碘化锌和0.5ml((5mmol)环戊二烯，室温搅拌1小时后，用甲苯萃取(3×5ml)，水洗数次，干燥，浓缩，经柱层析(石油醚∶乙酸乙酯＝3∶1)得白色粒状晶体0.24克，熔点143～144℃，收率87.4％。IR：v＝2970，2869，1795，1751，1713，1469，1368，1323，1273，1176，1134，1113cm-1。1NMR(CDCl3)：δ＝1.2(dd，J＝7.6，3H)，1.47(m，1H)，1.70(dd，J＝8.4，1H)，2.18(m，1H)，2.56(s，1H)，3.16(s，1H)，3.49(m，1H)，5.90(m，H)，6.36(m，1H)，7.84(m，2H)，7.96(m，，2H)。MS：m/z＝281(M+，0.3％)，216(14.6％)，174(14.7％)，69(69％)，66(基峰)。
实施例10 1-丁二酰亚胺基-3-苯基丙烯酮与呋喃进行Diels-Alder反应
在装有冷凝管的50ml单口烧瓶中加入5ml 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和0.23克(1mmol)1-丁二酰亚胺基-3-苯基丙烯酮，然后加入0.32克(1mmol)碘化锌和0.7ml(10mmol)呋喃，在100℃搅拌反应10小时后，用甲苯萃取(3×5ml)，水洗数次，干燥，浓缩，经柱层析(石油醚∶乙酸乙酯＝3∶1)得白色粒状晶体0.13克，熔点123～124℃，收率43.3％。MS：m/z＝297(M+，0.2％)，229(47.1％)，131(77.5％)，68(基峰)。
实施例11 1-丁二酰亚胺基-2-丁烯酮与噻吩进行Diels-Alder反应
在装有冷凝管的50ml单口烧瓶中加入5ml 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和0.17克(1mmol)1-丁二酰亚胺基-2-丁烯酮，然后加入0.32克(1mmol)碘化锌和0.8ml(10mmol)噻吩，在110℃搅拌反应10小时后，用甲苯萃取(3×5ml)，水洗数次，干燥，浓缩，经柱层析(石油醚∶乙酸乙酯＝3∶1)得白色针状晶体0.07克，熔点93～95℃，收率27.4％。MS：m/z＝251(M+，0.3％)，168(29.7％)，84(基峰)，69(71.9％)。
实施例12 1-丁二酰亚胺基-3-苯基丙烯酮与吡咯进行Diels-Alder反应
在装有冷凝管的50ml单口烧瓶中加入5ml 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和0.23克(1mmol)1-丁二酰亚胺基-3-苯基丙烯酮，然后加入0.32克(1mmol)碘化锌和0.67ml(10mmol)吡咯，在110℃搅拌反应12小时后，用甲苯萃取(3×5ml)，水洗数次，干燥，浓缩，经柱层析(石油醚∶乙酸乙酯＝2∶1)得白色片状晶体0.09克，熔点125～127℃，收率30.2％。MS：m/z＝296(M+，0.1％)，229(34.1％)，131(67.9％)，67(基峰)。
实施例13 1-丁二酰亚胺基-3-苯基丙烯酮与吡咯进行Diels-Alder反应
在装有冷凝管的50ml单口烧瓶中加入5ml 1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和0.23克(1mmol)1-丁二酰亚胺基-3-苯基丙烯酮，然后加入0.32克(1mmol)碘化锌和0.67ml(10mmol)吡咯，在140℃搅拌反应12小时后，用甲苯萃取(3×5ml)，水洗数次，干燥，浓缩，经柱层析(石油醚∶乙酸乙酯＝2∶1)得白色片状晶体0.10克，熔点125～127℃，收率33.6％。MS：m/z＝296(M+，0.1％)，229(34.1％)，131(67.9％)，67(基峰)。
Claims (10)
1、一种合成酰亚胺基取代的成环化合物的方法，包括：以路易斯酸作为催化剂，如式(I)的酰亚胺基取代α，β-不饱和酮与如式(II)的五元环二烯烃在离子液体中于-20～150℃进行Diels-Alder反应，后处理得产物；
其中R为C1～C4的烷基或芳基；R1、R2各自为氢或组成苯环；X为下列之一：C、S、O、-NH-。
2、如权利要求1所述合成酰亚胺基取代的成环化合物的方法，其特征在于所述的芳基为苯基或硝基苯基。
3、如权利要求1所述合成酰亚胺基取代的成环化合物的方法，其特征在于所述的离子液体为烷基咪唑四氟硼酸盐或烷基咪唑六氟磷酸盐，所述的烷基含碳原子数1～18。
4、如权利要求3所述合成酰亚胺基取代的成环化合物的方法，其特征在于所述的离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐或1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐。
5、如权利要求1所述合成酰亚胺基取代的成环化合物的方法，其特征在于所述的路易斯酸为碘化锌。
6、如权利要求1所述合成酰亚胺基取代的成环化合物的方法，其特征在于所述的Diels-Alder反应为不对称催化反应，所述的催化剂为如式(III)的手性1，4-二醇钛配合物；
其中，Ar代表苯基、3，5-二甲基苯基或萘基；Y代表卤原子。
7、如权利要求1～6之一所述合成酰亚胺基取代的成环化合物的方法，其特征在于所述的反应温度为25～110℃，反应时间为10min～15h。
8、如权利要求7所述合成酰亚胺基取代的成环化合物的方法，其特征在于酰亚胺基取代α，β-不饱和酮与五元环二烯烃的投料摩尔比为1∶1～10。
9、如权利要求8所述合成酰亚胺基取代的成环化合物的方法，其特征在于酰亚胺基取代α，β-不饱和酮与五元环二烯烃的投料摩尔比为1∶3～7，所述的反应时间为1h～12h。
10、如权利要求1所述合成酰亚胺基取代的成环化合物的方法，其特征在于所述的后处理为：将反应液用甲苯萃取，水洗，干燥，浓缩，经柱层析分离得产物。
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| CN114082442A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-02-25 | 河南大学 | 丁二酰亚胺基离子液体及用其催化合成喹唑啉-2,4(1h,3h)-二酮的方法 |
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