无机硫催化活化二氧化碳作为羰基化试剂的方法
技术领域
本发明涉及有机合成领域,具体地,本发明提供了一种无机硫催化活化二氧化碳作为羰基化试剂的方法。
背景技术
绿色和可持续化有机合成新方法的发展受到人们越来越多的关注,绿色无公害和可以循环利用的基本构成要素在这类方法中发挥着关键的作用。其中CO
2因其具备无毒、含量丰富、可循环利用的特点而作为理想的碳源组分,CO
2既是化石燃料排放的废气,又是一种廉价、无毒、不易燃、可再生的C1资源。从绿色化学的角度来看,由于其独特的羰基结构,将其作为羰基化试剂化学转化为高附加的精细化学品,既是大气CO
2浓度降低的有效途径,又是能源可持续发展的重要战略。因此,以可持续的方式利用CO
2合成高附加值的化学产品具有重要的意义。
在CO
2的各种有机转化中,利用CO
2进行羰基化合成含有羰基的杂环结构已引起越来越多的关注。采用CO
2取代毒性大、对使用者安全有隐患的CO和光气等碳源气体。近年来,C-H键与CO
2的羰基化反应因其高原子性和高经济性等特点而取得了显著的进展,更为重要的是,由于CO
2的碳价比CO高,可以理想化认为是CO与氧化剂(CO
2=CO+[O])的结合,因而可以满足中性条件下在氧化还原反应中实现此类羰基化,从而实现降低生产成本、降低重金属残留、解决安全隐患等目的。
综上所述,本领域迫切需要开发一种采用CO
2作为碳源制备羰基化合物的方法。
发明内容
本发明的目的是开发一种采用CO
2作为羰基源制备羰基化合物的方法。
本发明提供了一种采用CO
2作为羰基化试剂制备羰基化合物的方法,所述的方法中采用H
2S作为催化剂。
本发明还提供了一种采用H
2S参与CO
2作为羰基化试剂制备羰基化合物反应的方法,所述的方法中,H
2S既作为催化剂催化所述的羰基化反应,也作为反应物参与反应。
本发明还提供了一种采用H
2S参与CO
2作为羰基化试剂制备羰基化合物反应的方法,所述的方法中,H
2S即作为催化剂催化所述的羰基化反应,也作为还原剂参与反应。
本发明的第一方面,提供了一种二氧化碳作为羰基化试剂制备羰基化合物的方法,其特征在于,所述的方法在H
2S和任选的碱存在下进行。
在另一优选例中,所述的方法包括步骤(i)或步骤(ii):
(i)在任选的惰性溶剂中,在任选的碱和无机硫试剂存在下,用式Ia化合物与CO
2反应,得到式I化合物;
(ii)在任选的惰性溶剂中,在碱和无机硫试剂存在下,用式IIa化合物与CO
2反应,得到式II化合物;
其中,R
1和R
2各自独立地选自下组:取代或未取代的C
1-C
12烷基(如取代或未取代的C
1-C
6烷基、取代或未取代的C
1-C
8烷基)、取代或未取代的C
3-C
8环烷基、取代或未取代的C
2-C
6烯基、取代或未取代的C
2-C
6炔基;或所述的R
1和R
2共同构成选自下组的基团:取代或未取代的C
1-C
6亚烷基、取代或未取代的C
6-C
10芳基、取代或未取代的5-12元杂芳基;
A环为取代或未取代的C
6-C
10芳基,或取代或未取代的5-12元杂芳基;
X和Y各自独立地选自下组:卤素、CN、SH、OH、NH
2、NHR、NO
2;
U和V各自独立地选自下组:NR、S、O、-C(=S)NH;
R选自下组:H、取代或未取代的C
1-C
12烷基(如取代或未取代的C
1-C
6烷基、取代或未取代的C
1-C
8烷基)、取代或未取代的C
3-C
8环烷基、取代或未取代的C
1-C
6烷氧基、SO
2CH
3,或者未取代或被1-4个选自下组的取代基取代的苯基:卤素、C
1-C
6烷基、C
1-C
6卤代烷基、C
1-C
6烷氧基、OH、NO
2、NH
2、SO
2CH
3;
R
3为一个或多个位于A环上的选自下组的基团:H、卤素、C
1-C
6烷基、C
1-C
6烷氧基、C
1-C
6卤代烷基、NH
2、NO
2、SO
2CH
3,或未取代或被1-4个选自下组的取代基取代的苯基:卤素、C
1-C
6烷基、C
1-C
6卤代烷基、C
1-C
6烷氧基、OH、NO
2、NH
2、SO
2CH
3;或R
5和R
6共同构成-(CH
2)
n-,其中,n选自2、3、4、5或6;
且所述的取代指基团上的一个或多个氢原子被选自下组的取代基替换:卤素、氧原子(即=O)、C
1-C
6烷基、C
2-C
6烯基、C
2-C
6炔基、C
1-C
6烷氧基、C
1-C
6卤代烷基、NO
2、SO
2CH
3,苯基、5-12元杂芳基、3-8元环烷基、5-12元饱和或部分不饱和的杂环;其中,所述的苯基、杂芳基、环烷基或杂环是未取代或被1-4个选自下组的取代基所取代:卤素、C
1-C
6烷基、C
1-C
6卤代烷基、C
1-C
6烷氧基、OH、NO
2、NH
2、SO
2CH
3;
或者,相邻或者连接于同一个碳原子上的两个取代基共同构成-(CH
2)
n-,其中,n选自2、3、4、5或6。
在另一优选例中,所述的碱为有机碱;较佳地,所述的碱选自下组:C
1-C
12叔胺类、C
1-C
12仲胺类、C
1-C
12伯胺类、C
2-C
12脒类、C
2-C
12胍类、C
3-C
12吡啶类、C
3-C
12咪唑类;优选地,所述的碱选自下组:DBU,TBD,MTBD,DBN,TMG,DABCO、乙二胺、三乙胺、DIPEA、DMAP、吡啶,或其组合;优选地,所述反应底物与所述碱的摩尔比为1:0-5(如1:0.1-5)。
在另一优选例中,所述的方法包括步骤(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)或(g);
(a)在任选的惰性溶剂中,在碱存在下,用邻碘苯胺与CO
2和硫化氢反应,得到苯并噻唑酮类衍生物;
(b)在任选的惰性溶剂中,在碱存在下,邻硝基碘苯与CO
2和硫化氢反应合成苯并噻唑酮类衍生物;
(c)在任选的惰性溶剂中,在任选的碱存在下,用炔丙胺衍生物与CO
2和硫化氢反应,合成噻唑烷-2-酮类衍生物;
其中,R
4选自下组:H、取代或未取代的C
1-C
12烷基、取代或未取代的C
3-C
8环烷基、取代或未取代的苯基;
R
5、R
6和R
7各自独立地选自下组:H、取代或未取代的C
1-C
12烷基、取代或未取代的C
3-C
8环烷基、苯基、5-12元杂芳基、5-12元饱和或部分不饱和的杂环,且所述的苯基、杂芳基或杂环是未取代或被1-4个选自下组的取代基所取代:卤素、C
1-C
6烷基、C
1-C
6卤代烷基、C
1-C
6烷氧基、OH、NO
2、NH
2、SO
2CH
3;或R
5和R
6共同构成-(CH
2)
n-,其中,n选自2、3、4、5或6;
(d)在任选的惰性溶剂中,在碱存在下,用邻胺基苯腈与CO
2和硫化氢反应,合成硫代喹唑啉二酮类衍生物;
其中,R
8为位于苯环上的一个或多个选自下组的取代基:H、卤素、C
1-C
6烷基、C
1-C
6烷氧基、C
1-C
6卤代烷基、NO
2、SO
2CH
3,或未取代或被1-4个选自下组的取代基取代的苯基:卤素、C
1-C
6烷基、C
1-C
6卤代烷基、C
1-C
6烷氧基、OH、NO
2、NH
2、SO
2CH
3;
(e)在任选的惰性溶剂中,在碱存在下,用芳香邻胺基二硫化物与CO
2在硫化氢的作用下反应,合成苯并噻唑酮类衍生物;
(f)在任选的惰性溶剂中,在任选的碱存在下,用二胺、醇胺或巯基胺与CO
2在硫化氢的作用下反应合成咪唑烷酮类衍生物、恶唑烷酮类衍生物或噻唑烷酮类衍生 物;其中,U为O、S或NR;
M为取代或未取代的C
2-C
4亚烷基、取代或未取代的苯基、或取代或未取代的5-12元杂芳基,其中,取代的定义如权利要求2中所述;
(g)在任选的惰性溶剂中,在任选的碱存在下,用胺与CO
2在硫化氢的作用下反应,合成脲类衍生物;
R
9选自下组:H、取代或未取代的C
1-C
12烷基(如取代或未取代的C
1-C
6烷基、取代或未取代的C
1-C
8烷基)、取代或未取代的C
3-C
8环烷基、苯基、5-12元杂芳基、5-12元饱和或部分不饱和的杂环,且所述的苯基、杂芳基或杂环是未取代或被1-4个选自下组的取代基所取代:卤素、C
1-C
6烷基、C
1-C
6卤代烷基、C
1-C
6烷氧基、OH、NO
2、NH
2、SO
2CH
3。
在另一优选例中,所述的惰性溶剂选自下组:NMP、DMF、THF、DMSO、1,4-二氧六环、HMPA、CH
2Cl
2、CHCl
3、CC1
4、甲苯,乙酸乙酯,超临界CO
2,或其组合。
在另一优选例中,所述的反应中,反应底物与CO
2的摩尔比为1:1-100。
在另一优选例中,所述的反应过程中,CO
2持续通入反应器,且所述的CO
2在反应器中的压力为0.1-12MPa。
在另一优选例中,所述的反应中,反应底物与所述硫化氢的摩尔比为1:0.05-20。
在另一优选例中,所述的反应过程中,H
2S持续通入反应器,且所述的H
2S在反应器中的压力为0.05-1.5Mpa。
在另一优选例中,所述的反应中,反应温度为室温~150℃。
应理解,在本发明范围内中,本发明的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合,从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅,在此不再一一累述。
具体实施方式
本发明人经过长期而深入的研究,意外地发现,采用H
2S作为催化剂,可以高效率地催化CO
2作为羰基源与一系列底物反应制备羰基化化合物。这一羰基化反应可以单独发生,也可以与其他CO
2或H
2S参与的反应共同发生从而制备得到一系列产物,在精细化学合成领域具有潜在的应用价值。基于上述发现,发明人完成了本发明。
CO
2作为羰基化试剂的合成方法
本发明提供了一种二氧化碳作为羰基化试剂制备羰基化合物的方法,所述的方法在H
2S存在下进行。所述的H
2S可以作为单纯的催化剂,也可以在催化同时作为反应物,从而与反应底物发生进一步反应或者生成中间体。
具体地,所述的方法包括步骤(i)或步骤(ii):
(i)在惰性溶剂中,在碱和无机硫试剂存在下,用式Ia化合物与CO
2反应,得到式I化合物(其中,式Ia化合物可以为R
1-X和R
2-Y的混合物,也可以是R
1-X和R
2Y共同形成的具有X和Y两个反应性官能团的化合物);
(ii)在惰性溶剂中,在碱和无机硫试剂存在下,用式IIa化合物与CO
2反应,得到式II化合物;
其中,各个基团的定义如上文中所述。
在本发明的优选实施方式中,所述的步骤在碱存在下进行,所述的碱优选可以是有机碱。较佳地,所述的碱选自下组:C
1-C
12叔胺类、C
1-C
12仲胺类、C
1-C
12伯胺类、C
2-C
12脒类、C
2-C
12胍类、C
3-C
12吡啶类、C
3-C
12咪唑类、DBU,TBD,MTBD,DBN,TMG,DABCO、乙二胺、三乙胺、DIPEA、DMAP、吡啶,或其组合;优选地,所述反应底物与所述碱的摩尔比为1:0.1-5。
所述的方法中,可以采用常见的不影响反应的惰性溶剂,优选的溶剂包括:NMP、DMF、THF、DMSO、1,4-二氧六环、HMPA、CH
2Cl
2、CHCl
3、CC1
4、甲苯,乙酸乙酯,或其组合。特别地,由于本发明方法中需要使用二氧化碳气流,因此一种优选的实施方式是使用超临界CO
2作为溶剂。
所述的方法中,反应底物与CO
2的摩尔比没有特别限制,可以为1:1-100。
所述的反应过程中,CO
2持续通入反应器,优选的反应方法中,所述的CO
2在反应器中的压力为0.1-12MPa;如0.2-10MPa,0.5-10MPa,0.6-10MPa,0.8-8MPa,或1MPa、2MPa、3MPa、4MPa、5MPa或6MPa。
所述的反应中,反应底物与所述无机硫的摩尔比优选为1:0.05-20。
所述的反应过程中,H
2S持续通入反应器,且优选的所述的H
2S在反应器中的压力为0.08-1.5Mpa,如0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa、0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa、1MPa、1.1MPa、1.2MPa、1.3MPa、1.4MPa。
所述的反应的温度没有特别限制,优选地在室温(通常为0-40℃)~150℃下进行,如20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃。
上述反应可以用于制备一系列具有特征结构的化合物,例如,可以通过步骤(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)制备具有对应结构单元的化合物;
(a)邻碘苯胺与CO
2和硫化氢反应,合成苯并噻唑酮类衍生物
在惰性溶剂中,在碱存在下,用邻碘苯胺与CO
2和硫化氢反应,得到苯并噻唑酮类衍生物。在上述反应中,碱优选为DABCO、DBU、TBD,或Et
3N;更优选为DBU或Et
3N。溶剂优选为NMP或DMF,碱用量优选为1-3当量。特别地,当所使用的反 应物为有机碱,或者可以作为溶剂的情况下,所述的反应也可以在无溶剂,或者不存在有机碱的情况下进行。
在另一优选例中,在所述步骤(a)中,CO
2和H
2S的压强比为(1-8):(0.1-0.8)。
在另一优选例中,在所述步骤(a)中,所述的方法在70-100℃下反应,优选在80-90℃下反应。
在另一优选例中,在所述步骤(a)中,所述的方法中,所述的CO
2在反应器中的压力为2-5MPa,所述的H
2S在反应器中的压力为0.3-0.5Mpa。
(b)邻硝基碘苯与CO
2和硫化氢反应,合成苯并噻唑酮类衍生物
在惰性溶剂中,在碱存在下,邻硝基碘苯与CO
2和硫化氢反应合成苯并噻唑酮类衍生物;在上述反应中,碱优选为DBU或Et
3N;溶剂优选为NMP、或NMP/H
2O;碱用量优选为2-5当量,优选为2-4当量。
在另一优选例中,在所述步骤(b)中,CO
2和H
2S的压强比为(1-8):(0.5-1.5),较佳地为2-4:1。
在另一优选例中,上述的反应可以在CuI催化下进行。
在另一优选例中,在所述步骤(b)中,所述的方法在70-100℃下反应,优选在80-90℃下反应。在另一优选例中,在所述步骤(a)中,所述的方法中,所述的CO
2在反应器中的压力为2-5MPa,所述的H
2S在反应器中的压力为0.5-1Mpa。
(c)炔丙胺与CO
2和硫化氢反应合成噻唑烷-2-酮类衍生物
在惰性溶剂中,在碱存在下,用炔丙胺衍生物与CO
2和硫化氢反应,合成噻唑烷-2-酮类衍生物;
其中,R
4选自下组:H、取代或未取代的C
1-C
6烷基;
R
5、R
6和R
7各自独立地选自下组:H、取代或未取代的C
1-C
6烷基、或未取代或被1-3个选自下组的取代基取代的苯基:卤素、C
1-C
6烷基、C
1-C
6卤代烷基、C
1-C
6烷氧基、OH、NO
2、NH
2、SO
2CH
3;或R
5和R
6共同构成-(CH
2)
n-,其中,n选自2、3、4、5或6;
在上述反应中,碱优选为DBU、Et
3N、TBD或K
2CO
3,更佳地为DBU、Et
3N或TBD;溶剂优选为CH
3OH、DMF、NMP或DMSO,较佳地为DMSO;碱用量优选为0.5-1.5当量,优选为0.6-1.2当量。
在另一优选例中,在所述步骤(c)中,CO
2和H
2S的压强比为1:(0.2-1.5),较佳地为1:0.8-1.2。
在另一优选例中,在所述步骤(c)中,所述的方法在20-60℃下反应,优选在20- 40℃下反应。
在另一优选例中,在所述步骤(c)中,所述的方法中,所述的CO
2在反应器中的压力为0.8-1.2MPa,所述的H
2S在反应器中的压力为0.5-1Mpa(优选为0.8-1MPa)。
(d)邻胺基苯腈与CO
2和硫化氢反应,合成硫代苯甲酰胺或硫代喹唑啉二酮类衍生物
在惰性溶剂中,在碱存在下,用邻胺基苯腈与CO
2和硫化氢反应,合成硫代苯甲酰胺或硫代喹唑啉二酮类衍生物;该反应中,CO
2和H
2S共同作为反应物,形成六元环结构。在上述反应中,碱优选为DBU;溶剂优选为DMF,碱用量优选为0.2-2当量,较佳地为0.8-2当量。
在另一优选例中,在所述步骤(d)中,CO
2和H
2S的压强比为(2-5):(0.2-1.2),较佳地为3-10:1。
在另一优选例中,在所述步骤(d)中,所述的方法在40-60℃下反应,优选在45-55℃下反应。在另一优选例中,在所述步骤(d)中,所述的方法中,所述的CO
2在反应器中的压力为2-5MPa,所述的H
2S在反应器中的压力为0.4-1Mpa。
(e)芳香邻胺基二硫化物与CO
2在硫化氢的作用下反应,合成苯并噻唑酮类衍生物
在惰性溶剂中,在碱存在下,用芳香邻胺基二硫化物与CO
2在硫化氢的作用下反应,合成苯并噻唑酮类衍生物;在上述反应中,碱优选为DBU、TMG,或Et
3N;溶剂优选为NMP、CH
3OH、1,4-二氧六环、DMSO,更佳地为NMP;碱用量优选为0.2-2当量,更佳地为0.4-1.2当量。
在另一优选例中,在所述步骤(e)中,CO
2和H
2S的压强比为(1-5):(0.1-1.2)。
在另一优选例中,在所述步骤(e)中,所述的方法在25-100℃下反应,优选在80-90℃下反应。
在另一优选例中,在所述步骤(e)中,所述的方法中,所述的CO
2在反应器中的压力为1-5MPa,所述的H
2S在反应器中的压力为0.2-1.0Mpa。
(f)二胺、醇胺或巯基胺与CO
2在硫化氢的作用下反应合成咪(噁或噻)唑烷酮类衍生物
在任选的惰性溶剂中,在任选的碱存在下,用二胺、醇胺或巯基胺与CO
2在硫化 氢的作用下反应合成咪唑烷酮类衍生物、恶唑烷酮类衍生物或噻唑烷酮类衍生物;
其中,U为O、S或NR;
M为取代或未取代的C
2-C
4亚烷基、取代或未取代的苯基、或取代或未取代的5-12元杂芳基,其中,取代的定义如上文中所述。
当U为NR且M为取代或未取代的苯基、或取代或未取代的5-12元杂芳基时:
在上述反应中,碱优选为DABCO,DBU,TMG或Et
3N,优选为DBU或TMG;溶剂优选为NMP、DMF、乙二醇或二氯甲烷,优选为NMP;碱用量优选为0.1-2当量。特别地,当所使用的反应物为有机碱,或者可以作为溶剂的情况下,所述的反应也可以在无溶剂,或者不存在有机碱的情况下进行。
在另一优选例中,在所述步骤(f)中,CO
2和H
2S的压强比为(1-65):1。
在另一优选例中,在所述步骤(f)中,所述的方法在20-60℃下反应,优选在30-50℃下反应。在另一优选例中,在所述步骤(f)中,所述的方法中,所述的CO
2在反应器中的压力为1-5MPa,所述的H
2S在反应器中的压力为0.05-1.5Mpa。
当U为NR且M为取代或未取代的C
2-C
4亚烷基时:
在上述反应中,碱优选为DBU,TBD、DIPEA或Et
3N,优选为DBU、DIPEA或Et
3N;溶剂优选为NMP、DMF、乙二醇或二氯甲烷,优选为NMP;碱用量优选为0.1-1当量,更佳地为0.2-0.6当量。特别地,当所使用的反应物为有机碱,或者可以作为溶剂的情况下,所述的反应也可以在无溶剂,或者不存在有机碱的情况下进行。
在另一优选例中,在所述步骤(f)中,CO
2和H
2S的压强比为(3-35):1,较佳地为(3-25):1。
在另一优选例中,在所述步骤(f)中,所述的方法在80-120℃下反应。
在另一优选例中,在所述步骤(f)中,所述的方法中,所述的CO
2在反应器中的压力为1-5MPa,所述的H
2S在反应器中的压力为0.2-1Mpa。
当U为S时:
在上述反应中,碱优选为DABCO,DBU,TMG,TBD或Et
3N,优选为DBU,Et
3N,或TMG;溶剂优选为NMP、DMF、乙二醇或二氯甲烷,优选为NMP或DMF;碱用量优选为0.1-2当量。
特别地,当所使用的反应物为有机碱,或者可以作为溶剂的情况下,所述的反应也可以在无溶剂,或者不存在有机碱的情况下进行。此外,在CO
2的压强和反应温度符合形成超临界二氧化碳的条件情况下,也可以在无溶剂存在的情况下进行。
在另一优选例中,在所述步骤(f)中,CO
2和H
2S的压强比为(3-25):1。
在另一优选例中,在所述步骤(f)中,所述的方法在20-60℃下反应,优选在30-50℃下反应。
在另一优选例中,在所述步骤(f)中,所述的方法中,所述的CO
2在反应器中的压力为3-12MPa,所述的H
2S在反应器中的压力为0.2-1.0Mpa。
(g)胺与CO
2在硫化氢的作用下反应合成脲类衍生物
在任选的惰性溶剂中,在任选的碱存在下,用胺与CO
2在硫化氢的作用下反应,合成脲类衍生物;
R
9选自下组:H、取代或未取代的C
1-C
12烷基(如取代或未取代的C
1-C
6烷基、取代或未取代的C
1-C
8烷基)、取代或未取代的C
3-C
8环烷基、苯基、5-12元杂芳基、5-12元饱和或部分不饱和的杂环,且所述的苯基、杂芳基或杂环是未取代或被1-4个选自下组的取代基所取代:卤素、C
1-C
6烷基、C
1-C
6卤代烷基、C
1-C
6烷氧基、OH、NO
2、NH
2、SO
2CH
3;
在上述反应中,碱优选为DBU,TMG或Et
3N,优选为DBU;溶剂优选为NMP、DMF或甲醇,优选为NMP;碱用量优选为0.1-2当量,但由于所使用的底物有机胺可以作为碱或溶剂使用,因此所述的反应也可以在不存在有机碱,和/或不存在溶剂的情况下进行。
在另一优选例中,在所述步骤(f)中,CO
2和H
2S的压强比为(5-20):1。
在另一优选例中,在所述步骤(f)中,所述的方法在90-130℃下反应,优选在30-50℃下反应。
在另一优选例中,在所述步骤(f)中,所述的方法中,所述的CO
2在反应器中的压力为5-20MPa,所述的H
2S在反应器中的压力为0.5-2Mpa。
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。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。下列实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,或按照制造厂商所建议的条件。除非另外说明,否则百分比和份数按重量计算。
第一类 无机硫既作为原料也作为催化剂
实施例1 邻碘苯胺与CO
2和硫化氢反应合成苯并噻唑酮类衍生物
反应方法如下:
称取1mol的邻卤苯胺、2mol的碱、0.2mol的碘化亚铜(CuI)以及2ml的溶剂,依次加入反应釜中,并拧紧反应釜。向反应釜中通入对应量的H
2S,在90℃下搅拌反应30min,然后通入对应量的CO
2至反应釜中,继续在相应温度下搅拌反应24h。反应结束后,将反应釜冷却至室温,缓慢地将反应釜中的气体排尽,打开反应釜,将反应液移至250ml的分液漏斗中,采用乙酸乙酯萃取反应液,利用无水硫酸镁干燥有机相。利用柱层析分离得到产物。
按照上述步骤进行条件优化,反应结果见下表:
注:上述各个反应中,原料均为1mmol邻碘苯胺;溶剂为2ml;CuI为0.2mmol;反应24h。
采用如上述entry 2中的方法,换用其他反应底物,得到如下的各个产物:
化合物的表征:
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=4:1做展开剂,分离得到白色固体苯并噻唑酮144mg,分离产率为95%。
苯并噻唑-2-酮(2a)的表征数据:
1H NMR(CDCl
3,500MHz):δ(ppm)10.01(brs,1H),7.41(d,1H,J=7.5Hz),7.30-7.26(m,1H),7.17-7.14(m,2H).
13C NMR(CDCl
3,125MHz):δ(ppm)172.8,135.3,126.5,123.9,123.3,122.6,111.7;MS(EI):m/z calcd for C
7H
5NOS[M]
+:151.0,found 151.0.m.p.:139-140℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=3:1做展开剂,分离得到白色固体138mg,分离产率为84%。
6-甲基苯并噻唑-2-酮的表征数据:
1H NMR(DMSO-d6,500MHz):δ(ppm)11.75(brs,1H),7.36(s,1H),7.07-7.09(m,1H),7.00(d,1H,J=8Hz),2.30(s,3H);
13C NMR(DMSO-d6,125MHz):δ(ppm)169.8,133.9,131.7,127.0,123.2,122.5,111.1,20.5;MS(ESI):m/z calcd for C8H7NOS[M+1]
+:166.0,found 165.0.m.p.:170-171℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=2:1做展开剂,分离得到白色固体134mg,分离产率为82%。
5-甲基苯并噻唑-2-酮的表征数据:
1H NMR(DMSO-d
6,500MHz):δ(ppm)11.79(s,1H),7.42(d,J=7.9Hz,1H),6.98–6.91(m,2H),2.32(s,3H).
13C NMR(DMSO-d
6,126MHz)δ(ppm)170.31,136.34,136.04,123.49,122.37,119.95,111.84,20.98;MS(ESI):m/z calcd for C8H7NOS[M+1]+:166.1,found 165.0.
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=3:1做展开剂,分离得到白色固体158mg,分离产率为88%。
6-甲氧基苯并噻唑-2-酮的表征数据:
1H NMR(DMSO-d
6,500MHz):δ(ppm)11.66(brs,1H),7.23(d,1H,J=2.5Hz),7.02(d,1H,J=8.5Hz),6.86(dd,1H,J
1=8.5Hz,J
2=2.5Hz),3.73(s,3H);13C NMR(DMSO-d
6,126MHz):δ(ppm)169.8,155.2,129.9,124.3,113.2,112.1,107.8,55.6;MS(ESI):m/z calcd for C8H7NO2S[M+1]
+:182.1,found 181.1.
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=3:1做展开剂,分离得到白色固体144mg,分离产率为85%。
6-氟苯并噻唑-2-酮的表征数据:
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ(ppm)11.91(s,1H),7.57(ddt,J=9.1,2.2,0.8Hz,1H),7.16–7.08(m,2H).
13C NMR(DMSO-d
6,126MHz)δ(ppm)169.83,157.89(d,J=119.3Hz),132.85(d,J=1.9Hz),124.66(d,J=5.5Hz),113.55(d,J=12.0Hz),112.38(d,J=4.3Hz),109.95(d,J=13.7Hz).MS(ESI):m/z calcd for C7HFNOS[M+1]+:170.1,found 169.1.
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=3:1做展开剂,分离得到白色固体175mg,分离产率为81%。
6-三氟甲基苯并噻唑-2-酮的表征数据:
1H NMR(DMSO-d6,500MHz):δ(ppm)12.22(brs,1H),7.85(d,1H,J=8.5Hz),7.48(dd,1H,J1=8.0Hz,J2=1.0Hz),7.33(d,1H,J=1.5Hz);13C NMR(DMSO-d6,125MHz):δ(ppm)169.7,136.7,128.4(d,J=1.25Hz),126.9(q,J=31.9.5Hz),124.0(q,J=270.5Hz),123.8,119.0(q,J=3.9Hz),107.6(q,J=4.1Hz);MS(EI):m/z calcd for C8H4F3NOS[M+1]+:220.0,found 219.0.m.p.:216-218℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用二氯甲烷:乙酸乙酯(V/V)=20:1做展开剂,分离得到白色固体144mg,分离产率为63%。
6-溴苯并噻唑-2-酮的表征数据:
1H NMR(DMSO-d
6,500MHz):δ(ppm)12.02(brs,1H),7.86(d,1H,J=2.0Hz),7.44(dd,1H,J1=8.5,J2=2.5Hz),7.05(d,1H,J=8.5Hz);
13C NMR(DMSO-d
6,125MHz):δ(ppm)169.7,135.6,129.2,125.6,125.0,114.0,113.1;MS(EI):m/z calcd for C7H4BrNOS[M+1]+:229.9,found 228.9.m.p.:231-232℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用二氯甲烷:乙酸乙酯 (V/V)=100:3做展开剂,分离得到白色固体121mg,分离产率为66%。
6-氯苯并噻唑-2-酮的表征数据:
1H NMR(DMSO-d
6,500MHz):δ(ppm)12.02(brs,1H),7.74(d,1H,J=2.0Hz),7.32(dd,1H,J1=8.5,J2=2.5Hz),7.11(d,1H,J=8.5Hz);
13C NMR(DMSO-d
6,125MHz):δ(ppm)169.7,135.3,126.4,125.2,122.4,122.7;MS(ESI):m/z calcd for C7H4ClNOS[M+1]+:186.0,found 185.0.m.p.:212-214℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用二氯甲烷:乙酸乙酯(V/V)=100:3做展开剂,分离得到白色固体124mg,分离产率为76%。
2-甲基苯并噻唑-2-酮的表征数据:
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ(ppm)7.64(d,J=7.8Hz,1H),7.39(t,J=7.7Hz,1H),7.30(d,J=8.1Hz,1H),7.21(t,J=7.6Hz,1H),3.41(s,3H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ(ppm)137.61,126.60,123.17,122.70,121.28,111.32.
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=3:1做展开剂,分离得到白色固体110mg,分离产率为67%。
6-氨基苯并噻唑-2-酮的表征数据:
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ(ppm)11.34(s,1H),6.80(d,J=8.4Hz,1H),6.69(d,J=2.2Hz,1H),6.51(dd,J=8.4,2.3Hz,1H),4.94(s,2H).13C NMR(126MHz,DMSO-d6)δ(ppm)169.31,144.70,126.35,124.07,112.92,111.98,107.03.MS(ESI):m/z calcd for C7H6N2OS[M+1]+:167.1,found 166.1.
实施例2 邻硝基碘苯与CO
2和硫化氢反应合成苯并噻唑酮类衍生物
反应方法如下:
称取1mmol的邻卤硝基苯、2mmol的碱、0.2mmol的碘化亚铜(CuI)以及2ml的溶剂,依次加入反应釜中,并拧紧反应釜。向反应釜中通入对应量的H
2S,在于相应温度下搅拌反应30min,然后通入对应量的CO
2至反应釜中,继续在相应温度下搅拌反应24h。反应结束后,将反应釜冷却至室温,缓慢地将反应釜中的气体排尽,打开反应釜,将反应液移至250ml的分液漏斗中,采用乙酸乙酯萃取反应液,利用无水硫酸镁干燥有机相,利用柱层析分离得到产物。
按照上述步骤进行条件优化,反应结果见下表:
注:上述各个反应中,原料均为1mmol邻碘硝基苯;溶剂为2ml;CuI为0.2mmol;反应24h。
采用如上述entry 9中的方法,换用其他反应底物,得到如下的各个产物:
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=3:1做展开剂,分离得到白色固体117mg,分离产率为71%。
5-甲基苯并噻唑-2-酮的表征数据:
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ(ppm)11.80(s,1H),7.42(d,J=7.9Hz,1H),6.97–6.92(m,2H),2.32(s,3H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ(ppm)170.35,136.35,136.06,123.52,122.39,119.97,111.87,21.00;MS(ESI):m/z calcd for C8H7NOS[M+1]+:166.0,found 165.0.
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=3:1做展开剂,分离得到白色固体117mg,分离产率为71%。
7-甲基苯并噻唑-2-酮的表征数据:1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ11.87(s,1H),7.20(t,J=7.8Hz,1H),6.97(dd,J=7.7,5.0Hz,2H),2.28(s,3H).13C NMR(126MHz,DMSO-d6)δ169.57,136.09,131.62,126.25,123.07,122.98,109.03,19.70;MS(ESI):m/z calcd for C8H7NOS[M+1]+:166.0,found 165.0.
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=3:1做展开剂,分离得到白色固体127mg,分离产率为70%。
5-甲氧基苯并噻唑-2-酮的表征数据:
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ(ppm)11.80(s,1H),7.44(d,J=8.7Hz,204H),6.74(dd,J=8.7,2.5Hz,249H),6.66(d,J=2.5Hz,245H),3.75(s,704H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d6)δ(ppm)170.91,158.48,137.27,123.40,114.19,109.48,97.39,55.39;MS(ESI):m/z calcd for C8H7NO2S[M+1]+:182.1,found 181.1.
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=3:1做展开剂,分离得到白色固体140mg,分离产率为67%。
5-甲酯基苯并噻唑-2-酮的表征数据:
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ(ppm)12.14(s,1H),7.75–7.68(m,3H),7.63(s,1H),3.87(s,4H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d6)δ(ppm)169.69,165.75,136.52,129.31,127.63,123.14,122.96,111.50,111.46,52.29.MS(ESI):m/z calcd for C9H7NO3S[M+1]+:220.0,found 219.0.
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=5:1做展开剂,分离得到白色固体116mg,分离产率为63%。
7-氯苯并噻唑-2-酮的表征数据:
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ(ppm)12.22(s,1H),7.33(t,J=8.0Hz,1H),7.26(d,J=7.1Hz,1H),7.11(d,J=7.9Hz,1H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d6)δ(ppm)168.56,137.50,127.83,126.19,122.61,122.19,110.34,110.30,109.54;MS(ESI):m/z calcd for C7H4ClNOS[M+1]+:186.0,found 185.0.
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=3:1做展开剂,分离得到白色固体126mg,分离产率为75%。
5-氟苯并噻唑-2-酮的表征数据:
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ(ppm)12.02(s,1H),7.60(dd,J=8.7,5.4Hz,1H),7.00(td,J=9.1,2.6Hz,1H),6.93(dd,J=9.3,2.6Hz,1H).
13C NMR(DMSO-d
6,126MHz)δ(ppm)170.68,161.02(d,J=57.9Hz),137.31(d,J=6.1Hz),124.17(d,J=4.8Hz),118.72(d,J=1.2Hz),109.74(d,J=11.7Hz),99.22(d,J=13.7Hz).MS(EI):m/z calcd for C7H5NOS[M]+:169.0,found 169.0.m.p.:172-174℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=3:1做展开剂,分离得到白色固体118mg,分离产率为64%。
5-氯苯并噻唑-2-酮的表征数据:
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ(ppm)12.05(s,1H),7.61(d,J=8.4Hz,1H),7.19(dd,J=8.4,2.1Hz,1H),7.12(s,1H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d6)δ(ppm)170.12,137.47,130.83,124.26,122.45,122.22,122.19,111.24;MS(ESI):m/z calcd for C7H4ClNOS[M+1]+:186.0,found 185.0.m.p.:224-226℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=3:1做展开剂,分离得到白色固体154mg,分离产率为67%。
5-溴苯并噻唑-2-酮的表征数据:
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ(ppm)12.04(s,1H),7.56(d,J=8.4Hz,1H),7.31(dd,J=8.4,2.0Hz,1H),7.24(d,J=1.9Hz,1H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d6)δ(ppm)169.91,137.70,125.20,124.59,122.71,118.74,113.96;MS(ESI):m/z calcd for C7H4BrNOS[M+1]+:229.9,found 228.9.
实施例3 炔丙胺与CO
2和硫化氢反应合成噻唑烷-2-酮类衍生物
将2mmol炔丙胺、1.2mmol碱和2mL溶剂加入10mL反应釜,放入磁子并拧紧反应釜,用N
2气体配合真空泵冲换气三次后充入对应量的H
2S,搅拌至压力不再变化后充入1MPaCO
2,在相应温度下搅拌反应24h。反应结束后,开釜用乙酸乙酯萃取反应液,收集并合并有机相,用无水硫酸镁干燥30min,过滤除去干燥剂,减压除去溶剂,得到粗产物。粗产品经柱层析(洗脱剂:石油醚/乙酸乙酯或二氯甲烷/甲醇)分离提纯得目标产物。
按照上述步骤进行条件优化,反应结果见下表:
注:所投原料均为2mmol;2-甲基-3丁炔-2-胺;溶剂为2ml;反应24小时。
采用如上述entry 3中的的方法,换用其他反应底物,得到如下的各个产物:
化合物的表征
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=1:2做展开剂,分离产率为24%。
5-methylenethiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ6.53(s,1H),5.23(q,J=2.2Hz,1H),5.18–5.11(m,1H),4.31(s,2H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ173.1,138.8,106.9,49.4ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
4H
5NOS 116.0165;Found 116.0167.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=2:1做展开剂,分离产率为81%。
4,4-dimethyl-5-methylenethiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ6.32(s,1H),5.19(d,J=2.2Hz,1H),5.11–5.06(m,1H),1.50(s,6H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ169.7,149.3,104.9,62.7,29.9ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
6H
9NOS 144.0478;Found 144.0474
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用二氯甲烷:甲醇(V/V)=200:1做展开剂,分离产率为80%。
(Z)-5-benzylidene-3-butyl-4,4-diethylthiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ7.40–7.31(m,4H),7.25–7.21(m,1H),6.39(s,1H),3.21–3.14(m,2H),1.95–1.83(m,2H),1.78–1.69(m,2H),1.69–1.63(m,2H),1.41–1.32(m,2H),0.96(t,J=7.4Hz,3H),0.86(t,J=7.2Hz,6H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ168.8,136.4,136.3,128.8,128.1,127.1,118.2,75.9,42.6,34.1,31.0,20.8,13.9,7.8ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
18H
25NOS 304.1730;Found 304.1725.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=2:1做展开剂,分离产率为92%。
(Z)-4-benzylidene-1-butyl-3-thia-1-azaspiro[4.5]decan-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ7.40–7.30(m,4H),7.28–7.22(m,1H),6.96(s,1H),3.29–3.21(m,2H),2.07(d,J=10.4Hz,2H),1.87–1.72(m,7H),1.63–1.50(m,2H),1.40–1.25(m,3H),0.94(t,J=7.4Hz,3H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ168.1,139.6,136.3,128.6,128.5,127.5,122.7,69.7,42.4,33.7,32.2,24.7,22.8,20.5,13.9ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
19H
25NOS 316.1730;Found 316.1722.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=3:1做展开剂,分离产率为92%。
(Z)-5-benzylidene-3-butyl-4-phenylthiazolidin-2-one:According to general procedure,the crude residue was purified by flash chromatography(PE/EA=3/1)to give the product as a yellow solid(589mg,91%).m.p.=83–86℃;
1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ7.45–7.37(m,5H),7.35–7.30(m,2H),7.25–7.19(m,3H),6.31(s,1H),5.48(s,1H),3.76–3.65(m,1H),2.77–2.65(m,1H),1.53–1.42(m,2H),1.33–1.23(m,2H),0.88(t,J=7.4Hz,3H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ168.0,139.4,135.7,132.4,129.4,129.1,128.7,128.1,127.4,123.3,69.9,42.9,29.2,20.0,13.8ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
20H
21NOS 324.1417;Found 324.1409.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=2:1做展开剂,分离产率为99%。
(Z)-4-benzyl-5-benzylidene-3-butylthiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ7.33(t,J=7.6Hz,2H),7.29–7.20(m,4H),7.19–7.11(m,4H),6.07(s,1H),4.69–4.49(m,1H),3.92(dt,J=14.5,8.0Hz,1H),3.13(dd,J=13.6,4.1Hz,1H),3.10–2.98(m,2H),1.69–1.55(m,2H),1.41–1.29(m,2H),0.95(t,J=7.4Hz,3H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ168.1,135.4,135.2,131.0,129.9,128.6,128.5,127.9,127.3,127.1,122.4,66.6,42.5,40.5,29.6,20.0,13.7ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
21H
23NOS 338.1573;Found 338.1542.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=2:1做展开剂,分离产率为90%。
(Z)-5-benzylidene-3-butyl-4-propylthiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ7.37(t,J=7.7Hz,2H),7.31(d,J=7.3Hz,2H),7.23(d,J=7.3Hz,1H),6.49(s,1H),4.56(s,1H),3.85–3.74(m,1H),3.05–2.93(m,1H),1.97–1.87(m,1H),1.79–1.68(m,1H),1.66–1.49(m,2H),1.47–1.30(m,4H),0.95(t,J=7.4Hz,6H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ168.1,135.8,132.5,128.8,128.1,127.3,121.1,65.2,42.3,36.4,29.6,20.1,16.1,14.1,13.9ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
17H
23NOS 290.1573;Found 290.1558.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=2:1做展开剂,分离产率为92%。
(Z)-3-butyl-4,4-dimethyl-5-(4-methylbenzylidene)thiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ7.23(d,J=8.2Hz,2H),7.17(d,J=8.0Hz,2H),6.50(s,1H),3.29–3.23(m,2H),2.34(s,3H),1.68–1.59(m,2H),1.55(s,6H),1.41–1.31(m,2H),0.95(t,J=7.4Hz,3H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ167.1,138.3,137.1,133.3,129.4,128.1,119.0,68.0,42.5,31.7,28.3,21.3,20.5,13.9ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
17H
23NOS290.1573;Found 290.1568.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯 (V/V)=2:1做展开剂,分离产率为81%。
(Z)-3-butyl-5-(4-methoxybenzylidene)-4,4-dimethylthiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ7.27(d,J=10.5Hz,2H),6.90(d,J=8.8Hz,2H),6.47(s,1H),3.82(s,3H),3.29–3.22(m,2H),1.68–1.60(m,2H),1.54(s,6H),1.40–1.31(m,2H),0.95(t,J=7.4Hz,3H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ167.2,158.7,136.9,129.5,128.9,118.6,114.2,68.0,55.4,42.5,31.7,28.3,20.5,13.9ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
17H
23NO
2S 306.1522;Found 306.1516.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=2:1做展开剂,分离产率为83%。
(Z)-3-butyl-5-(4-chlorobenzylidene)-4,4-dimethylthiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ7.33(d,J=8.5Hz,2H),7.26(d,J=8.7Hz,2H),6.47(s,1H),3.30–3.23(m,2H),1.68–1.60(m,2H),1.55(s,6H),1.42–1.31(m,2H),0.95(t,J=7.3Hz,3H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ166.5,140.5,134.7,132.8,129.4,128.9,117.8,68.1,42.6,31.7,28.3,20.5,13.9ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
16H
20ClNOS 310.1027;Found 310.1021.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=1:2做展开剂,分离产率为87%。
(Z)-5-benzylidene-4,4-dimethylthiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ8.79(s,1H),7.43–7.33(m,4H),7.25(t,J=7.3Hz,1H),6.74(s,1H),1.50(s,6H)ppm;
13C NMR(125MHz,DMSO-d
6)δ166.1,140.8,136.0,128.6,127.7,126.9,118.7,63.5,29.7ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
12H
13NOS 220.0791;Found 220.0788.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=2:1做展开剂,分离产率为94%。
(Z)-5-benzylidene-4,4-dimethyl-3-propylthiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)1δ7.41–7.29(m,4H),7.25–7.21(m,1H),6.53(s,1H),3.27–3.16(m,2H),1.74–1.63(m,2H),1.56(s,6H),0.94(t,J=7.4Hz,3H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ166.9,139.3,136.0,128.6,128.0,127.1,118.9,67.9,44.2,28.2,22.7,11.5ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
15H
19NOS 262.1260;Found 262.1257.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=2:1做展开剂,分离产率为87%。
(Z)-5-benzylidene-3-butyl-4,4-dimethylthiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ7.39–7.31(m,4H),7.25–7.21(m,1H),6.53(s,1H),3.30–3.24(m,2H),1.69–1.60(m,2H),1.56(s,6H),1.41–1.32(m,2H),0.95(t,J=7.4Hz,3H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ166.9,139.6,136.2,128.7,128.2,127.3,119.0,68.1,42.5,31.7,28.4,20.6,13.9ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
16H
21NOS 276.1417;Found 276.1416.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=2:1做展开剂,分离产率为89%。
(Z)-3-benzyl-5-benzylidene-4,4-dimethylthiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ7.40-7.33(m,4H),7.32-7.29(m,4H),7.27–7.23(m,2H),6.53(s,1H),4.62(s,2H),1.49(s,6H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ168.1,139.1,138.1,136.0,128.8,128.7,128.2,127.5,127.4,127.3,119.3,68.4,45.3,28.5ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd forC
19H
19NOS 310.1260;Found 310.1250.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=4:1做展开剂,分离产率为46%。
(Z)-5-benzylidene-3-isopropyl-4,4-dimethylthiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ7.40–7.31(m,4H),7.25–7.20(m,1H),6.46(s,1H),3.58–3.47(m,1H),1.56(s,6H),1.49(d,J=6.8Hz,6H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ165.6,139.8,136.3,128.7,128.2,127.1,118.8,69.1,47.7,28.3,20.5ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
15H
19NOS 262.1260;Found 262.1256
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=2:1做展开剂,分离产率为75%。
(Z)-5-(4-bromobenzylidene)-3-butyl-4,4-dimethylthiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ7.49(d,J=8.5Hz,2H),7.20(d,J=8.6Hz,2H),6.45(s,1H),3.29–3.24(m,2H),1.68–1.60(m,2H),1.55(s,6H),1.40–1.32(m,2H),0.95(td,J=7.4,1.1Hz,3H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ166.5,140.7,135.1,131.9,129.7,121.0,117.9,68.1,42.6,31.7,28.3,20.6,13.9ppm;MS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
16H
20BrNOS 354.1;Found 354.1.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=1:3做展开剂,分离产率为79%。
(Z)-3-butyl-4,4-dimethyl-5-(pyridin-3-ylmethylene)thiazolidin-2-one: 1H NMR(500 MHz,CDCl
3)δ8.52(d,J=55.4Hz,2H),7.70(d,J=7.5Hz,1H),7.32(s,1H),6.49(s,1H),3.31–3.24(m,2H),1.66–1.63(m,2H),1.58(s,6H),1.41–1.32(m,2H),0.95(t,J=7.3Hz,3H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ166.1,150.1,147.9,142.9,134.2,115.4,68.3,42.7,31.7,28.4,20.5,13.9ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
15H
22N
2OS277.1369;Found 277.1376.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=4:1做展开剂,分离产率为82%。
(Z)-3-butyl-4,4-dimethyl-5-(thiophen-2-ylmethylene)thiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ7.33(d,J=5.0Hz,1H),7.07–7.04(m,1H),7.02(d,J=3.1Hz,1H),6.74(s,1H),3.29–3.23(m,2H),1.66–1.61(m,2H),1.54(s,6H),1.40–1.31(m,2H),0.95(t,J=7.4Hz,3H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ166.4,140.2,137.9,127.5,126.6,126.0,112.0,67.7,42.7,31.7,28.3,20.5,13.9ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
14H
19NOS
2 282.0981;Found 282.0981.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=4:1做展开剂,分离产率为40%。
(Z)-3-butyl-5-(cyclopropylmethylene)-4,4-dimethylthiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ4.99(d,J=8.8Hz,1H),3.22–3.14(m,2H),1.63–1.55(m,2H),1.39(s,6H),1.37–1.28(m,3H),1.23–1.16(m,1H),0.92(t,J=7.4Hz,3H),0.85–0.78(m,2H),0.44–0.39(m,2H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ167.5,136.9,122.9,66.4,42.3,31.8,28.0,20.5,13.9,13.1,7.3ppm;MS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
13H
21NOS 240.1;Found 240.2.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=4:1做展开剂,分离产率为72%。
(Z)-5-benzylidene-3-cyclopropyl-4,4-dimethylthiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ7.39–7.31(m,4H),7.25–7.21(m,1H),6.54(s,1H),2.39–2.33(m,1H),1.67(s,6H),0.99–0.94(m,2H),0.93–0.88(m,2H)ppm.
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ168.8,138.9,136.1,128.7,128.2,127.3,119.0,69.6,28.3,24.3,6.4ppm;MS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
15H
17NOS 260.1;Found 260.2.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=4:1做展开剂,分离产率为85%。
(Z)-5-benzylidene-3-hexyl-4,4-dimethylthiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ7.39–7.32(m,4H),7.26–7.21(m,1H),6.53(s,1H),3.29–3.22(m,2H),1.69–1.62(m,2H),1.56(s,6H),1.38–1.28(m,6H),0.89(t,J=6.3Hz,3H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ166.9,139.5,136.2,128.7,128.2,127.2,119.0,68.1,42.7,31.6,29.6,28.4,27.0,22.72,14.1ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
18H
25NOS 304.1730;Found 304.1734.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=2:1做展开剂,分离产率为86%。
(Z)-5-benzylidene-4,4-dimethyl-3-octylthiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ7.40–7.31(m,4H),7.26–7.21(m,1H),6.53(s,1H),3.28–3.23(m,2H),1.70–1.62(m,2H),1.56(s,6H),1.34–1.23(m,10H),0.88(t,J=6.7Hz,3H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ166.9,139.5,136.2,128.7,128.2,127.3,119.0,68.1,42.8,31.9,29.7,29.3(9),29.3(7),28.4,27.3,22.8,14.2ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
20H
29NOS 332.2043;Found 332.2049.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=5:1做展开剂,分离产率为35%。
3-benzyl-5-methylenethiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ7.39–7.34(m,2H),7.33–7.29(m,1H),7.27(d,J=7.9Hz,2H),5.17–5.14(m,1H),5.14–5.11(m,1H),4.53(s,2H),4.17–4.13(m,2H)ppm.
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ169.1,135.5,135.4,129.0,128.3,128.2,106.6,53.9,48.3ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
4H
5NOS:206.1;Found 206.0.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=4:1做展开剂,分离产率为94%。
(Z)-5-benzylidene-3-hexyl-4-(p-tolyl)thiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ7.31(t,J=7.7Hz,2H),7.25(d,J=3.1Hz,2H),7.24–7.17(m,5H),6.28(s,1H),5.43(s,1H),3.73–3.65(m,1H),2.74–2.66(m,1H),2.37(s,3H),1.51–1.43(m,2H),1.33–1.21(m,2H),0.88(t,J=7.3Hz,3H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ168.0,139.0,136.4,135.8,132.7,130.0,128.7,128.1,127.3(3),127.3(1),123.1,69.7,42.8,29.2,21.4,20.1,13.8ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
21H
23NOS 338.1573;Found 338.1578.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=4:1做展开剂,分离产率为66%。
(Z)-5-benzylidene-3-butyl-4-(4-chlorophenyl)thiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ7.40(d,J=8.3Hz,2H),7.33(d,J=8.2Hz,4H),7.23(d,J=7.6Hz,3H),6.28(s,1H),5.45(s,1H),3.71(dt,J=15.4,7.9Hz,1H),2.73–2.66(m,1H),1.51–1.42(m,2H),1.34–1.21(m,2H),0.89(t,J=7.3Hz,3H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ168.0,138.0,135.5,135.1,131.9,129.7,128.7,128.7,128.1,127.6,123.6,69.1,42.9,29.2,20.0,13.8ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
20H
20ClNOS 358.1027;Found 358.1031.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用石油醚:乙酸乙酯(V/V)=4:1做展开剂,分离产率为83%。
(Z)-5-benzylidene-3-butyl-4-(thiophen-3-yl)thiazolidin-2-one: 1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ7.39–7.31(m,4H),7.22(dd,J=13.3,5.9Hz,2H),7.08(d,J=6.1Hz,1H),6.34(s,1H),5.61(s,1H),3.71–3.63(m,1H),2.84–2.76(m,1H),1.53–1.40(m,2H),1.34–1.22(m,3H),0.89(t,J=7.3Hz,3H)ppm;
13C NMR(125MHz,CDCl
3)δ167.6,140.2,135.7,131.5,128.7,128.1(3),128.1(2),127.9,127.4,125.8,124.0,123.2,65.4,42.9,29.3,20.1,13.8ppm;HRMS(ESI)m/z:[M+H]
+Calcd for C
18H
19NOS
2 330.0981;Found 330.0981.
第二类 硫化氢作为催化剂
实施例4 邻苯二胺与CO
2在硫化氢的作用下反应合成苯并咪唑酮类衍生物
在15mL的高压反应釜内依次加入2mmol邻苯二胺、有机碱和1mL合适的溶剂,拧紧反应釜;依次向反应釜内通入所需量的H
2S和CO
2气体;最后将反应釜在合适温度下连续反应12小时;反应完毕后,在反应液中加入一定量的蒸馏水,使产物完全沉淀,然后依次通过抽滤、烘干得到目标产物。
按照上述步骤进行条件优化,反应结果见下表:
Entry |
溶剂 |
碱(mmol) |
H
2S(P
MPa)
|
CO
2(P
MPa)
|
t(℃) |
产率(%) |
1 |
NMP |
DBU(3) |
0.08 |
1.5 |
40 |
86 |
2 |
NMP |
DBU(2) |
0.08 |
1.5 |
40 |
86 |
3 |
NMP |
DBU(1) |
0.08 |
1.5 |
40 |
79 |
4 |
NMP |
DBU(2) |
0.3 |
1.5 |
40 |
87 |
5 |
NMP |
DBU(2) |
0.15 |
1.5 |
40 |
87 |
6 |
NMP |
DBU(2) |
0.08 |
1.5 |
40 |
87 |
7 |
NMP |
DBU(2) |
0.03 |
1.5 |
40 |
69 |
8 |
NMP |
DBU(2) |
0 |
1.5 |
40 |
NR |
9 |
NMP |
DBU(2) |
0.08 |
5 |
40 |
86 |
10 |
NMP |
DBU(2) |
0.08 |
4 |
40 |
86 |
11 |
NMP |
DBU(2) |
0.08 |
3 |
40 |
87 |
12 |
NMP |
DBU(2) |
0.08 |
1 |
40 |
82 |
13 |
NMP |
DBU(2) |
0.08 |
0 |
40 |
NR |
14 |
NMP |
DBU(2) |
0.08 |
1.5 |
60 |
84 |
15 |
NMP |
DBU(2) |
0.08 |
1.5 |
50 |
86 |
16 |
NMP |
DBU(2) |
0.08 |
1.5 |
30 |
85 |
17 |
NMP |
DBU(2) |
0.08 |
1.5 |
20 |
83 |
18 |
DMSO |
DBU(2) |
0.08 |
1.5 |
40 |
NR |
19 |
NMP |
DBU(2) |
0.08 |
1.5 |
40 |
87 |
20 |
NMP |
TMG(2) |
0.08 |
1.5 |
40 |
86 |
21 |
NMP |
DBU(2) |
0.08 |
1.5 |
40 |
87 |
注:上述各个反应中,原料均为2mmol邻苯二胺;溶剂为1ml。
采用entry6中的相同的方法,换用其他反应底物,得到以下化合物:
通过过滤、烘干得到白色固体产物233mg,分离产率:87%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6,TMS):δ(ppm)10.57(s,2H),6.91(s,4H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6,TMS):δ(ppm)155.28(C),129.67(C),120.43(CH),108.46(CH).
MS(ESI):m/z calcd for C
7H
6NO[M+H]
+:135.06,found 135.1.
通过过滤、烘干得到固体产物265mg,分离产率:89.5%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6,TMS):δ(ppm)10.47(d,2H,J=20.0Hz),6.80(d,1H,J=10.0Hz),6.73(d,2H,J=10.0Hz),2.27(s,3H).
13C NMR(125MHz,DMSO-d
6,TMS):δ(ppm)155.29,129.72,129.21,127.31,120.75,108.87,108.03,20.91.
通过过滤、烘干得到固体产物266mg,分离产率:90%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6,TMS):δ(ppm)10.65(s,1H),10.53(s,1H),6.82(t,1H, J1=J2=10.0Hz),6.74(t,1H,J1=J2=10.0Hz),2.25(s,3H).
13C NMR(125MHz,DMSO-d
6,TMS):δ(ppm)155.47,129.23,128.55,121.56,120.34,117.13,106.05,16.17.
通过过滤、烘干得到固体产物289mg,分离产率:89.2%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6,TMS):δ(ppm)10.34(s,2H),6.70(s,2H),2.17(s,6H).
13C NMR(125MHz,DMSO-d
6,TMS):δ(ppm)155.41,127.75,109.54.
通过过滤、烘干得到固体产物176mg,分离产率:58%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6,TMS):δ(ppm)10.74(s,1H),10.63(s,1H),6.87(dd,J=8.5,4.7Hz,1H),6.80-6.69(m,2H).
13C NMR(125MHz,DMSO-d
6,TMS):δ(ppm)158.42,156.13(d,J=110.2Hz),130.36(d,J=13.0Hz),126.06,108.77(d,J=9.6Hz),106.52(d,J=23.8Hz),96.51(d,J=28.2Hz).
通过过滤、烘干得到固体产物264mg,分离产率:78%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6,TMS):δ(ppm)10.76(s,2H),6.97-6.90(m,3H).
13C NMR(125MHz,DMSO-d
6,TMS):δ(ppm)155.19,130.82,128.60,124.47,120.09,109.50,108.36.
通过过滤、烘干得到固体产物421mg,分离产率:98.7%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6,TMS):δ(ppm)10.76(s,2H),7.05(t,2H,J1=J2=10.0Hz),6.88(d,1H,J=10.0Hz).
13C NMR(125MHz,DMSO-d
6,TMS):δ(ppm)155.03,131.20,128.98,122.89,111.98,111.02,110.06.
通过过滤、烘干得到固体产物255mg,分离产率:63%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6,TMS):δ(ppm)10.99(s,2H),7.28(dd,J=8.2,1.7Hz,1H),7.16(d,J=1.7Hz,1H),7.09(d,J=8.1Hz,1H).
13C NMR(125MHz,DMSO-d
6,TMS):δ(ppm)155.36,132.88,129.85,124.89(q,J=271.8Hz),120.95(q,J=3.2Hz),117.91(q,J=4.2Hz),108.58,104.98(q,J=4.0Hz).
通过过滤、烘干得到固体产物371mg,分离产率:78%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6,TMS):δ(ppm)11.11(s,1H),10.88(s,1H),7.70-7.63(m,3H),7.55(t,2H,J1=J2=5.0Hz),7.44(d,1H,J=10.0Hz),7.33(s,1H),7.08(d,1H,J=10.0Hz).
13C NMR(125MHz,DMSO-d
6,TMS):δ(ppm)194.98,155.38,138.19,134.02,131.81,129.66,129.38,129.17,128.34,124.44,109.71,107.98.
通过过滤、烘干得到固体产物206mg,分离产率:63%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6,TMS):δ(ppm)10.50(s,1H),10.37(s,1H),6.81(d,1H,J=5.0Hz),6.52(d,2H,J=10.0Hz),3.70(s,3H).
13C NMR(125MHz,DMSO-d
6,TMS):δ(ppm)155.64,154.33,130.49,123.56,108.71,106.07,95.27,55.42.
通过过滤、烘干得到固体产物358mg,分离产率:97%
1H NMR(500MHz,DMSO-d6,TMS):δ(ppm)10.07(s,2H),7.21(t,2H,J1=J2=5.0Hz),7.11(d,2H,J=5.0Hz),6.52(d,2H,J=5.0Hz).
13C NMR(125MHz,DMSO-d6,TMS):δ(ppm)150.09,137.67,134.15,128.03,117.65,113.66,104.01.
实施例5 邻胺基苯硫酚与CO
2在硫化氢的作用下反应合成苯并噻唑酮类衍生物
取2mmol的原料邻氨基苯硫酚类化合物,置于装有磁子的15mL不锈钢高压反应釜,然后向釜中依序加入2mmol碱和2mL溶剂,拧紧反应釜。先充入对应量的硫化氢气体,再通入对应量的CO
2,然后在相应温度下搅拌反应24h。反应结束后冷却至室温,排尽釜中气体,使用乙酸乙酯进行萃取,合并有机相,并用无水硫酸镁干燥。过滤除去干燥剂,减压除去溶剂,得到粗产物,经柱层析分离提纯得目标产物。
按照上述步骤进行条件优化,反应结果见下表:
注:所投原料均为2mmol邻氨基苯硫酚;溶剂为2mL;反应时间为24h。
采用entry 7中的相同的方法,换用其他反应底物,得到以下化合物:
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用二氯甲烷:乙酸乙酯(V/V)=20:1做展开剂,分离得到白色固体143mg,分离产率为94.4%。
苯并噻唑-2-酮(1a)的表征数据:
1H NMR(CDCl
3,500MHz):δ(ppm)10.01(brs,1H),7.41(d,1H,J=7.5Hz),7.30-7.26(m,1H),7.17-7.14(m,2H).
13C NMR(CDCl
3,125MHz):δ(ppm)172.8,135.3,126.5,123.9,123.3,122.6,111.7;MS(EI):m/z calcd for C
7H
5NOS[M]
+:151.0,found 151.0.m.p.:139-140℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用二氯甲烷:乙酸乙酯(V/V)=5:1做展开剂,分离得到白色固体141mg,分离产率为76.2%。
6-氯苯并噻唑-2-酮(1b)的表征数据:
1H NMR(DMSO-d
6,500MHz):δ(ppm)12.02(brs,1H),7.74(d,1H,J=2.0Hz),7.32(dd,1H,J
1=8.5,J
2=2.5Hz),7.11(d,1H,J=8.5Hz);
13C NMR(DMSO-d
6,125MHz):δ(ppm)169.7,135.3,126.4,125.2,122.4,122.7;MS(EI):m/z calcd for C
7H
4ClNOS[M]
+:185.1,found 185.0.m.p.:212-214℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用二氯甲烷:乙酸乙酯(V/V)=20:1做展开剂,分离得到白色固体195mg,分离产率为85%。
6-溴苯并噻唑-2-酮(1c)的表征数据:
1H NMR(DMSO-d
6,500MHz):δ(ppm)12.02(brs,1H),7.86(d,1H,J=2.0Hz),7.44(dd,1H,J
1=8.5,J
2=2.5Hz),7.05(d,1H,J=8.5Hz);
13C NMR(DMSO-d
6,125MHz):δ(ppm)169.7,135.6,129.2,125.6,125.0,114.0,113.1;MS(EI):m/z calcd for C
7H
4BrNOS[M]
+:228.9,found 228.9.m.p.:231-232℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用二氯甲烷:乙酸乙酯(V/V)=20:1做展开剂,分离得到白色固体149mg,分离产率为67.9%。
6-三氟甲基苯并噻唑-2-酮(1d)的表征数据:
1H NMR(DMSO-d
6,500MHz):δ(ppm)12.22(brs,1H),7.85(d,1H,J=8.5Hz),7.48(dd,1H,J
1=8.0Hz,J
2=1.0Hz),7.33(d,1H,J=1.5Hz);
13C NMR(DMSO-d
6,125MHz):δ(ppm)169.7,136.7,128.4(d,J=1.25Hz),126.9(q,J=31.9.5Hz),124.0(q,J=270.5Hz),123.8,119.0(q,J=3.9Hz),107.6(q,J=4.1Hz);MS(EI):m/z calcd for C
8H
4F
3NOS[M]
+:219.2,found 219.0.m.p.:216-218℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用二氯甲烷:乙酸乙酯(V/V)=10:1做展开剂,分离得到白色固体170mg,分离产率为94%。
6-甲氧基苯并噻唑-2-酮(1e)的表征数据:
1H NMR(DMSO-d
6,500MHz):δ(ppm)11.658(brs,1H),7.23(d,1H,J=2.5Hz),7.02(d,1H,J=8.5Hz),6.86(dd,1H,J
1=8.5Hz,J
2=2.5Hz),3.73(s,3H);
13C NMR(DMSO-d
6,125MHz):δ(ppm)169.8,155.2,129.9,124.3,113.2,112.1,107.8,55.6;MS(EI):m/z calcd for C
8H
7NO
2S[M]
+:180.9,found181.0.m.p.:161-163℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用二氯甲烷:乙酸乙酯(V/V)=50:1做展开剂,分离得到白色固体160mg,分离产率为96.8%。
6-甲基苯并噻唑-2-酮的表征数据:
1H NMR(DMSO-d
6,500MHz):δ(ppm)11.75(brs,1H),7.36(s,1H),7.07-7.09(m,1H),7.00(d,1H,J=8Hz),2.30(s,3H);
13C NMR(DMSO-d
6,125MHz):δ(ppm)169.8,133.9,131.7,127.0,123.2,122.5,111.1,20.5;MS(EI):m/z calcd for C
8H
7NOS[M]
+:165.0,found 165.0.m.p.:170-171℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用二氯甲烷:乙酸乙酯(V/V)=50:1做展开剂,分离得到白色固体94mg,分离产率为51.0%。
5-氯苯并噻唑-2-酮的表征数据:
1H NMR(DMSO-d
6,500MHz):δ(ppm)12.04(brs,1H),7.61(d,1H,J=8.5Hz),7.19(dd,1H,J
1=8.5,J
2=2.5Hz),7.12(d,1H,J=2.0Hz);
13C NMR(DMSO-d
6,125MHz):δ(ppm)170.0,137.4,130.8,124.3,122.4,122.2,111.2;MS(EI):m/z calcd for C
7H
4ClNOS[M]
+:184.9,found 185.0.m.p.:224-226℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用二氯甲烷:乙酸乙酯(V/V)=5:1做展开剂,分离得到白色固体164mg,分离产率为99.3%。
4-甲基苯并噻唑-2-酮的表征数据:
1H NMR(DMSO-d
6,500MHz):δ(ppm)11.73(brs,1H),7.37(dd,1H,J
1=7.5,J
2=0.5Hz),7.08-7.09(m,1H),7.03(t,1H,J=7.5Hz), 2.32(s,3H);
13C NMR(DMSO-d
6,125MHz):δ(ppm)170.4,135.0,127.6,122.8,122.5,121.3,120.0,17.4;MS(EI):m/z calcd for C
8H
7NOS[M]
+:165.1,found 165.0.m.p.:211-212℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用乙酸乙酯:石油醚(V/V)=3:1做展开剂,分离得到白色固体155mg,分离产率为67.9%。
甲砜基基苯并噻唑-2-酮的表征数据:
1H NMR(DMSO-d
6,500MHz):δ(ppm)12.41(brs,1H),8.22(d,1H,J=7.0Hz),7.812(dd,1H,J=7.5Hz,J=2.0Hz),7.31(d,1H,J=8.0Hz),3.20(s,3H);
13C NMR(DMSO-d
6,125MHz):δ(ppm)170.2,140.4,134.6,125.6,124.2,122.2,111.5,43.9;MS(EI):m/z calcd for C
8H
7NO
3S
2[M]
+:229.0,found 228.8.m.p.:241-244℃。
实施例6 芳香邻胺基二硫化物与CO
2在硫化氢的作用下反应合成苯并噻唑酮类衍生物
取0.5mmol的二硫化物、0.5mmol的碱、以及2ml的溶剂依次加入反应釜中,并拧紧反应釜,冲入适量的H
2S,预热,冲入对应量的CO
2,在相应温度下反应12小时。反应结束后,将反应釜冷却至室温,缓慢地将反应釜中的气体排尽,用乙酸乙酯和饱和食盐水萃取,合并有机相,进行柱层析分离得到目标产物。
按照上述步骤进行条件优化,反应结果见下表:
注:所投原料为0.5mmol二硫化物(邻氨基苯硫酚的二聚体);溶剂为2mL;表中摩尔配比为二硫化物:DBU的mol比;反应时间为12h。
采用entry 3中的相同的方法,换用其他反应底物,得到以下化合物:
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用二氯甲烷:乙酸乙酯(V/V)=20:1做展开剂,分离得到白色固体148mg,分离产率为98%。
表征数据:
1H NMR(CDCl
3,500MHz):δ(ppm)10.01(brs,1H),7.41(d,1H,J=7.5Hz),7.30-7.26(m,1H),7.17-7.14(m,2H).
13C NMR(CDCl
3,125MHz):δ(ppm)172.8,135.3,126.5,123.9,123.3,122.6,111.7;MS(EI):m/z calcd for C
7H
5NOS[M]
+:151.0,found 151.0.m.p.:139-140℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用二氯甲烷:乙酸乙酯(V/V)=20:1做展开剂,分离得到白色固体180mg,分离产率为97.2%。
表征数据:
1H NMR(DMSO-d
6,500MHz):δ(ppm)12.02(brs,1H),7.74(d,1H,J=2.0Hz),7.32(dd,1H,J
1=8.5,J
2=2.5Hz),7.11(d,1H,J=8.5Hz);
13C NMR(DMSO-d
6,125MHz):δ(ppm)169.7,135.3,126.4,125.2,122.4,122.7;MS(EI):m/z calcd forC
7H
4ClNOS[M]
+:185.1,found 185.0.m.p.:212-214℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用二氯甲烷:乙酸乙酯(V/V)=20:1做展开剂,分离得到白色固体179mg,分离产率为78.3%。
表征数据:
1H NMR(DMSO-d
6,500MHz):δ(ppm)12.02(brs,1H),7.86(d,1H,J=2.0Hz),7.44(dd,1H,J
1=8.5,J
2=2.5Hz),7.05(d,1H,J=8.5Hz);
13C NMR(DMSO-d
6,125MHz):δ(ppm)169.7,135.6,129.2,125.6,125.0,114.0,113.1;MS(EI):m/z calcd for C
7H
4BrNOS[M]
+:228.9,found 228.9.m.p.:231-232℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用二氯甲烷:乙酸乙酯(V/V)=20:1做展开剂,分离得到白色固体169mg,分离产率为93.5%。
表征数据:
1H NMR(DMSO-d
6,500MHz):δ(ppm)11.658(brs,1H),7.23(d,1H,J=2.5Hz),7.02(d,1H,J=8.5Hz),6.86(dd,1H,J
1=8.5Hz,J
2=2.5Hz),3.73(s,3H);
13C NMR(DMSO-d
6,125MHz):δ(ppm)169.8,155.2,129.9,124.3,113.2,112.1,107.8,55.6;MS(EI):m/z calcd for C
8H
7NO
2S[M]
+:180.9,found 181.0.m.p.:161-163℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用二氯甲烷:乙酸乙酯(V/V)=20:1做展开剂,分离得到白色固体149mg,分离产率为90%。
表征数据:
1H NMR(DMSO-d
6,500MHz):δ(ppm)11.73(brs,1H),7.37(dd,1H,J
1=7.5Hz,J
2=0.5Hz),7.08-7.09(m,1H),7.03(t,1H,J=7.5Hz),2.32(s,3H).
13C NMR(DMSO-d
6,125MHz):δ(ppm)170.4,135.0,127.6,122.8,122.5,121.3,120.0,17.4;MS(EI):m/z calcd for C
7H
5NOS[M]
+:165.1,found 165.0.m.p.:211-212℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用二氯甲烷:乙酸乙酯(V/V)=20:1做展开剂,分离得到白色固体157mg,分离产率为95.4%。
表征数据:
1H NMR(DMSO-d
6,500MHz):δ(ppm)11.75(brs,1H),7.36(s,1H),7.07-7.09(m,1H),7.00(d,1H,J=8Hz),2.30(s,3H);
13C NMR(DMSO-d
6,125MHz):δ(ppm)169.8,133.9,131.7,127.0,123.2,122.5,111.1,20.5;MS(EI):m/z calcd for C
8H
7NOS[M]
+:165.0,found 165.0.m.p.:170-171℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用二氯甲烷:乙酸乙酯(V/V)=20:1做展开剂,分离得到白色固体154mg,分离产率为93.5%。
表征数据:
1H NMR(DMSO-d
6,500MHz):δ(ppm)11.73(brs,1H),7.37(dd,1H,J
1=7.5,J
2=0.5Hz),7.08-7.09(m,1H),7.03(t,1H,J=7.5Hz),2.32(s,3H);
13C NMR(DMSO-d
6,125MHz):δ(ppm)170.4,135.0,127.6,122.8,122.5,121.3,120.0,17.4;MS(EI):m/z calcd for C
8H
7NOS[M]
+:165.1,found 165.0.m.p.:211-212℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用二氯甲烷:乙酸乙酯(V/V)=1:2做展开剂,分离得到白色固体140mg,分离产率为61%。
表征数据:
1H NMR(DMSO-d
6,500MHz):δ(ppm)12.41(brs,1H),8.22(d,1H,J= 7.0Hz),7.812(dd,1H,J=7.5Hz,J=2.0Hz),7.31(d,1H,J=8.0Hz),3.20(s,3H);
13C NMR(DMSO-d
6,125MHz):δ(ppm)170.2,140.4,134.6,125.6,124.2,122.2,111.5,43.9;MS(EI):m/z calcd for C
8H
7NO
3S
2[M]
+:229.0,found 228.8.m.p.:241-244℃。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用二氯甲烷:乙酸乙酯(V/V)=20:1做展开剂,分离得到白色固体128mg,分离产率为76%。
表征数据:
1H NMR(DMSO-d
6,500MHz):δ(ppm)12.39(brs,1H),7.43(d,1H,J=7.5Hz),7.12-7.22(m,2H).
13C NMR(DMSO-d
6,125MHz):δ(ppm)169.7,147.1(d,J=243.8Hz),125.5(d,J=3.8Hz),124.3(d,J=14.6Hz),123.0(d,J=6.5Hz),118.6(d,J=6.0Hz),112.7(d,J=16.9Hz);MS(EI):m/z calcd for C
7H
5NOS[M]
+:169.0,found 169.0.m.p.:172-174℃。
实施例7 二胺、醇胺或巯基胺与CO
2在硫化氢的作用下反应合成咪(噁或噻)唑烷酮类衍生物
称取2mmol的二胺、0.8mmol的碱、以及2ml的溶剂,依次加入反应釜中,并拧紧反应釜。向反应釜中通入对应量的H
2S,在合适的温度下通入对应量的CO
2,然后搅拌反应4h。反应结束后,将反应釜冷却至室温,缓慢地将反应釜中的气体排尽,打开反应釜,通过萃取、柱层析或重结晶得到目标产物。
按照上述步骤进行条件优化,反应结果见下表:
注:所投原料均为2mmol乙二胺;溶剂为2ml NMP。entry 17中,乙二胺作为碱,加入NMP作为溶剂。
采用entry 10中的相同的方法,换用其他反应底物,反应结果如下:
化合物的表征:
乙酸乙酯萃取、柱层析、重结晶得到目标产物纯品170.2mg,产率99%。
imidazolidin-2-one:white solid,
1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ3.52(s,1H)。
13C NMR(126MHz,CDCl
3)δ165.64,41.04.
乙酸乙酯萃取、柱层析、重结晶得到目标产物纯品,153.7mg,产率68%。1,3-Dimethylimidazolidin-2-one:Colorless oil,
1HNMR(500MHz,CDCl
3):d=2.79(s,6H,2CH
3),3.27(s,4H,2CH
2);
13C NMR(126MHz,CDCl
3):d=31.3,44.9,161.9.
乙酸乙酯萃取、柱层析得到目标产物纯品216.5mg,产率91%。
4,5-Diphenylimidazolidin-2-one:white solid,
1H NMR(500MHz,CDCl
3):δ7.38-7.34(m,6H),7.27-7.30(m,4H),5.83(s,2H),4.57(s,2H).
13C NMR(126MHz,CDCl
3)δ163.1,140.2,128.7,128.2,126.4,65.9;
乙酸乙酯萃取、多次柱层析得到目标产物纯品241.74mg,产率85%。
1,3-Diethylimidazolidin-2-one:Colorless oil,95%.
1H NMR(500MHz,CDCl
3):δ3.23(s,4H),3.19(q,J=7.2Hz,4H),1.05(t,J=7.2Hz,6H).
13C NMR(500MHz,CDCl
3):δ161.3,42.3,38.9,12.9.
乙酸乙酯萃取、柱层析得到目标产物纯品278.49mg,产率为99%。
octahydro-2H-benzo[d]imidazol-2-one:colourless solid,
1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ4.75(s,2H),3.67(s,2H),1.66(s,4H),1.61–1.49(m,2H),1.31(dt,J=9.6,5.5Hz,2H);
13C NMR(126MHz,CDCl
3)δ77.67,52.45,28.85,20.88.
萃取,柱层析得到产物纯品192mg,产率75%。
1,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydropyrimidin-2(1H)-one:
1H NMR(500MHz,CDCl
3):d=1.97(quintet,J=6.0Hz,2H,CH
2),2.92(s,6H,2CH
3),3.24(t,J=6.0Hz,4H,2CH
2);
13C NMR(126MHz,CDCl
3):d=22.1,35.5,47.8,156.7.
过滤得到目标产物纯品188mg,产率73%。
5,5-dimethyltetrahydropyrimidin-2(1H)-one:white solid,1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ6.06(s,2H),2.76(s,4H),0.94(s,6H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d6)δ155.26,51.06,27.20,23.89.
乙酸乙酯萃取、柱层析得到目标产物纯品174.4mg,产率99%。
5-phenylimidazolidine-2,4-dione:white solid,1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ10.77(s,1H),8.39(s,1H),7.37(d,J=34.7Hz,6H),5.16(s,1H).13C NMR(126MHz,DMSO-d6)δ174.34,157.65,136.21,128.80,128.39,126.86,61.35.
柱层析、二氯甲烷和乙酸乙酯重结晶得到目标产物182mg,产率91%。
4-methylimidazolidin-2-one:white solid,1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ5.00(s,2H),3.92(h,J=8.3Hz,1H),3.61(t,J=8.4Hz,1H),3.17–2.99(m,1H),1.25(d,J=6.4Hz,3H).
13C NMR(126MHz,CDCl
3)δ163.90,48.41,48.01,21.15.
过滤得到目标产物纯品164.1mg,产率72%。
1-methyltetrahydropyrimidin-2(1H)-one:white solid,
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ6.11(s,1H),3.15(t,J=5.5Hz,2H),3.09(t,J=5.5Hz,2H),2.74(s,3H),1.79(p,J=6.6,5.9Hz,2H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ46.95,22.02
乙酸乙酯萃取、柱层析得到目标产物纯品221.1mg,产率97%。
ethylimidazolidin-2-one:Colorless oil,
1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ3.50–3.35(m,6H),3.25(q,J=7.2Hz,2H),1.12(t,J=7.2Hz,3H).
13C NMR(126MHz,CDCl
3)δ162.59,44.39,38.25,38.09,12.69.
乙酸乙酯萃取,柱层析分离得到目标产物纯品172.4mg,产率为99%。
2-Oxazolidinone:1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ3.64(t,2H),4.46(t,2H),6.68(s,1H).
13CNMR(126MHz,CDCl
3),δ41.0,65.5,161.5.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离,采用二氯甲烷与乙酸乙酯(V/V=3:1)做展开剂,分离得到淡黄色固体280.6mg,分离产率为86%。
4-phenyloxazolidin-2-one:
1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ(ppm)7.42-7.33(m,5H),5.88(s,1H),4.99-4.92(m,1H),4.74(t,J=8.7Hz,1H),4.19(dd,J=8.6,7.0Hz,1H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d6)δ(ppm)159.37,141.48,129.19,128.44,126.51,71.84,55.57.ESI-MS calcd for C
9H
10NO
2[M+H]
+164.06,found 164.10.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离,采用二氯甲烷与乙酸乙酯(V/V=3:1)做展开剂,分离得到白色固体229.5mg,分离产率为70%。
5-phenyloxazolidin-2-one:white solid,
1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ(ppm)7.43-7.36(m,5H),5.77(brs,1H),5.63(t,J=8.1Hz,1H),3.99(t,J=9.0Hz,1H),3.55(t,J=8.4Hz,1H).
13C NMR(126MHz,CDCl
3)δ(ppm)159.66,138.38,128.92,125.66,77.90,48.29.ESI-MS calcd for C
9H
10NO
2[M+H]
+164.06,found 164.10.
湿法装柱湿法上样柱层析(200-300目硅胶)分离,采用二氯甲烷与乙酸乙酯(V/V=1:1)做展开剂,分离得到产物201.6mg,分离产率为99%。
4-methyloxazolidin-2-one:
1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ(ppm)6.45(brs,1H),4.50(t,J=8.1Hz,1H),4.05-3.99(m,1H),3.96-3.93(m,1H),1.30(d,J=6.1Hz,3H).
13C NMR(126MHz,CDCl
3)δ(ppm)160.11,71.65,48.25,20.78.ESI-MS calcd for C
4H
8NO
2[M+H]
+102.05,found 102.10.
湿法装柱湿法上样柱层析(200-300目硅胶)分离,采用二氯甲烷与乙酸乙酯(V/V=1:1)做展开剂,分离得到产物182.2mg,分离产率为90%。
5-methyloxazolidin-2-one:
1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ(ppm)5.82(brs,1H),4.81-4.75(m,1H),3.71(t,J=8.3Hz,1H),3.21(t,J=7.0Hz,1H),1.46(d,J=6.3Hz,3H).
13C NMR(126MHz,CDCl
3)δ(ppm)160.04,77.21,73.50,47.40,20.52.ESI-MS calcd for C
4H
8NO
2[M+H]
+102.05,found 102.10.
湿法装柱湿法上样柱层析(200-300目硅胶)分离,采用二氯甲烷与乙酸乙酯(V/V=5:1)做展开剂,分离得到产物225.6mg,分离产率为99%。
4-ethyloxazolidin-2-one:
1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ(ppm)5.80(brs,1H),4.04(dd,J=8.6,6.0Hz,1H),3.84-3.79(m,1H),1.57-1.66(m,2H),0.95(t,J=7.5Hz,3H).
13C NMR(126MHz,CDCl
3)δ(ppm)159.73,69.95,53.75,28.15,9.29.ESI-MS calcd for C
5H
10NO
2[M+H]
+116.06,found 116.10.
湿法装柱湿法上样柱层析(200-300目硅胶)分离,采用甲醇与二氯甲烷(V/V=1:5)做展开剂,分离得到白色固体225.9mg,分离产率为100%。
5,5-dimethyloxazolidin-2-one:
1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ(ppm)5.11(brs,1H),3.35(s,2H),1.48(s,6H).
13C NMR(126MHz,CDCl
3)δ(ppm)159.34,81.02,52.64,27.19.ESI-MS calcd for C
5H
10NO
2[M+H]
+116.06,found 116.15.
湿法装柱湿法上样柱层析(200-300目硅胶)分离,采用甲醇与二氯甲烷(V/V=1:5)做展开剂,分离得到白色固体93.5mg,分离产率为41%。
4,4-dimethyloxazolidin-2-one:
1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ(ppm)6.11(brs,1H),4.09(s,2H),1.37(s,6H).
13C NMR(126MHz,CDCl
3)δ(ppm)158.84,76.90,55.19,27.59.ESI-MS calcd for C
5H
10NO
2[M+H]
+116.06,found 116.10.
湿法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离,采用二氯甲烷与乙酸乙酯(V/V=2:1)做展开剂,分离得到白色固体317.3mg,分离产率为90%。
(R)-4-benzyloxazolidin-2-one:
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ(ppm)7.78(brs,1H),7.33-7.21(m,5H),4.25(t,J=8.3Hz,1H),4.08-3.96(m,2H),2.84-2.72(m,2H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d6)δ(ppm)159.04,136.99,129.82,128.84,126.98,68.46,52.93,40.68.ESI-MS calcd for C
10H
12NO
2[M+H]
+178.08,found 178.05.
湿法装柱湿法上样柱层析(200-300目硅胶)分离,采用二氯甲烷与乙酸乙酯(V/V=2:1)做展开剂,分离得到白色固体237.2mg,分离产率为94%。
(S)-4-isopropyloxazolidin-2-one:
1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ(ppm)6.47(brs),4.44 (t,J=8.7Hz,1H),4.10(dd,J=8.7,6.3Hz,1H),3.63-3.59(m,1H),1.77-1.70(m,1H),0.97(d,J=6.7Hz,3H),0.90(d,J=6.8Hz,3H).
13C NMR(126MHz,CDCl
3)δ(ppm)160.25,68.59,58.34,32.67,17.99,17.62.ESI-MS calcd for C
6H
12NO
2[M+H]
+130.08,found130.10.
乙酸乙酯萃取,柱层析分离得到目标产物纯品172.0mg,产率为86%。
1,3-Oxazinan-2-one:
1H NMR(500MHz,DMSO d
6)δ1.77-1.85(m,2H,NH-CH2-CH2-CH2-O),3.12-3.19(m,2H),4.15(t,J=5.4Hz,2H),7.13(s,1H,).
13C NMR(126MHz,DMSO d
6)δ21.79,39.78,67.04,153.74.
乙酸乙酯萃取,柱层析分离得到目标产物纯品171.0mg,产率为84%。
thiazolidin-2-one:
1H NMR(500MHz,CDCl
3)δ3.37(t,J=3.6Hz,2H),3.59(t,J=3.6Hz,2H),6.99(s,1H)
实施例8 邻氨基苯腈与CO
2在H
2S作用下反应合成硫代喹唑啉二酮类衍生物
向10mL不锈钢高压反应釜中放入磁子,并依次加入1mmol邻氨基苯腈衍生物、适量H
2S和2ml溶剂,拧紧反应釜。向反应釜中充入指定压力的二氧化碳,搅拌反应24h,停止反应,冷却。缓慢排尽反应釜内的气体,拧开反应釜,用乙酸乙酯和饱和食盐水萃取,合并有机相,减压蒸馏得到粗产物。用石油醚和乙酸乙酯的柱层析得到目标产物纯品。
按照上述步骤进行条件优化,反应结果见下表:
注:上述各个反应中,原料均为1mmol邻胺基苯腈;溶剂为2ml;摩尔配比为原料和DBU的摩尔比;反应24h。
采用entry 9中的方法,换用不同底物,得到以下各个化合物:
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用梯度洗脱,石油醚和乙酸乙酯做淋洗剂,石油醚:乙酸乙酯(V/V)=1:1,分离后得到黄色固体6,7-二甲氧基-2-氧-4-硫喹唑啉二酮235.2mg,柱层析分离产率为99%。分析结果表明,获得的目标产物结构正确。
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ=12.50(s,1H),11.46(s,1H),7.69(s,1H),6.64(s,1H),3.84(s,3H),3.79(s,3H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ=188.97,156.06,147.50,144.71,134.94,113.90,110.09,97.30,56.05,55.63.MS(ESI):m/z calcd for C
10H
10N
2O
3S[M]
+:239.04,found 239.2
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用梯度洗脱,石油醚和乙酸乙酯做淋洗剂,石油醚:乙酸乙酯(V/V)=2:1,后增加极性至1:1,分离后得到黄色固体6-氟-2-氧-4-硫喹唑啉二酮184mg,柱层析分离产率为94%。分析结果表明,获得的目标产物结构正确。
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ=12.91(s,1H),11.67(s,1H),7.96(dd,J=9.7,3.0Hz,1H),7.58(td,J=8.5,3.0Hz,1H),7.20(dd,J=9.0,4.6Hz,1H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ=190.86(d,J=3.3Hz),157.63(d,J=240.0Hz),147.13,134.92,123.63(d,J=24.9Hz),120.94(d,J=8.19Hz),118.26(d,J=8.06Hz),114.76(d,J=25.3Hz).MS(ESI):m/z calcd for C
8H
5FN
2OS[M]
+:197.01,found196.9
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用梯度洗脱,石油醚和乙酸乙酯做淋洗剂,石油醚:乙酸乙酯(V/V)=3:1,分离后得到白色固体6-溴-2-氧-4-硫喹唑啉二酮217mg,柱层析分离产率为85%,分析结果表明,获得的目标产物结构正确。
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ=12.94(s,1H),11.75(s,1H),8.37(dd,J=2.4,1.0Hz,1H),7.83(ddd,J=8.6,2.4,1.0Hz,1H),7.13(dd,J=8.7,1.1Hz,1H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ=189.50,147.08,138.29,137.44,132.05,121.64,118.36,114.79.MS (ESI):m/z calcd for C
8H
5BrN
2OS[M]
+:257.9,found 257.1。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用梯度洗脱,石油醚和乙酸乙酯做淋洗剂,石油醚:乙酸乙酯(V/V)=2:1,分离后得到黄色固体7-氟-2-氧-4-硫代喹唑啉二酮162mg,柱层析分离产率为83%。分析结果表明,获得的目标产物结构正确。
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ=12.77(s,1H),11.65(s,1H),8.27(t,J=7.3Hz,1H),7.59(dd,J=8.8,6.6Hz,1H),7.37–7.29(m,1H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ=190.80,162.40,150.31,146.01,141.27,127.28,120.12,111.07(d,J=11.3Hz).MS(ESI):m/z calcd for C
8H
5FN
2OS[M]
+:,197.01found 197.3.
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用梯度洗脱,石油醚和乙酸乙酯做淋洗剂,石油醚:乙酸乙酯(V/V)=2:1,分离后得到黄色固体7-三氟甲基-2-氧-4-硫喹唑啉二酮219mg,柱层析分离产率为89%,分析结果表明,获得的目标产物结构正确。
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ=13.05(s,1H),11.81(s,1H),8.47(d,J=8.5Hz,1H),7.53–7.47(m,1H),7.45(d,J=1.7Hz,1H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ=191.30,147.06,138.48,134.17(q,J=32.8Hz),132.04,123.34(q,J=273.7Hz),122.36,118.84(q,J=3.8Hz),113.15(q,J=3.8Hz).MS(ESI):m/z calcd for C
9H
5F
3N
2OS[M]
+:247.01,found 247.3.
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用梯度洗脱,石油醚和乙酸乙酯做淋洗剂,石油醚:乙酸乙酯(V/V)=2:1,分离后得到黄色固体7-氯-2-氧-4-硫喹唑啉二酮138mg,柱层析分离产率为65%,分析结果表明,获得的目标产物结构正确。
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ=12.71(s,1H),11.56(s,1H),8.23(t,J=8.4Hz,1H),7.48(dd,J=8.5,1.2Hz,1H),6.54–6.40(m,1H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ=191.92,170.17,151.67,136.49,130.76,115.32,113.52,112.55.MS(ESI):m/z calcd for C
8H
5ClN
2OS[M]
+:212.65,found 212.3。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用梯度洗脱,石油醚和乙酸 乙酯做淋洗剂,石油醚:乙酸乙酯(V/V)=2:1,分离后得到黄色固体7-甲基-2-氧-4-硫喹唑啉二酮172mg,柱层析分离产率为89%,分析结果表明,获得的目标产物结构正确。
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ=12.66(s,1H),11.56(s,1H),8.19(d,J=8.3Hz,1H),7.03(d,J=8.4Hz,1H),6.94(s,1H),2.35(s,3H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6))δ=188.97,148.23,146.65,137.75,131.11,125.24,119.85,114.69.MS(ESI):m/z calcd for C
9H
8N
2OS[M]
+:193.04,found193.2。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用梯度洗脱,石油醚和乙酸乙酯做淋洗剂,石油醚:乙酸乙酯(V/V)=1:1,分离后得到棕色固体6-硝基-2-氧-4-硫代喹唑啉二酮80mg,柱层析分离产率为36%,分析结果表明,获得的目标产物结构正确。
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ=12.51(s,1H),11.28(s,1H),7.48(d,J=2.6Hz,1H),7.00(dd,J=8.7,2.6Hz,1H),6.92–6.89(m,1H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ=191.01,158.80,144.50,128.55,123.74,122.13,116.09,111.20.MS(ESI):m/z calcd for C
8H
5N
3O
3S[M]
+:223.01,found 223.4。
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用梯度洗脱,石油醚和乙酸乙酯做淋洗剂,石油醚:乙酸乙酯(V/V)=2:1,分离后得到黄色色固体5-氟-2-氧-4-硫代喹唑啉二酮133mg,柱层析分离产率为68%,分析结果表明,获得的目标产物结构正确。
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ=11.85(s,1H),11.20(s,1H),7.35(t,J=8.1Hz,1H),6.68(d,J=8.3Hz,1H),6.50(d,J=7.8Hz,1H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ=186.47,154.09,147.11,141.12,134.24,111.58,110.66,104.63.MS(ESI):m/z calcd for C
8H
5FN
2OS[M]
+:197.01,found 197.2
干法装柱干法上样柱层析(200-300目硅胶)分离:采用梯度洗脱,石油醚和乙酸乙酯做淋洗剂,石油醚:乙酸乙酯(V/V)=2:1,分离后得到黄色固体6-三氟甲基-2-氧-4-硫喹唑啉二酮240mg,柱层析分离产率为97%,分析结果表明,获得的目标产物结构正确。
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ=13.06(s,1H),11.97(d,J=3.8Hz,1H),8.57–8.53(m,1H),8.01–7.94(m,1H),7.34(dd,J=8.6,3.8Hz,1H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ=191.24,147.13,141.10,131.40(q,J=3.0Hz),127.52(q,J=4.4Hz),123.84(q,J=272.2Hz),123.36(q,J=32.8Hz),119.82,117.43.MS(ESI): m/z calcd for C
9H
5F
3N
2OS[M]
+:247.01,found 247.3.
实施例10 苄胺与CO
2在硫化氢的作用下反应合成取代脲类衍生物
在15mL的高压反应釜内依次加入2mmol苄胺、DBU和1mL合适的溶剂,拧紧反应釜;依次向反应釜内通入所需量的H
2S和CO
2气体;最后将反应釜在合适温度下连续反应24小时;反应完毕后,在反应液中加入一定量的蒸馏水,使产物完全沉淀,然后依次通过抽滤、烘干得到目标产物。
按照上述步骤进行条件优化,反应结果见下表:
注:上述各个反应中,原料均为2mmol苄胺;溶剂为1ml,NR:no reaction。
采用entry4中相同的方法,换用其他反应底物,得到以下化合物:
通过过滤,烘干得到白色粉末状产物205mg,产率为91%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ7.31(t,J=7.5Hz,4H),7.28–7.18(m,6H),6.43(t,J=6.1Hz,2H),4.23(d,J=6.0Hz,4H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ158.08,140.89,128.19,126.96,126.52,42.98.
MS(ESI):m/z calcd for C
15H
17N
2O[M+H]
+:241.10,found 241.13,m.p.:168-169℃
通过过滤,烘干得到淡黄色粉末状产物244mg,产率为86%
1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δ4.58(s,2H),3.18–3.10(m,4H),1.47(q,J=6.8Hz,4H),1.28(d,J=10.4Hz,20H),0.88(t,J=6.4Hz,6H).
13C NMR(126MHz,Chloroform-d)δ158.50,40.63,31.83,30.31,29.36,29.27,26.96,22.66,14.09.
MS(ESI):m/z calcd for C
19H
40N
3O[M+H+CH
3CN]
+:326.30,found 326.32,m.p.:89-91℃
通过过滤,烘干得到白色粉末状产物163mg,产率为71%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ5.72(t,J=5.7Hz,2H),2.94(q,J=6.8,6.4Hz,4H),1.32(q,J=6.8Hz,4H),1.27–1.18(m,12H),0.85(t,J=6.7Hz,6H).
13C NMR(126MHz,Chloroform-d)δ158.62,40.58,31.59,30.29,26.63,22.60,14.03.
MS(ESI):m/z calcd for C
13H
29N
2O[M+H]
+:229.20,found 229.23,m.p.:73-76℃
通过过滤,烘干得到白色粉末状产物129mg,产率为64%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ5.71(t,J=5.9Hz,2H),2.95(q,J=6.7Hz,4H),1.34(p,J=7.1Hz,4H),1.31–1.18(m,8H),0.86(t,J=7.1Hz,6H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ158.52,40.55,30.19,29.06,22.35,14.39.
MS(ESI):m/z calcd for C
11H
25N
2O[M+H]
+:201.15,found 201.20,m.p.:86-88℃
反应36h后,通过过滤,烘干得到白色晶状产物157mg,产率为73%
1H NMR(500MHz,TFA-d)δ5.11(s,2H),3.54(d,J=9.8Hz,4H),3.35(d,J=10.0Hz,4H),3.22(d,J=11.6Hz,2H),2.86(ddt,J=42.0,22.0,11.2Hz,12H).
13C NMR(126MHz,TFA-d)δ159.93,55.32,35.04,27.30,26.93.
MS(ESI):m/z calcd for C
13H
25N
2O[M+H]
+:225.10,found 225.20,m.p.:229-230℃
通过过滤,烘干得到黄色粉末状产物243mg,产率为91%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ7.35–7.15(m,10H),6.27(d,J=8.1Hz,2H),4.72(q,J=7.0Hz,2H),1.30(dd,J=10.8,7.5Hz,6H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ156.54,145.67,128.27,126.50,125.72,48.50,23.40.
MS(ESI):m/z calcd for C
17H
21N
2O[M+H]
+:269.10,found 269.17,m.p.:122-123℃
通过过滤,烘干得到银白色粉末状产物244mg,产率为91%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ7.29(t,J=7.5Hz,4H),7.23–7.16(m,6H),5.89(t,J=5.1Hz,2H),3.22(q,J=6.7Hz,4H),2.67(d,J=7.2Hz,4H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ157.97,139.81,128.72,128.35,126.02,40.97,36.23.
MS(ESI):m/z calcd for C
17H
21N
2O[M+H]
+:269.10,found 269.17,m.p.:138-140℃
通过过滤,烘干得到白色粉末状产物285mg,产率为96%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ7.26(t,J=7.5Hz,2H),7.17(dd,J=15.1,7.4Hz,3H),5.88(d,J=5.3Hz,1H),2.98(t,J=6.6Hz,2H),2.58–2.53(m,2H),1.66(q,J=7.3Hz,2H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ158.22,141.91,128.33,128.32,125.74,38.84,32.58,31.93.
MS(ESI):m/z calcd for C
19H
25N
2O[M+H]
+:297.20,found 297.20,m.p.:92-93℃
通过过滤,烘干得到白色粉末状产物233mg,产率为86%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ7.20(d,J=4.7Hz,1H),7.14(s,3H),6.27(t,J=5.5Hz,1H),4.21(d,J=4.9Hz,2H),2.26(s,3H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ157.93,138.37,135.45,129.94,127.22,126.73,125.77,41.02,18.58.
MS(ESI):m/z calcd for C
17H
21N
2O[M+H]
+:269.10,found 269.17,m.p.:237-238℃
通过过滤,烘干得到白色晶状产物260mg,产率为84%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ7.35(d,J=8.3Hz,4H),7.26(d,J=8.2Hz,4H),6.66(t,J=5.8Hz,2H),4.20(d,J=5.7Hz,4H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ158.20,140.09,131.09,128.88,128.19,42.34.
MS(ESI):m/z calcd for C
15H
16Cl
2N
2NaO
2[M+Na+H
2O]
+:350.05,found 350.05,m.p.:253-254℃
通过过滤,烘干得到灰白色晶状产物344mg,产率为86%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ7.49(d,J=7.9Hz,4H),7.19(d,J=7.9Hz,4H),6.53(t,J=5.8Hz,2H),4.18(d,J=6.0Hz,4H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ158.10,140.50,131.11,129.27,119.56,42.42.
MS(ESI):m/z calcd for C
15H
16Br
2N
2NaO
2[M+Na+H
2O]
+:439.95,found 439.95,m.p.:268-270℃
通过过滤,烘干得到白色粉末状产物257mg,产率为85%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ7.17(d,J=8.5Hz,4H),6.86(d,J=8.6Hz,4H),6.30(s,2H),4.14(s,4H),3.72(s,6H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ158.15,132.79,128.40,113.70,55.13,42.50.
MS(ESI):m/z calcd for C
17H
21N
2O
3[M+H]
+:301.10,found 301.16,m.p.:178-180℃
通过过滤,烘干得到淡黄色固体产物290mg,产率为74%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ7.31(d,J=6.9Hz,8H),7.28–7.18(m,12H),6.95(d,J=8.1Hz,2H),5.88(d,J=8.0Hz,2H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ156.79,144.01,128.87,127.25,127.22,57.41.
MS(ESI):m/z calcd for C
27H
25N
2O[M+H]
+:393.15,found 393.20,m.p.:283-284℃
通过过滤,烘干得到灰白色粉末状产物106mg,产率为39%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ9.23(s,2H),7.04(d,J=8.1Hz,4H),6.69(d,J=7.2Hz,4H),6.18(d,J=6.0Hz,2H),4.09(d,J=5.8Hz,4H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ157.97,156.08,130.92,128.38,114.95,42.57.
MS(ESI):m/z calcd for C
15H
17N
2O
3[M+H]
+:273.05,found 273.12,m.p.:185-187℃
通过过滤,烘干得到白色晶状产物240mg,产率为89%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ7.17–7.08(m,8H),6.33(t,J=6.1Hz,2H),4.17(d,J=6.0Hz,4H),2.27(s,6H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ157.91,137.68,135.41,128.62,126.87,42.59,20.54.
MS(ESI):m/z calcd for C
17H
21N
2O[M+H]
+:269.10,found 269.17,m.p.:216-218℃
通过过滤,烘干得到白色固体产物203mg,产率为63%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ7.16(s,8H),6.33(t,J=6.0Hz,2H),4.18(d,J=5.9Hz,4H),2.85(hept,J=6.7Hz,2H),1.18(d,J=6.9Hz,12H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ157.92,146.59,138.11,126.98,125.97,42.67,33.01,23.87.
MS(ESI):m/z calcd for C
21H
29N
2O[M+H]
+:325.15,found 325.23,m.p.:122-123℃
通过过滤,烘干得到白色粉末状产物287mg,产率为78%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ8.15(d,J=8.4Hz,1H),8.08(d,J=9.5Hz,1H),7.97–7.89(m,2H),7.85–7.77(m,2H),7.60–7.42(m,8H),6.42(dd,J=20.3,8.1Hz,2H),5.55(h,J=6.9Hz,2H),1.46(dd,J=22.3,6.9Hz,6H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ156.36,141.29,133.41,130.42,128.57,127.14,126.04,125.54,123.24,121.84,44.65,22.53.
MS(ESI):m/z calcd for C
25H
25N
2O[M+H]
+:369.15,found 369.20,m.p.:223-225℃
通过过滤,烘干得到淡黄色固体产物331mg,产率为87%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ7.56(d,J=8.2Hz,2H),7.46(d,J=2.0Hz,2H),7.24(dd,J=8.3,2.0Hz,2H),6.69(t,J=6.2Hz,2H),4.21(d,J=6.1Hz,4H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ157.97,142.39,130.80,130.36,128.96,128.83,127.29,41.96.
MS(ESI):m/z calcd for C
15H
14Cl
4N
2NaO
2[M+Na+H
2O]
+:419.95,found 419.97,m.p.:174-176℃
通过过滤,烘干得到白色粉末状产物196mg,产率为89%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ7.55(s,2H),6.40–6.30(m,4H),6.18(d,J=3.2Hz,2H),4.20(d,J=5.7Hz,4H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ157.40,153.54,141.89,110.41,106.22,40.02,39.85,39.69,39.52,39.35,39.19,39.02,36.37.
MS(ESI):m/z calcd for C
11H
13N
2O
3[M+H]
+:221.00,found 221.09,m.p.:126-128℃
通过分离柱得到黄色油状物,产率为89%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ6.08–6.02(m,2H),3.75(dq,J=13.9,6.4Hz,4H),3.59(q,J=7.5Hz,2H),3.10(dq,J=14.3,5.2Hz,2H),3.05–2.95(m,2H),1.89–1.72(m,6H),1.52–1.41(m,2H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ158.68,78.10,67.40,43.56,28.43,25.50.
MS(ESI):m/z calcd for C
11H
21N
2O
3[M+H]
+:229.10,found 229.16,Pyrolysistemperature:140℃
通过过滤,烘干得到黄色固体产物370mg,产率为93%
1H NMR(500MHz,TFA-d)δ4.92(t,J=7.1Hz,4H),3.23(p,J=6.9Hz,4H),2.90(d,J=31.6Hz,36H),2.43(td,J=6.7,2.9Hz,6H).
13C NMR(126MHz,TFA-d)δ160.26,109.99,43.49,33.13,30.76,30.65,30.55,30.51,30.18,29.82,27.62,23.70,14.05.
MS(ESI):m/z calcd for C
25H
52KN
2O[M+K]
+:435.30,found 435.37,m.p.:105-106℃
通过过滤,烘干得到白色固体产物311mg,产率为83%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ7.67(d,J=8.0Hz,4H),7.46(d,J=7.9Hz,4H),6.69(t,J=6.2Hz,2H),4.32(d,J=6.0Hz,4H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ158.14,145.99,127.57,127.30(q,J=32.1Hz),125.09(q,J=3.9Hz),124.44(q,J=272.4Hz),42.67.
MS(ESI):m/z calcd for C
17H
15F
6N
2O[M+H]
+:377.05,found 377.11,m.p.:106-161℃
通过分离柱得到淡黄色油状物,产率为92%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ8.50(d,J=4.7Hz,2H),7.76(t,J=7.6Hz,2H),7.30(d,J=7.8Hz,2H),7.28–7.21(m,2H),6.75(t,J=5.8Hz,2H),4.34(d,J=5.8Hz,4H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ159.69,158.12,148.69,136.62,121.90,120.84,44.96.
通过过滤,烘干得到棕黄色粉末状产物197mg,产率为78%
1H NMR(500MHz,DMSO-d
6)δ7.36(d,J=4.7Hz,2H),6.93(d,J=4.3Hz,4H),6.50(t,J=6.0Hz,2H),4.38(d,J=5.8Hz,4H).
13C NMR(126MHz,DMSO-d
6)δ157.40,144.22,126.60,124.66,38.12.
MS(ESI):m/z calcd for C
11H
13N
2OS
2[M+H]
+:253.00,found 253.05,m.p.:163-165℃
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解,在阅读了本发明的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。