专利名称：呋喃并吡咯的制备方法
技术领域：
本发明涉及微波辅助快速和经济地制备通式I的呋喃并吡咯的的方法，所述方法包括任选在惰性溶剂存在下，在微波辐射下加热式II化合物。通过本发明的方法可高收率且高纯度地制得通式I的呋喃并吡咯。
WO 03022848公开了一种通式I的呋喃并吡咯的制备方法，所述方法包括在惰性溶剂中加热下式(IIa)化合物 其中A1和A2具有下面给出的含义，R为C1-C18烷基(特别是C1-C4烷基)、芳基(特别是苯基)或芳烷基(特别是苄基)，各基团可被1-3个C1-C8烷基、C1-C8烷氧基或卤素取代。惰性溶剂的实例包括但不局限于芳族溶剂(例如联苯、对三联苯、间三联苯、邻三联苯、二苄基甲苯、α-甲基萘或β-甲基萘)、环状碳酸酯(例如1，3-二氧环戊-2-酮)、酮(例如苯乙酮或二苯酮)、γ-丁内酯和乙二醇(例如苯基溶纤剂或丁基溶纤剂)或其混合物，特别是二芳基醚和三芳基醚的混合物(DowthermA)。
意外地发现，通过在微波辐射下进行上述的反应可较高收率地得到式I的3，6-二苯基呋喃并[3，4-c]吡咯-1，4二酮(呋喃并吡咯)。根据本发明的微波辅助的方法，将4-苯甲酰基-4，5-二氢-5-氧代-2-苯基吡咯-3-羧酸乙酯闭环为3，6-二苯基呋喃并[3，4-c]吡咯-1，4-二酮的收率例如从40％提高至86％。此外，发现在微波辐射下制备这种内酯(多用途DPP前体)需要更少的时间(1-10分钟)，而在没有微波辐射下(常规的方法)式II化合物的环合需要60小时。另外，微波辅助闭环可不用溶剂，这点使得上述的方法成本更低。
因此，本发明涉及一种制备通式(I)的呋喃并吡咯的方法 所述方法包括任选在惰性溶剂存在下，在微波辐射下加热式(II)化合物 其中A1和A2为C1-C18烷基、C2-C18链烯基、C2-C18炔基、C5-C8环烷基、C5-C8环烯基、芳基或杂芳基，A3为氢、C1-C18烷基、氰甲基、Ar3、-CR30R31-(CH2)m-Ar3或Y-R32，其中R30和R31各自独立表示氢或C1-C4烷基或可被最高达3个C1-C4烷基取代的苯基，Ar3为芳基、C5-C8环烷基、C5-C8环烯基或杂芳基，各基团可被1-3个C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、卤素或可被1-3个C1-C8烷基或C1-C8烷氧基取代的苯基取代，m表示0、1、2、3或4，R为C1-C18烷基，特别是C1-C4烷基；芳基，特别是苯基；或芳烷基，特别是苄基，各基团可被1-3个C1-C8烷基、C1-C8烷氧基或卤素取代，Y为-C(O)-、-C(O)O-、-C(O)NH-、-SO2NH-或-SO2-，和R32为C1-C18烷基、Ar3或芳烷基。
如果需要，本发明的方法可在惰性溶剂存在下进行。惰性溶剂的实例包括但不局限于芳族溶剂(例如联苯、对三联苯、间三联苯、邻三联苯、二苄基甲苯、α-甲基萘或β-甲基萘)、环状碳酸酯(例如1，3-二氧环戊-2-酮)、酮(例如苯乙酮或二苯酮)、γ-丁内酯和乙二醇(例如苯基溶纤剂或丁基溶纤剂)或其混合物，特别是二芳基醚和三芳基醚的混合物(Dowtherm A)。
在一个优选的实施方案中，在微波辐射下，存在或不存在溶剂，于180-280℃，优选180-230℃下将式II化合物加热约1-60分钟。
适用于辐射所述组合物的微波炉包括微波源、微波频率范围选择器、用以在所选的频率范围内调制微波频率的微波频率调制器、用以选择正向功率设置的微波正向功率控制器、热电偶、红外温度传感器或其他的温度测量装置以及用以响应组合物的温度而开关正向功率的微波正向功率开/关控制器。频率调制增加了炉膛内能量分布的均匀性，从而均匀地加热组合物。合适的微波炉例如描述于Bible等的US 5,321,222和5,961,871、Fathi等的US 5,648,038以及Johnson等的US 5,521,360。目前优选的微波炉为购自CEM，Inc.型号为Discover的商品。该Discover体系安装有温度和压力反馈体系，例如置于反应器下部的红外温度传感器，用以完全控制所述反应。
优选反应混合物在能透过微波的容器内用使用频率范围的微波辐射进行辐射。
最好在加压管(例如密封的玻璃管)中加热包含式II化合物和任选的溶剂的试样，从而可将压力升至最高达25×105Pa。优选压力为1-14×105Pa。
实际的微波频率范围的选择取决于各反应物，但通常为约0.9-约2.45GHz。正向功率输入的选择取决于各反应物的性质。例如，在3-对溴苯基-6-苯基呋喃并[3，4-c]吡咯-1，4-二酮的合成中，优选正向功率为约150-300瓦。如WO 03022848所描述，式I的呋喃并吡咯可用作晶体生长调节剂，并作为二酮吡咯并吡咯(DPP)合成的中间体，二酮呲咯并吡咯可通过式I化合物与式A4-NH2(IV)的伯胺反应制备，其中得到了下式(III)的DPP
其中A4为C1-C18烷基或Ar3，A1、A2和A3如上定义。
通式I化合物与伯胺或各种伯胺的混合物在合适的惰性溶剂或分散剂中进行反应。
合适的溶剂或分散剂例如醚，特别是那些分子中具有2-8个碳原子的醚，例如乙醚、甲乙醚、二正丙醚、二异丙醚、甲基正丁基醚、甲基叔丁基醚、乙基正丙基醚、二正丁醚、四氢呋喃、1，4-二噁烷、1，2-二甲氧基乙烷、双-β-甲氧基乙醚；低聚乙二醇二甲醚，例如pentaglyme；脂族烃，例如己烷、庚烷、低沸点石油醚和高沸点石油醚；脂环烃，例如环己烷、甲基环己烷、四氢化萘、萘烷；芳烃，例如苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、乙苯；卤代脂族烃或芳烃，例如二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、氯苯、二氯苯；腈，例如乙腈；酰胺，例如二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮；六甲基磷酰三胺；以及亚砜，例如二甲基亚砜。还可使用各种溶剂的混合物。
反应优选在偶极非质子溶剂或非极性非质子溶剂中进行。优选的非质子溶剂的实例有二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、六甲基磷酰三胺、环丁砜、N-甲基吡咯烷酮、四甲基脲、乙腈、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、硝基甲烷、1，3-二甲基-3，4，5，6-四氢-2(1H)-嘧啶酮(DMPU)、1，3-二甲基-2-咪唑啉酮、苄腈、硝基苯、氯仿、四氯化碳和二氯甲烷。特别优选的非质子溶剂为氯仿、四氯化碳和二氯甲烷，其中特别优选氯仿。
通式I化合物与伯胺IV的反应在脱水剂存在下进行。这类适合的脱水剂或水消除剂的实例有N，N′-二取代的碳二亚胺，特别是如果含有至少一个仲烷基或叔烷基，例如二异丙基-、二环己基-或N-甲基-N′-叔丁基碳二亚胺(参考″The Chemistry of Ketenes，Allenes andRelated Compounds(乙烯酮、丙二烯及相关化合物的化学)″，第2部分，S.Patai编，John Wiley& Sons，1980，722-753)。特别合适的试剂为二环己基碳二亚胺。
式I化合物与伯胺IV的反应温度例如为-10℃至最高达所用的溶剂或溶剂混合物的沸点。在许多情况下，在-10℃至30℃下进行，优选在室温下进行。每摩尔通式I化合物通常使用0.9-1.4mol，优选1.0-1.3mol伯胺IV。可通过加入非水性强酸(例如三氟乙酸)催化该反应。
伯胺IV为已知的或可很容易地由制备这类化合物的已知方法制备。
A3不为氢原子的式Ia的原料化合物通过下式(Ia)化合物与式A3-X(V)化合物反应得到 其中A1、A2和A3具有上述的含义，X为离去基团。在碱(例如氢化钠(NaH)或六甲基二硅氮烷钠(NaHMDS))存在下，于20℃至该溶剂的沸点，在合适的惰性溶剂(例如四氢呋喃)中进行通式Ia化合物与式V化合物的反应。术语“离去基团”是指这样的基团，例如碘、溴、氯、苯磺酸酯基或对甲苯磺酸酯基。将A3引入式Ia化合物的方法例如描述于US-A-4,585,878。
合适的烷基化试剂例如为卤代烷(特别是碘代烷)、活性烷基酯(特别是磺酸的烷基酯，例如苯磺酸或对甲苯磺酸的烷基酯)。合适的芳基化试剂例如为活性芳基化合物，例如1-氟-2，4-二硝基苯。
在碱(例如NaH或NaHMDS)存在下，于25℃至该溶剂的沸点，通过下式(VIa)化合物与式A2-CO2R(VII)的酯反应制备式IIa原料化合物 其中R、A1和A2具有上述的含义。
式VI原料化合物为已知的或可由US-A-4,681，971、US-A-4,749,795、US-A-4,720,305和US-A-4,659,775所描述的类似方法制备。
或者式(VIII)化合物(其中A3不为氢原子，并特别为芳基) 可在烯胺酰胺(enaminoamide)存在下，通过铜催化分解重氮乙酸酯制备(G.Maas，A.Müller，J.prakt.Chem.340(1998)315-322) 此外，式(VIII)化合物(其中A3为芳基)可通过式(IIb)化合物与胺A3-NH2反应制备
优选如实施例4中详述，式(IIb)的内酯与苯胺反应得到式(VIII)的N-苯基吡咯啉酮酯。
式VI化合物(其中A3不为氢原子，且特别为芳基)可反应制备上述的式III化合物。
另外，还可通过式(VIII)化合物(其中A1、A2和A3具有下述的定义)与腈A2-CN反应直接得到式(III)的DPP，
A1和A2为C1-C18烷基、C2-C18链烯基、C2-C18炔基、C5-C8环烷基、C5-C8环烯基、芳基或杂芳基，A3为氢、C1-C18烷基、氰甲基、Ar3、-CR30R31-(CH2)m-Ar3或Y-R32，其中R30和R31各自独立表示氢或C1-C4烷基或可被最高达3个C1-C4烷基取代的苯基，Ar3为芳基、C5-C8环烷基、C5-C8环烯基或杂芳基，各基团可被1-3个C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、卤素或可被1-3个C1-C8烷基或C1-C8烷氧基取代的苯基取代，m表示0、1、2、3或4，R为C1-C18烷基，特别是C1-C4烷基；芳基，特别是苯基；或芳烷基，特别是苄基，各基团可被1-3个C1-C8烷基、C1-C8烷氧基或卤素取代，Y为-C(O)-、-C(O)O-、-C(O)NH-、-SO2NH-或-SO2-，R32为C1-C18烷基、Ar3或芳烷基，和A4为氢。
此外，式III化合物可与式A5-X化合物反应，其中A5具有上述A3的含义，X为离去基团。在碱(例如氢化钠(NaH)或六甲基二硅氮烷钠(NaHMDS))存在下，于20℃至该溶剂的沸点，在合适的惰性溶剂(例如四氢呋喃)中进行这些化合物的反应。术语“离去基团”是指这样的基团，例如碘、溴、氯、苯磺酸酯基或对甲苯磺酸酯基。
合适的烷基化试剂例如为卤代烷(特别是碘代烷)、活性烷基酯(特别是磺酸的烷基酯，例如苯磺酸或对甲苯磺酸的烷基酯)。合适的芳基化试剂例如为活性芳基化合物，例如1-氟-2，4-二硝基苯。
一个优选的实施方案涉及通式III的DPP，其中残基A1和A2不为苯基。
通式III的DPP热稳定性好，在聚合物、烃基燃料、润滑剂和水中的溶解性好，光稳定性高，并能够在不分解并且不损失耐光性下用于塑料(特别是聚酰胺)和油漆中；并能表现出光致发光和电致发光以及固态荧光性。残基A1和A2通常选自C1-C18烷基、C2-C18链烯基、C2-C18炔基、C5-C8环烷基(例如环戊烷、环己烷、环庚烷和环辛烷，特别是环己烷)、C5-C8环烯基(例如环戊烯基、环戊二烯基和环己烯基，特别是环己-3-烯基)、芳基和杂芳基。
优选这样的二酮吡咯并吡咯用于制备油墨、着色剂、用于涂料的有色塑料、无压印刷材料、彩色滤光片、化妆品、聚合物油墨颗粒、调色剂，其中A1和A2为下式的基团 其中R1和R2各自独立为氢、卤素、C1-C18烷基、C1-C18烷氧基、C1-C18烷硫基、二(C1-C18烷基)氨基、C1-C18烷基氨基、C1-C18烷氧基羰基、C1-C18烷基氨基羰基、-CN、-NO2、三氟甲基、C5-C8环烷基、-C＝N-(C1-C18烷基)、苯基、 咪唑基、吡唑基、三唑基、哌嗪基、吡咯基、噁唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、苯并咪唑基、吗啉基、哌啶基、吡咯烷基、-CONX5X6、-C(O)OX7或-SO2X9，其中X5和X6为氢、直链或支链C1-10-烷基、C5-10-环烷基或C6-10-芳基，X7为氢、直链或支链C1-10-烷基、C5-10-环烷基或C6-10-芳基，X9为氢、直链或支链C1-10-烷基、C5-10-环烷基、C7-10-芳烷基、C6-10-芳基或-NX10X11，其中X10和X11为氢、直链或支链C1-10-烷基、C7-10-芳烷基或C6-10-芳基，
G为-CH2-、-CH(CH3)-、-C(CH3)2-、-CH＝N-、-N＝N-、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-CONH-或-NR7-，R3和R4各自独立为氢、卤素、C1-C6烷基、C1-C18烷氧基或-CN，R5和R6各自独立为氢、卤素或C1-C6烷基，R7为氢或C1-C6烷基，更优选这样的二酮吡咯并吡咯，其中A1和A2为下式的基团 或 其中R1和R2各自独立为氢、氯、溴、C1-C4烷基、C1-C6烷氧基、C1-C6烷基氨基、苯基或CN，G为-O-、-NR7-、-N＝N-或-SO2-，R3和R4为氢，和R7为氢、甲基或乙基，特别优选这样的二酮吡咯并吡咯类似物，其中A1和A2为下式的基团 其中R1和R2各自独立为氢、甲基、叔丁基、氯、溴、苯基或CN。在用于电致发光的情况下，A1和A2优选以下残基
其中R21、R22、R23、R25和R26各自独立为氢、C1-C8烷基、羟基、巯基、C1-C8烷氧基、C1-C8烷硫基、卤素、卤代-C1-C8烷基、氰基、醛基、酮基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基或硅氧烷基，R24为C1-C6烷基。优选R21、R22、R23、R25和R26各自独立为氢、C1-C8烷基、C1-C8烷氧基或C1-C8烷硫基，其中特别优选以下残基
或 残基A3通常选自氢、C1-C18烷基、氰甲基、Ar3、-CR30R31-(CH2)m-Ar3或Y-R32，其中R30和R31各自独立表示氢或C1-C4烷基或可被最高达3个C1-C3烷基取代的苯基，Ar3表示芳基(特别是苯基、1-萘基或2-萘基)、C5-C8环烷基(例如环戊基、环己基、环庚基和环辛基，特别是环己基)、C5-C8环烯基(特别是环戊烯基、环戊二烯基和环己烯基)或杂芳基，各基团可被1-3个C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、卤素或可被1-3个C1-C8烷基或C1-C8烷氧基取代的苯基取代，m表示0、1、2、3或4，Y为-C(O)-、-C(O)O-、-C(O)NH-、-SO2NH-或-SO2-，R32为C1-C18烷基、Ar3或芳烷基。
A3优选为氢；C1-C8烷基(例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、2-戊基、3-戊基、2，2-二甲基丙基、正己基、正庚基、正辛基、1，1，3，3-四甲基丁基和2-乙基己基)；Y-R32，其中Y为-C(O)-，R32为
其中R40为C1-C4烷基、-O-C1-C4烷基、-S-C1-C4烷基和-(CH2)m-Ar，其中m为1，Ar为可被1-3个C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、卤素或苯基取代的下式的基团 优选的残基Ar的实例为 或 其中R50和R51各自独立为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、甲氧基、乙氧基、异丙氧基、叔丁氧基或氯。
残基A4通常选自C1-C18烷基或Ar3，特别是Ar3，其中A4优选可被1-3个C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、卤素或苯基取代的下式基团 或 式I的呋喃并吡咯为制备式III的二酮吡咯并吡咯方法的中间体，并且如WO 03022848所描述，可用作晶体生长调节剂，其中术语“调节晶体生长”是指控制颜料颗粒的合成，使具有合适的颜料粒径和/或窄的粒径分布，同时引导晶体生长以产生所需的特定形状(例如片状、针状、立方体、叶状、棱形和其他的几何形式)和/或所需的特定流变学的颗粒。因此，晶体生长控制得越好，则得到的试样的粒径分布越窄和/或晶体形状越好，或使两种特性都更好。调节效果受以下因素的影响有机颜料的化学结构、反应介质和浓度的选择以及本发明的颗粒生长调节剂的化学结构。
如果用作晶体生长调节剂，式I的呋喃并吡咯的用量占主要颜料(primary pigment)重量的约0.1-20％，特别是1.0-10.0％。虽然DPP优选作为主要颜料，但是在各种颜料颜色相容的情况下同样可使用各种不同的颜料。可接受的有机主要颜料的实例有蒽醌、酞菁、perinone、苝、二噁嗪、二酮吡咯并吡咯、硫靛、异二氢吲哚、异二氢吲哚酮、喹吖啶酮、喹吖啶酮醌、黄烷士酮、阴丹酮、蒽嘧啶或奎诺酞酮颜料以及包含这些颜料的固溶体。优选的有机颜料为喹吖啶酮、酞菁、蒽醌、苝、二酮吡咯并吡咯、异二氢吲哚酮和阴丹酮。
在制备颜料组合物时，可以在颜料合成期间、精细分散过程中、最后步骤之前或之后按照本领域已知的方法(参见WO 03022848)加入式I的二酮吡咯并吡咯(diketopyrrolopyrrole)类似物。
优选这样的式I的呋喃并吡咯，其中A1和A2为下式的基团 或 其中R1和R2各自独立为氢、卤素、C1-C18烷基、C1-C18烷氧基、C1-C18烷硫基、C1-C18烷基氨基、C1-C18烷氧基羰基、C1-C18烷基氨基羰基、-CN、-NO2、三氟甲基、C5-C8环烷基、-C＝N-(C1-C18烷基)、苯基、
咪唑基、吡唑基、三唑基、哌嗪基、吡咯基、噁唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、苯并咪唑基、吗啉基、哌啶基、吡咯烷基、-CONX5X6、-C(O)OX7、-SX9、-SOX9或-SO2X9，其中X5和X6为氢、直链或支链C1-10-烷基、C5-10-环烷基或C6-10-芳基，X7为氢、直链或支链C1-10-烷基、C5-10-环烷基或C6-10-芳基，X9为氢、直链或支链C1-18-烷基、C5-10-环烷基、C7-10-芳烷基、C6-10-芳基或-NX10K11，其中X10和X11为氢、直链或支链C1-10-烷基、C7-10-芳烷基或C6-10-芳基，G为-CH2-、-CH(CH3)-、-C(CH3)2-、-CH＝N-、-N＝N-、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-CONH-或-NR7-，R3和R4各自独立为氢、卤素、C1-C6烷基、C1-C18烷氧基或-CN，R5和R6各自独立为氢、卤素或C1-C6烷基，R7为氢或C1-C6烷基，更优选其中A1和A2为下式的基团 或 其中R1和R2各自独立为氢、氯、溴、C1-C4烷基、C1-C6烷氧基、C1-C6烷基氨基、苯基、CN、-CONX5X6、-SX9、-SOX9或-SO2X9；或-SO2X9；其中X5和X6为氢、直链或支链C1-4-烷基，X9为氢、直链或支链C1-18-烷基、C7-10-芳烷基、C6-10-芳基或-NX10X11，其中X10和X11为氢、直链或支链C1-10-烷基、C7-10-芳烷基或C6-10-芳基，G为-O-、-NR7-、-N＝N-、-S-、-SO-或-SO2-，
R3和R4为氢，和R7为氢、甲基或乙基，特别优选二酮吡咯并吡咯(diketopyrrolopyrrole)类似物，其中A1和A2为下式的基团 或 其中R1和R2各自独立为氢、C1-4-烷基(例如甲基或叔丁基)、卤素(例如氯或溴)、C1-4-烷氧基、C1-4-烷硫基(thioalkyl)、苯基、CN或-SO2X9，其中X9为C1-4-烷基、苯基、苄基或NX10X11，其中X10和X11为氢、C1-4-烷基、苄基或苯基。
A3优选为氢；C1-C8烷基(例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、2-戊基、3-戊基、2，2-二甲基丙基、正己基、正庚基、正辛基、1，1，3，3-四甲基丁基和2-乙基己基)；Y-R32，其中Y为-C(O)-，R32为 其中R40为C1-C4烷基、-O-C1-C4烷基、-S-C1-C4烷基和-(CH2)m-Ar，其中m为1，Ar为可被1-3个C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、卤素或苯基取代的下式的基团 或 C1-C18烷基为直链或支链(在适合的位置)的C1-C18烷基，C1-C18烷基的实例有甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、2-戊基、3-戊基、2，2-二甲基丙基、正己基、正庚基、正辛基、1，1，3，3-四甲基丁基、2-乙基己基、正壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基和十八烷基。优选C1-C8烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、2-戊基、3-戊基、2，2-二甲基丙基、正己基、正庚基、正辛基、1，1，3，3-四甲基丁基和2-乙基己基。特别优选C1-C4烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基或叔丁基。术语“C2-C18链烯基”是指含有一个或多个双键的不饱和直链或支链脂族烃基，特别是C2-C8链烯基，例如乙烯基、烯丙基、2-丙烯-2-基、2-丁烯-1-基、3-丁烯-1-基、1，3-丁二烯-2-基、2-戊烯-1-基、3-戊烯-2-基、2-甲基-1-丁烯-3-基、2-甲基-3-丁烯-2-基、3-甲基-2-丁烯-1-基和1，4-戊二烯-3-基。术语“C2-C18炔基”是指含有三键的不饱和脂族烃基，特别是C2-8-炔基，例如乙炔基、1-丙炔-1-基、2-丁炔-1-基、3-丁炔-1-基、2-戊炔-1-基和3-戊炔-2-基。
C1-C18烷氧基可为直链或支链的C1-C18烷氧基，实例有甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、2-戊氧基、3-戊氧基、2，2-二甲基丙氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、1，1，3，3-四甲基丁氧基和2-乙基己氧基，其中优选C1-C4烷氧基，例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、异丁氧基和叔丁氧基。C1-C18烷硫基为与所提及的烷氧基相同的基团，不同之处在于醚键中的氧原子被硫原子替代。C1-C18烷基氨基和C1-C18烷基氨基羰基中的C1-C18烷基的实例和优选基团与C1-C18烷基所提及的相同。C1-C18烷氧基羰基中的C1-C18烷氧基的实例和优选基团与C1-C18烷氧基所提及的相同。
术语“芳基”通常为C6-C24芳基，例如苯基、1-萘基、2-萘基、4-联苯基、菲基、三联苯基、芘基、2-芴基、9-芴基或蒽基，优选C6-C12芳基，例如可未取代的或取代的苯基、1-萘基、2-萘基、4-联苯基。
术语“芳烷基”通常为C7-C24芳烷基，例如苄基、2-苄基-2-丙基、β-苯乙基、α，α-二甲基苄基、ω-苯基丁基、ω，ω-二甲基-ω-苯基丁基、ω-苯基十二烷基、ω-苯基十八烷基、ω-苯基二十烷基或ω-苯基二十二烷基，优选C7-C18芳烷基，例如苄基、2-苄基-2-丙基、β-苯乙基、α，α-二甲基苄基、ω-苯基丁基、ω，ω-二甲基-ω-苯基丁基、ω-苯基十二烷基或ω-苯基十八烷基，特别优选C7-C12芳烷基，例如苄基、2-苄基-2-丙基、β-苯乙基、α，α-二甲基苄基、ω-苯基丁基、ω，ω-二甲基-ω-苯基丁基，其中脂族烃基和芳烃基均可为未取代的或取代的。
C5-C8环烷基的实例有可未取代的或取代的环戊基、环己基、环庚基和环辛基。术语“C5-C8环烯基”是指含有一个或多个双键的不饱和脂环族烃基，例如可未取代的或取代的环戊烯基、环戊二烯基和环己烯基。
术语“杂芳基”为具有5-7个环原子的环，其中氮、氧或硫为可能的杂原子，通常为具有5-18个原子并含有至少6个共轭π-电子的不饱和的杂环基团，例如噻吩基、苯并[b]噻吩基、二苯并[b，d]噻吩基、噻蒽基、呋喃基、糠基、2H-吡喃基、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、二苯并呋喃基、苯氧基噻吩基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、吡啶基、联吡啶基、三嗪基、嘧啶基、吡嗪基、哒嗪基、吲嗪基、异吲哚基、吲哚基、吲唑基、嘌呤基、喹嗪基、喹啉基、异喹啉基、2，3-二氮杂萘基、萘啶基、喹喔啉基、喹唑啉基、肉啉基、喋啶基、咔唑基、咔啉基、苯并三唑基、苯并噁唑基、菲啶基、吖啶基、萘嵌二氮苯基、菲咯啉基、吩嗪基、异噻唑基、吩噻嗪基、异噁唑基、呋咱基或吩噁嗪基。
卤素原子的实例有氟、氯、溴和碘。
如果上述的取代基为取代的，可能的取代基为C1-C8烷基、羟基、巯基、C1-C8烷氧基、C1-C8烷硫基、卤素、卤代-C1-C8烷基、氰基、醛基、酮基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基或硅氧烷基。
如WO 03022848所述，通式III的DPP可用于制备油墨用于印刷过程的印刷油墨，用于柔性版印刷、丝网印刷、包装印刷、安全油墨印刷、凹版印刷或平版印刷、用于印前阶段和纺织印刷，用于办公室应用、家庭应用或图形应用，例如纸制品，例如圆珠笔、毡尖、纤维尖、卡、木材、(木材)着色剂、金属、印台；或用于击打式印刷过程(用冲击压力色带)的油墨，着色剂用于工业或商业用途的涂料；用于纺织装饰和工业标记、辊涂、粉末涂装、汽车表面修整；用于高固体(低溶剂)涂料、含水涂料或金属涂料或用于水油漆的颜料配方，有色塑料用于涂料、纤维、底盘(platter)或模塑载体，非冲击印刷材料用于数字印刷、热蜡转移印刷过程，喷墨印刷过程或热转移印刷过程，滤色片(特别用于400-700nm的可见光范围)用于液晶显示器(LCD)或电荷耦合装置(CCD)，化妆品，或用于制备聚合物油墨颗粒、调色剂、染料激光器、干燥复印调色剂、液体复印调色剂或电子照相调色剂以及电致发光装置。
以下的实施例说明本发明的各种实施方案，但不限制本发明的范围。
使用的微波发生器为CEM Discover型，带有圆筒形单一模式的内腔设计，将微波辐射集中于试样。将试验装在密封的玻璃管中，从而将压力升至最高20.69×105Pa(300p.s.i.)。该装置最大的工作功率为300瓦。1H和13C NMR谱图分别在300MHz和75MHz下获得，偶合常数的单位为Hz。于70eV下，用异丁烷作载气，使用化学电离获得质谱。
实施例实施例1 3，6-二苯基呋喃并[3，4-c]吡咯-1，4-二酮(2)于无溶剂条件下，用微波辐射(频率2-45GHz，正向功率300瓦)辐射4-苯甲酰基-4，5-二氢-5-氧代-2-苯基吡咯-3-羧酸乙酯1(99.5mg，0.296mmol，按照WO 03022848报导的方法预先制备)，加热至250℃10分钟。随后让粗产物冷却，加入甲醇，随后将固体滤除并用甲醇洗涤。得到橙色固体状的呋喃并吡咯2(73mg，86％)。分解温度大于300℃。
δH(DMSO d6)11.87(1H，s，NH)，8.12-8.23(4H，dm，Ar-H)和7.48-7.54(6H，m，Ar-H)；δC(DMSO d6)161.4，159.3(2×C＝O)，152.2，148.1(2×quat.)，132.8，132.6,129.1(2C)，128.0，127.0(6×Ar C-H)，126.8，126.4，115.8，102.8(4×quat.).
比较实施例1(WO 03022848的实施例1)在氮气气氛下，将4-苯甲酰基-4，5-二氢-5-氧代-2-苯基吡咯-3-羧酸乙酯1(10g，0.0299mol)和Dowtherm A(200ml)的混合物加热至230-240℃64小时。随后将该溶液冷却至25℃，并滴加石油醚40-60(300ml)，这时沉淀出橙色荧光固体。将该固体滤除，再用己烷洗涤并真空干燥。产量3.48g(40％)。
实施例2 a)对溴苯甲酰氯(3)采用下述方法将对溴苯甲酸纯化溶解于NaOH水溶液中并用二氯甲烷洗涤该溶液，随后用稀盐酸水溶液酸化水层，随后用乙酸乙酯萃取。于室温下，在DCM(40ml)中将该酸(4.00g，0.0182mol)、草酰氯(4.634g，3.185ml，0.0364mol)和催化量的DMF搅拌过夜。蒸发溶剂和过量的试剂，得到灰白色固体酰氯3。熔点38-40℃。
b)4-对溴苯甲酰基-4，5-二氢-5-氧代-2-苯基吡咯-3-羧酸乙酯(5)向氢化钠(590mg，14.75mmol)中加入THF(40ml)和吡咯啉酮酯4(852mg，3.69mmol)。于室温下搅拌30分钟后，加入对溴苯甲酰氯(809.5mg，3.69mmol)的THF(10ml)溶液和催化量的DMAP，于室温下将该混合物搅拌过夜。加入10％的盐酸水溶液，随后用乙醚萃取有机组分。真空浓缩，随后用乙醇重结晶，得到黄色结晶固体状的烯醇5(665mg，44％)。熔点189℃；δH(DMSO d-6)11.90(1H，s，NH)，7.72-7.82(2H，m，ArH)，7.58-7.66(4H，m，ArH)，7.42-7.53(3H，m，ArH)，3.72(2H，q，CH2CH3)和0.9(3H，t，CH2CH3)；m/z 416(M+181Br，100％)，414(M+179Br，96％)347，319，317，296c)3-对溴苯基-6-苯基呋喃并[3，4-c]吡咯-1，4-二酮(6)于无溶剂条件下，用微波辐射(频率2-45GHz，正向功率300瓦)辐射对溴苯甲酰基吡咯啉酮酯5(154mg，0.37mmol)，加热至250℃10分钟。随后让粗产物冷却，加入甲醇，随后将固体滤除并用甲醇洗涤。得到红色固体状的呋喃并吡咯6(129mg，94％)。熔点295℃(升华，分解)；δH(DMSO d6)11.88(1H，s，NH)，8.13-8.17(2H，m，Ar-H)，7.98和7.66(2×2H，AA’BB’，J8.7，C6H4)和7.43-7.47(3H，m，Ar-H)；m/z 370(M+181Br，94％)和368(M+179Br，100％).
d)5-甲基-3-对溴苯基-6-苯基呋喃并[3，4-c]吡咯-1，4-二酮(7)于室温下，将呋喃并吡咯6(1.5g，4.08mmol)、甲苯磺酸甲酯(1.14g，6.12mmol)、碳酸钾(1.13g，8.16mmol)和二甲基甲酰胺的混合物搅拌过夜。随后加入水，随后用DCM萃取有机组分。除去该溶剂，随后依次用水、甲醇洗涤，得到红色固体状的甲基化化合物7(0.831g，53％)，熔点215-216℃。
δH(CDCl3)8.19 7.61(各2H，AA’BB’，p-C6H4Br)，7.78-7.73(2H，m，o-Ph)，7.54-7.50(3H，m，m/p-Ph)和3.38(3H，s，NCH3).λmax(abs)(DCM)/nm 454(ε15，878)e)2-甲基-5-苯基-6-对溴苯基-3-苯基呋喃并[3，4-c]吡咯-1，4-二酮(8)
于室温下，将呋喃并吡咯7(300mg，0.79mmol)、苯胺(146mg，1.57mmol)、DCC(323mg，1.57mmol)、三氟乙酸(2-3滴)和DCM的混合物搅拌144小时。除去该溶剂，随后用甲醇洗涤，得到红色固体状的吡咯并吡咯8(173mg，55％)，熔点255-256℃。
δH(GDCl3)7.88-7.83(2H，m，Ar-H)，7.49-7.43(5H，m，Ar-H)，7.40-7.26(5H，m，Ar-H)，7.12-7.07(2H，m，Ar-H)和3.35(3H，s，NCH3)实施例3 a)4-对硝基苯甲酰基-4，5-二氢-5-氧代-2-苯基吡咯-3-羧酸乙酯(11)向氢化钠(2.0g，82.5mmol)和THF(1升)的混合物中加入吡咯啉酮酯9(6.35g，27.5mmol)，于室温下搅拌15分钟。随后加入对硝基苯甲酰氯10，将该混合物搅拌过夜。依次加入甲醇和水，用盐酸酸化该混合物。用乙醚萃取有机组分，随后蒸发溶剂。用甲醇洗涤，得到黄色固体状的硝基化合物11(6.31g，60％)。
δH(DMSO-d6)11.95(1H，s，NH)，8.30and 7.84(each 2H，AA’BB’，Ar)，7.56-7.50(2H，m，o-Ph)，7.45-7.35(3H，m，m/p-Ph)，3.62(2H，q，OCH2CH3)和0.75(3H，t，OCH2CH3).m/z(ESI-ve)380(22％，M+)，379[100％，(M-1)]+b)3-对硝基苯基-6-苯基呋喃并[3，4-c]吡咯-1，4-二酮(12)于无溶剂条件下，用微波辐射辐射对硝基苯甲酰基吡咯啉酮酯11(300mg，0.90mmol)，加热至270℃15分钟。随后让粗产品冷却，加入甲醇，随后将固体滤除并用甲醇洗涤。得到红色固体状的呋喃并吡咯12(230mg，87％)。
δH(DMSO-d6)12.15(1H，s，NH)，8.38(4H，s，p-C6H4NO2)，8.34-8.28(2H，m，o-Ph)和7.69-7.58(3H，m，m/p-Ph).m/z(ESI-ye)334(21％，M+)，333[100％，(M-1)]+c)5-甲基-3-对硝基苯基-6-苯基呋喃并[3，4-c]吡咯-1，4-二酮(13)于室温下，将呋喃并吡咯12(0.9g，2.7mmol)、甲苯磺酸甲酯(750mg，4.04mmol)、碳酸钾(1g，7.2mmol)和二甲基甲酰胺的混合物搅拌过夜。随后加入水，随后用DCM萃取有机组分。除去该溶剂，随后依次用水、甲醇洗涤，得到红色固体状的甲基化化合物13(0.652g，70％)，熔点253-255℃。
δH(CDCl3)8.55和8.38(4H，AA’BB’，Ar)，7.88-7.84(2H，m，o-Ph)，7.65-7.60(3H，m，m/p-Ph)和3.49(3H，s，NCH3).λmax(abs)(DCM)/nm 482(ε17，462)d)2-甲基-5’-苯基-6-对硝基苯基-3-苯基呋喃并[3，4-c]吡咯-1，4-二酮(14)于室温下，将呋喃并吡咯13(100mg，0.29mmol)、苯胺(53mg，0.57mmol)、DCC(118mg，0.57mmol)、三氟乙酸(2-3滴)和DCM的混合物搅拌72小时。除去该溶剂，随后用甲醇洗涤，得到红色固体状的吡咯并吡咯14(63mg，52％)，熔点233-235℃。
δH(CDCl3)8.167.81(各2H，AA’BB’，P-C6H4NO2)，7.98-7.93(2H，m，o-Ph)，7.60-7.55(3H，m，m/p-Ph)，7.44-7.36(3H，m，m/p-Ph)，7.20-7.15(2H，m，o-Ph)和3.45(3H，s，NCH3).λmax(abs)(DCMynm 493(ε14，014)实施例4 a)4，5-二氢-5-氧代-1，2-二苯基吡咯-3-羧酸乙酯(16)将苯胺(2.65g，2.59ml，0.0285mmol)加至5-氧代-2-苯基-4，5-二氢呋喃-3-羧酸乙酯15(由文献F.Gaudemar-Bardone，M.Mladenova，R.Couffignal，Synthesis，1985，1043所描述的方法制备)(6.0g，0.0259mol)和乙酸(100ml)的溶液中，随后将该溶液加热至回流3小时。随后将该溶液冷却，用水稀释，并用乙醚萃取。将该有机萃取液干燥并浓缩。用柱层析法(硅胶，洗脱液为二氯甲烷)，得到无色固体状的内酰胺16(6.9g，87％)。熔点129-130℃。
δH(CDCl3)7.32-7A5(8H，m，Ar-H)，6.98-6.93(2H，m，o-Ph-N)，4.08(2H，q，OCH2CH3，J6.9)，3.67(2H，s，CH2)和1.11(3H，t，OCH2CH3，J6.9)b)4-苯甲酰基-4，5-二氢-5-氧代-1，2-二苯基吡咯-3-羧酸乙酯(17)将吡咯啉酮酯16(1.76g，5.74mmol)的四氢呋喃(100ml)溶液冷却至-78℃，加入1.0M的六甲基二硅氮烷锂(17.2ml，17.2mmol)的THF溶液。5分钟后，加入苯甲酰氯(0.97g，0.79ml，6.89mmol)，随后将该溶液搅拌30分钟。加入甲醇，随后让该溶液升至室温。用盐酸水溶液酸化该混合物，随后用乙醚萃取。将该乙醚萃取液干燥并浓缩。用柱层析法(硅胶，洗脱液为二氯甲烷)，得到黄色固体状的烯醇17(1.74g，74％)。熔点137-139℃。
δH(CDCl3)7.75-7.68(2H，m，Ar)，7.54-7.44(3H，m，Ar)，7.34-7.19(8H，m，Ar)，7.14-7.07(2H，m，Ar)，3.54(2H，q，CH2，J7.2)和0.65(3H，t，CH3，J7.2)c)3，5，6-三苯基-1H-呋喃并[3，4-c]吡咯-1，4(5H)-二酮(18)于无溶剂条件下，用微波辐射(300瓦)辐射苯甲酰基吡咯啉酮酯17(74mg)，加热至200℃10分钟。随后让粗产物冷却，加入甲醇，随后将固体滤除并用甲醇洗涤。得到橙色固体状的呋喃并吡咯18(34mg，52％)。熔点230-232℃。(文献[H.Langhals，T.Grundei，T.Potrawa，K.Polborn，Liebigs Ann.Chem.，1996，679]230-232℃)。
δH(CDCl3)8.48-8.42(2H，m，Ar-H)和7.61-7.20(13H，m，Ar-H)d)2，3，5，6-四苯基-2，5-二氢吡咯并[3，4-c]吡咯-1，4-二酮(19)
如H.Langhals，T.Grundei，T.Potrawa，K.Polborn，Liebigs Ann.Chem.，1996，679所描述的方法，由中间体18作为原料制备19。
e)2，3，6-三苯基吡咯并[3，4-c]吡咯-1，4-二酮(21)将N-苯基吡咯啉酮酯16(663mg，2.16mmol)和苄腈(446mg，440μl，4.3mmol)依次加至叔戊醇钠[得自钠(150mg，6.5mmol)和叔戊醇(4.0ml)]的溶液中，随后将该混合物加热至回流6小时。随后将该混合物冷却，用稀盐酸水溶液酸化，随后用二氯甲烷萃取。将该有机萃取液干燥并蒸发溶剂。用甲醇沉淀，随后过滤，得到明亮橙色固体状的三苯基吡咯并吡咯21(18mg，3％)，熔点390℃(分解)。
δH(DMSO d6)11.54(1H，s，NH)，8.55(2H，m，Ar-H)，7.57-7.67(5H，m，Ar-H，7.38-7.54(6H，m，Ar-H)，7.29-7.33(2H，m，Ar-H)；m/z(LCMS)363.96(30％，M)，362.95(100％，M-H)；λmaxabs(DMSO)/nm 269(ε/24，550)，303(15，720)470(22，580)和498(23，640)
权利要求
1.一种制备通式(I)的呋喃并吡咯的方法 所述方法包括任选在惰性溶剂存在下，在微波辐射下加热式(II)化合物 其中A1和A2为C1-C18烷基、C2-C18链烯基、C2-C18炔基、C5-C8环烷基、C5-C8环烯基、芳基或杂芳基，A3为氢、C1-C18烷基、氰甲基、Ar3、-CR30R31-(CH2)m-Ar3或Y-R32，其中R30和R31各自独立表示氢或C1-C4烷基或可被最高达3个C1-C4烷基取代的苯基，Ar3为芳基、C5-C8环烷基、C5-C8环烯基或杂芳基，各基团可被1-3个C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、卤素或可被1-3个C1-C8烷基或C1-C8烷氧基取代的苯基取代，m表示0、1、2、3或4，R为C1-C18烷基，特别是C1-C4烷基；芳基，特别是苯基；或芳烷基，特别是苄基，各基团可被1-3个C1-C8烷基、C1-C8烷氧基或卤素取代，Y为-C(O)-、-C(O)O-、-C(O)NH-、-SO2NH-或-SO2-，和R32为C1-C18烷基、Ar3或芳烷基。
2.权利要求1的方法，所述方法还包括使式(I)化合物与式A4-NH2(IV)的伯胺反应，其中得到了式(III)的DPP 其中A4为C1-C18烷基或Ar3，其中Ar3、A1、A2和A3如权利要求1所定义。
3.权利要求1的方法，其中A3不为氢原子的式(I)化合物通过式(Ia)化合物与式A3-X(V)化合物反应得到 其中A1、A2和A3具有权利要求1给出的含义，X为离去基团。
4.权利要求1-3中任一项的方法，其中A1和A2为下式的基团 或 其中R1和R2各自独立为氢、卤素、C1-C18烷基、C1-C18烷氧基、C1-C18烷硫基、C1-C18烷基氨基、C1-C18烷氧基羰基、C1-C18烷基氨基羰基、-CN、-NO2、三氟甲基、C5-C8环烷基、-C＝N-(C1-C18烷基)、苯基、 咪唑基、吡唑基、三唑基、哌嗪基、吡咯基、噁唑基、苯并噁唑基、苯并噻唑基、苯并咪唑基、吗啉基、哌啶基、吡咯烷基、-CONX5X6、-C(O)OX7或-SO2X9；其中X5和X6为氢、直链或支链C1-10-烷基、C5-10-环烷基或C6-10-芳基，X7为氢、直链或支链C1-10-烷基、C5-10-环烷基或C6-10-芳基，X9为氢、直链或支链C1-10-烷基、C5-10-环烷基、C7-10-芳烷基、C6-10-芳基或-NX10X11，其中X10和X11为氢、直链或支链C1-10-烷基、C7-10-芳烷基或C6-10-芳基，G为-CH2-、-CH(CH3)-、-C(CH3)2-、-CH＝N-、-N＝N-、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、-SO2NH-、-CONH-或-NR7-，R3和R4各自独立为氢、卤素、C1-C6烷基、C1-C18烷氧基或-CN，R5和R6各自独立为氢、卤素或C1-C6烷基，R7为氢或C1-C6烷基；或者A1和A2为下式的基团 或 其中R21、R22、R23、R25和R26各自独立为氢、C1-C8烷基、羟基、巯基、C1-C8烷氧基、C1-C8烷硫基、卤素、卤代-C1-C8烷基、氰基、醛基、酮基、羧基、酯基、氨基甲酰基、氨基、硝基、甲硅烷基或硅氧烷基，和R24为C1-C6烷基。
5.权利要求4的方法，其中A1和A2为下式的基团 或 其中R1和R2各自独立为氢、氯、溴、C1-C4烷基、C1-C6烷氧基、C1-C6烷基氨基、苯基或CN，G为-O-、-NR7-、-N＝N-或-SO2-，R3和R4为氢，和R7为氢、甲基或乙基。
6.权利要求4或5的方法，其中A3为氰甲基；C1-C8烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、2-戊基、3-戊基、2，2-二甲基丙基、正己基、正庚基、正辛基、1，1，3，3-四甲基丁基和2-乙基己基；Y-R32，其中Y为-C(O)-，R32为 其中R40为C1-C4烷基、-O-C1-C4烷基、-S-C1-C4烷基或-(CH2)m-Ar，其中m为1，Ar为可被1-3个C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、卤素或苯基取代的下式基团 或
7.权利要求4-6中任一项的方法，其中A4为可被1-3个C1-C8烷基、C1-C8烷氧基、卤素或苯基取代的下式基团 或
8.权利要求1-7中任一项的方法，其中式(II)的原料化合物 可通过式(VIII)化合物与丙烯酰卤A2-COX反应得到 其中R、A1和A2具有权利要求1给出的相同的含义，A3为芳基，X为卤素，优选氯。
9.权利要求8的方法，其中式(VIII)化合物通过式(IIb)化合物与胺A3-NH2反应得到 其中R和A1具有权利要求1给出的相同的含义，A3为芳基。
1O.权利要求8或9的方法，其中A2-COX为苯甲酰氯，A3-NH2为苯胺。
11.一种制备通式(III)的DPP的方法 所述方法包括将式(VIII)化合物与腈A2-CN反应，所述腈优选苄腈， 其中A1、A2和A3具有权利要求1给出的含义。
12.通式(III)的DPP 其中A1、A2和A3具有权利要求1给出的含义。
全文摘要
本发明涉及一种制备通式(I)的呋喃并吡咯的方法所述方法包括任选在惰性溶剂存在下，在微波辐射下加热式(II)化合物，其中A
文档编号C07D487/04GK1816553SQ200480019155
公开日2006年8月9日 申请日期2004年6月28日 优先权日2003年7月7日
发明者R·L·里格斯, N·J·韦斯特伍德, D·M·史密斯, C·莫尔顿 申请人:西巴特殊化学品控股有限公司