专利名称：5-(α-甲氧基苄基)吡咯类化合物与制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对微量酸敏感的吡咯类化合物，特别是一种5- ( α -甲氧基苄基) 吡咯类化合物与制备方法和应用。该类化合物在微量酸存在下即发生苄氧键断裂及二聚反 应，可用于测定有机溶剂中含有的微量酸，从而建立一种崭新的测定方法，特别适用于测定 氘代核磁溶剂中所含有的微量酸，包括氘代氯仿中因为自身分解所产生的酸，可利用核磁 共振谱仪直接进行测量，通过利用核磁共振谱手段观察该反应速度，即可确定该氘代试剂 中酸的浓度。该方法简洁方便，可靠，只需消耗少量氘代样品和试剂。
背景技术：
对于水溶液中的酸的浓度的测定，已有比较成熟的仪器和方法，比如碱滴定法、酸 度计法以及PH试纸法等。但对于有机溶剂中的微量酸来说，目前比较常用的方法是用水萃 取后在用碱滴定。例如，卤代烷烃中通常含有微量的氢卤酸，对其浓度的测定国内外标准的 方法都是这种滴定法。比如，氯仿是一种常见的卤代烃类有机溶剂，因为存放过程中暴露于空气紫外光 使其部分分解二产生少量的氯化氢。对于其氯化氢含量的测定，工业上通常采用水提取和 碱滴定的方法。这种方法通常需要上百毫升的样品。这对于某些比较贵重的有机溶剂，比 如核磁共振上使用的氘代卤代烃溶剂中酸的测定来说，未免过于昂贵。时至今日，对用于核磁共振测定中广泛使用的氘代试剂中少量的酸测定，尚缺 乏一种简便的、样品消耗量小的方法。例如，氘代氯仿(CDCl3)是一种最为常见的核磁溶 剂。目前市场上所销售的氘代氯仿中酸的含量通常没有给出明确指标，但通常是在10_2 10_4mol/L范围。事实上，关于氘代氯仿中酸的含量国际上尚无一个标准。由于氘代氯仿中的酸会对许多化合物的核磁测定产生影响，而且酸的浓度在储存 和运输过程中会因为氯仿分解的逐渐分解而增加，因此有必要开发一种发便的用于检测和 控制其中酸的浓度的方法，以便对经常日常使用的氘代氯仿中酸的浓度及变化进行检测和 监控。鉴于氘代试剂通常采用较小的小包装，对氘代氯仿中的酸浓度的测定时，若传统的用 于工业氯仿的碱滴定的方法，因需要比较大量的样品而不太适用。因此，新的检测方法的关 键应该是尽量降低样品的消耗量。近来L. R. Cohen等曾报道了一种在氯仿中加入四苯基卟啉以捕获游离的质子，进 而通过紫外光谱变化测定其中的酸的浓度的方法(L.R. Cohen et al. J. Coord. Chem. 2009, 62，1743-1753)。该方法的特点是基于四苯基卟啉与质子之间的化学计量反应。对于氘代核磁溶剂中酸的测定来说，采用核磁共振谱手段进行检测是一个优先选 项，但是这种手段用来检测质子参予的化学计量反应，检测的灵敏度将受到很大的限制。关于酸性条件下的苄氧键断裂，已有研究通常是在过量的浓酸作用下，或者有过 量的其它亲核试剂(如，水)存在下进行(M. C. Lopeza et al. J. Phys. Org. Chem. 2008，21， 614-621)。此外，有机化学中对酸敏感的化合物并不少见，但在微量酸存在下所导致的单一 选择性的反应，并且其反应物为便于储存和应用的稳定性固体的例子尚未见公开报道。
吡咯是一种重要的芳香类化合物，与苯类芳烃相比，它的富电子性不仅使其能够 稳定其α -位的苄氧键断裂所生成的碳正离子中间体，而且使其本身还具有很高的亲核反 应活性。已知的吡咯类化合物已有种类繁多；关于吡咯类化合物的合成方法也有很多报道， 如传统的Knorr合成法、Paal-Knorr合成法、Hantzsch和Kenner合成法、及近些年来的金 属催化合成法等。但是，在吡咯的α-位连有甲氧基取代的苄基的吡咯类化合物，则未见报 道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在微量酸催化下进行的化学反应方法，能有效地用 于测定有机溶剂中含有的微量酸的化合物。更具体地，本发明提供一种对微量酸敏感的 5-(α_甲氧基苄基)吡咯类化合物、其制备方法和在微量酸测定上的应用。该类化合物在 微量酸存在下即发生苄氧键断裂及二聚反应，可定量测定测定有机溶剂中含有的微量酸。 这种催化反应方式能够大大提高对酸的检测灵敏度，从而建立一种崭新的测定方法。这种方法特别适用于测定氘代核磁溶剂中所含有的微量酸，包括氘代氯仿中因为 自身分解所产生的酸，原因在于它可利用核磁共振谱仪直接进行测量，即通过利用核磁共 振谱手段观察该反应速度，来确定氘代试剂中酸的浓度，因此该方法方便、简洁、可靠；此 外，这种方法只需消耗少量氘代核磁溶剂样品，这一特点对测量比较昂贵的氘代试剂中所 含有的微量酸的浓度尤为重要。本发明提供的5_( α-甲氧基苄基)吡咯类化合物具有式I结构，其中，R1是苯基或取代的苯基；R2是烷基；R3是苯基或取代的苯基；R4是氢、烷基或 取代烷基、苯基或取代的苯基。上述烷基是指C1-C6的直链或支链的烷基；取代烷基是指被一个或多个卤素、羰 基、羟基、烷氧基、腈基、烷基酰基、烷氧基酰基、羟基酰基、氨基酰基或胺基酰基取代的烷 基；取代的苯基是指苯环上被一个或多个烷基、卤素、羟基、烷氧基取代的苯基。式I结构的化合物的特征是，其中的富电子的吡咯环对其OC-位的甲氧基离去所产 生的碳正离子具有稳定化作用，因而可以促进该基团在酸催化下的离去；该甲氧基还处于 R1基团(苯基或取代苯基)的OC-位，因此该苄氧键在微量酸的催化下即很容易发生断裂。 此外，处于吡咯环上1、2和3位的取代基R2和R3、R4，亦可对甲氧基的离去起到辅助作用。本发明提供了上述式I化合物在微量酸催化下发生反应，所得到的二聚产物，其 结构为式II
权利要求
1. 一种2_( α -甲氧基苄基)吡咯类化合物，其特征在于它具有式⑴的结构其中，R1是苯基或取代的苯基；R2是烷基；R3是苯基或取代的苯基；R4是氢、烷基或取代 烷基、苯基或取代的苯基；其中，烷基是指C1-C6的直链或支链的烷基；取代烷基是指被一个或多个商素、羰基、羟 基、烷氧基、腈基、烷基酰基、烷氧基酰基、羟基酰基、氨基酰基或胺基酰基取代的烷基；取代 的苯基是指苯环上被一个或多个烷基、卤素、羟基、烷氧基取代的苯基。
2.按照权利要求1所述的2-(α-甲氧基苄基)吡咯类化合物，其特征在于=R1为Wk p-Me-Ph, p-nPrO-Ph 或 p-Cl-Ph ；R2 为 Me、Et ；R3 为 Ph、p-Me-Ph、p-Et-Ph 或 p-iPr-Ph ；R4 为 Ph, p-Me-Wi、p-MeO-Ph, n-Bu-Ph, COOEt 或 H。
3.—种权利要求1所述的式I化合物的二聚产物，其特征在于它具有式(II)的结构II其中，R1，R2，R3和R4具有与权利要求1相同的定义。
4. 一种用于合成权利要求1所述的式I化合物，其特征在于它具有式(III)所示的结构其中，R1, R2和R3具有与权利要求1相同的定义。
5.权利要求1所述的式I化合物的制备方法，其特征在于它包括的步骤将式(III)的 化合物与式(IV)的化合物反应；式(III)化合物的制备方法的步骤是将式(V)的化合物首 先转化成酰氯，再与式(VI)的化合物反应，产物再经过皂化和酸化；或将式(V)的化合物， 在DCC存在下直接与式(VI)的化合物反应，产物再经过皂化和酸化；其中R1W和R4具 有权利要求1给出的定义，反应式N
6.权利要求3所述的式II化合物的制备方法，其特征在于它包括的步骤是将式(I)的 化合物，在微量酸存在下反应，以获得式(II)的化合物，其中R1，R2，R3和R4具有权利要求 1所给出的定义
7.权利要求1或2所述的式I化合物的在测定有机溶剂中微量酸的应用。
8.根据权利要求7所述的式I化合物的在测定有机溶剂中微量酸的应用，其特征在于 它用于测定氘代氯仿中的微量酸包括以下步骤1)将用滴定的方法测定过的已知酸浓度的氘代氯仿为标准物，用核磁共振法监测的方法测定式I化合物在该到的溶剂中发生二聚反应的速率，得到酸的浓度与反应速度对应的 线性关系的工作曲线；2)用核磁共振法监测的方法测定式I化合物在任一待测氘代氯仿样品中的二聚反应 速率，并通过上一步所得到的工作曲线，得到该氘代氯仿样品中酸的浓度。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于在以5-(甲氧基)苯甲基-1-甲基-2，3-二 苯基吡咯作为测量试剂时，包括以下具体步骤1)准确称取5-(甲氧基)苯甲基-1-甲基-2，3-二苯基吡咯6. OOmg,转移入干净的核 磁管中，向其中加入0. 60ml氘代氯仿样品，立即进行1H NMR数据采集，每隔数分钟采集一 次数据，直至反应进行到三个半衰期以后；通过对核磁谱图积分确定反应物与产物的浓度 变化；以原料浓度的对数对时间线性拟合得到一条直线，其斜率为反应速度常数；2)按照上述步骤，采用一系列已知酸浓度的氘代氯仿样品，得到反映反应速度常数与 酸浓度线性关系的工作曲线；3)再对未知酸度的氘代氯仿样品进行上述测定，得到其反应速度常数，代入所得工作 曲线，求得其酸度值。
10.一种新的检测有机溶剂中微量酸的方法，其特征在于采用一种微量酸催化下发生 的化学反应，且其反应速度与酸的浓度成正比，因而可以通过观察反应深度来确定酸的浓 度；这种催化反应的方式可以大大提高对微量酸的检出灵敏度。
全文摘要
本发明涉及一种测定有机溶剂中含有的微量酸的方法，这种方法所采用的试剂，即5-(α-甲氧基苄基)吡咯类化合物，及其合成方法。该类化合物是一种对微量酸敏感的化合物，在微量酸催化下发生苄氧键断裂及二聚反应，其反应速度与酸的浓度具有线性关系，因而可以通过测定反应速度来确定酸的浓度。该方法特别适用于借助核磁共振谱手段测定氘代核磁溶剂中所含的微量酸，包括氘代氯仿中因为自身分解所产生的酸。其特点是只需消耗少量氘代试剂样品，非常方便、快速、实用和经济。
文档编号C07D207/333GK102134213SQ20101061959
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月31日 优先权日2010年12月31日
发明者吴宗绪, 孙怀林, 张永坡, 朱门, 王小伟 申请人:南开大学