本发明涉及一种有机化合物的合成方法,具体地说涉及与一种6-氰基菲啶类化合物的制备方法。
背景技术:
菲啶是一类非常重要的含氮杂化化合物,这类化合物具有潜在的生物活性和光电特性,是一些天然产物、药物和功能材料分子中重要的结构单元。例如花椒宁碱(fagaronine)和两面针碱(nitidine)都属于菲啶生物碱,前者具有抗癌活性,后者具有抗细胞毒素、抗菌等活性。之前菲啶的合成是通过2-羟甲基环己酮与苯胺和苯胺盐酸盐在乙醇溶液中缩合,或7,8,9,10-四氢菲啶酮还原制得。近年来,由于菲啶类化合物的特有的活性,新发展了多种合成菲啶类化合物的方法。例如studer等报道的以2-苯基苯异腈类化合物为底物,四丁基碘化铵为引发剂成功合成6-三氟甲基菲啶及其衍生物(见angew.chem.int.ed.,2013,52:10792)。焦宁等通过叠氮化物提供氮源,芳醛/酮为原料,合成了菲啶及其衍生物(见org.lett.,2015,17:1613)。
同时,氰基作为一种重要的基团在有机合成过程中有独特的应用,能够一步转化成羧基等其他官能团。所以,在菲啶上引入氰基,可能增强其生物活性,扩大其应用。qiang等人利用二苯基苯异腈与过氧化二叔丁基反应,合成6-氰基类化合物(见adv.synth.catal.,2014,3341)。但此方法用到了复杂的催化体系,并且需要较高的反应温度。因此,开发一种简单的、通用的合成氰基菲啶的方法是十分有必要的。
技术实现要素:
针对现有技术的不足,本发明为,提供了一种通用,简便,高效的合成6-氰基菲啶类化合物的方法。
本发明的技术方案是:
一种合成式(ⅱ)所示的6-氰基菲啶类化合物的方法,所述方法为:以式(ⅰ)所示取代叠氮端烯类化合物为起始物,以二对甲苯磺酰胺钠为氮源,在银催化剂、氧化剂、溶剂的作用下,于60℃~120℃下反应3~6小时,反应液经分离纯化制备得到式(ⅱ)所示的6-氰基菲啶类化合物;
式(ⅰ)或式(ⅱ)中,r1为h、氟或氯;r2为h或h各自被甲基、氯、甲氧基、溴、氟或苯基单取代或多取代,n是取代基个数,n为1或2。
进一步,r2为h或h各自被氯、甲氧基、溴、氟或苯基单取代。
进一步,r2为h或h各自被甲基多取代。
上述反应的反应式如下:
本发明所述的银催化剂为硝酸银、亚硝酸银、氧化银中的一种或多种。
进一步,所述银催化剂的物质的量为式(ⅰ)所示取代叠氮端烯类化合物物质的量的10%~20%,最优选为20%。
本发明所述的氧化剂为二醋酸碘苯、叔丁基过氧化氢、过硫酸钾、过硫酸铵中的一种或多种。
进一步,所述氧化剂的物质的量为式(ⅰ)所示取代叠氮端烯类化合物物质的量的100%~300%,最优选为200%。
本发明所述的溶剂为乙腈、四氢呋喃、二氯甲烷、甲苯等一种或多种,最佳为甲苯。
进一步,所述溶剂的体积以式(ⅰ)所示取代叠氮端烯类化合物物质的量计为1~2ml/mmol。
本发明所述反应的反应温度为60℃~120℃,最佳反应温度为100℃。
本发明所述反应的反应时间为3~6小时,最佳反应时间为5小时。
本发明所述的所述分离纯化为:反应液中加入柱层析硅胶,并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离,以石油醚与乙酸乙酯体积比为50:1的混合液作为洗脱剂洗脱,收集含目标产物的洗脱液,蒸除溶剂得到目标产物。
进一步,所述柱层析硅胶为100~200目,其用量通常以式(ⅰ)所示取代叠氮端烯类化合物的物质的量计为0.5g/mmol。
优选地,本发明所述式(ⅱ)所示的6-氰基菲啶类化合物为下列之一:
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)安全环保,不产生废气废水;
(2)底物适应性好,各种取代基都可以实现芳构化/氰基化;
(3)反应条件温和;
(4)原料不需事先芳构化或氰基化,反应步骤简单,且是一种合成各种含取代基的6-氰基菲啶类化合物的新路线;
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明,但本发明的保护范围不限于此:
实施例1
将0.3mmol2-(4-叔丁基)苯基-α-叠氮基-苯乙烯、0.6mmol二对甲苯磺酰胺钠、0.6mmol过硫酸钾和0.06mmol硝酸银加入到15ml厚壁耐压反应管中,再加入3ml甲苯作溶剂。接着,于100℃下磁力搅拌5小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=50:1作为洗脱剂)。该物质为黄白色固体,产率55%。
表征数据:1hnmr(500mhz,cdcl3):δ8.63(d,j=8.0hz,1h),8.53(d,j=8.5hz,1h),8.42(d,j=8.0hz,1h),8.24(d,j=1.5hz,1h),7.98–7.89(m,2h),7.84–7.78(m,1h),1.49(s,9h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ153.3,143.7,135.5,132.6,132.1,128.4,128.4,126.7,126.6,125.2,122.4,122.2,121.9,115.9,35.1,31.2.
实施例2
将0.3mmol2-(4-叔丁基)苯基-α-叠氮基-苯乙烯、0.6mmol二对甲苯磺酰胺钠、0.6mmol过硫酸钾和0.06mmol硝酸银加入到15ml厚壁耐压反应管中,再加入3ml四氢呋喃作溶剂。接着,于100℃下磁力搅拌3小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=50:1作为洗脱剂)。该物质为黄白色固体,产率50%。
表征数据:1hnmr(500mhz,cdcl3):δ8.63(d,j=8.0hz,1h),8.53(d,j=8.5hz,1h),8.42(d,j=8.0hz,1h),8.24(d,j=1.5hz,1h),7.98–7.89(m,2h),7.84–7.78(m,1h),1.49(s,9h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ153.3,143.7,135.5,132.6,132.1,128.4,128.4,126.7,126.6,125.2,122.4,122.2,121.9,115.9,35.1,31.2.
实施例3
将0.3mmol2-(4-叔丁基)苯基-α-叠氮基-苯乙烯、0.6mmol二对甲苯磺酰胺钠、0.6mmol过硫酸钾和0.06mmol亚硝酸银加入到15ml厚壁耐压反应管中,再加入3ml甲苯作溶剂。接着,于100℃下磁力搅拌6小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=50:1作为洗脱剂)。该物质为黄白色固体,产率53%。
表征数据:1hnmr(500mhz,cdcl3):δ8.63(d,j=8.0hz,1h),8.53(d,j=8.5hz,1h),8.42(d,j=8.0hz,1h),8.24(d,j=1.5hz,1h),7.98–7.89(m,2h),7.84–7.78(m,1h),1.49(s,9h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ153.3,143.7,135.5,132.6,132.1,128.4,128.4,126.7,126.6,125.2,122.4,122.2,121.9,115.9,35.1,31.2.
实施例4
将0.3mmol2-(4-氯)苯基-α-叠氮基-苯乙烯、0.6mmol二对甲苯磺酰胺钠、0.6mmol过硫酸钾和0.06mmol硝酸银加入到15ml厚壁耐压反应管中,再加入3ml甲苯作溶剂。接着,于100℃下磁力搅拌5小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=50:1作为洗脱剂)。该物质为黄白色固体,产率64%。
表征数据:1hnmr(500mhz,cdcl3):δ8.65(d,j=8.0hz,1h),8.56(d,j=9.0hz,1h),8.48(d,j=8.0hz,1h),8.26(d,j=2.0hz,1h),8.03(t,j=7.5hz,1h),7.90(t,j=7.5hz,1h),7.80(dd,j1=9.0hz,j2=2.0hz,1h);13cnmr(125mhz,cdcl3):δ155.5,144.2,1371,135.7,132.8,132.5,130.6,130.1,129.3,127.0,125.5,123.7,123.3,122.4,115.6.
实施例5
将0.3mmol2-(4-氯)苯基-α-叠氮基-苯乙烯、0.6mmol二对甲苯磺酰胺钠、0.6mmol过硫酸钾和0.06mmol硝酸银加入到15ml厚壁耐压反应管中,再加入3ml甲苯作溶剂。接着,于60℃下磁力搅拌5小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=50:1作为洗脱剂)。该物质为黄白色固体,产率56%。
表征数据:1hnmr(500mhz,cdcl3):δ8.65(d,j=8.0hz,1h),8.56(d,j=9.0hz,1h),8.48(d,j=8.0hz,1h),8.26(d,j=2.0hz,1h),8.03(t,j=7.5hz,1h),7.90(t,j=7.5hz,1h),7.80(dd,j1=9.0hz,j2=2.0hz,1h);13cnmr(125mhz,cdcl3):δ155.5,144.2,1371,135.7,132.8,132.5,130.6,130.1,129.3,127.0,125.5,123.7,123.3,122.4,115.6.
实施例6
将0.3mmol2-(4-氯)苯基-α-叠氮基-苯乙烯、0.3mmol二对甲苯磺酰胺钠、0.6mmol过硫酸钾和0.06mmol硝酸银加入到15ml厚壁耐压反应管中,再加入3ml乙腈作溶剂。接着,于100℃下磁力搅拌5小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=50:1作为洗脱剂)。该物质为黄白色固体,产率52%。
表征数据:1hnmr(500mhz,cdcl3):δ8.65(d,j=8.0hz,1h),8.56(d,j=9.0hz,1h),8.48(d,j=8.0hz,1h),8.26(d,j=2.0hz,1h),8.03(t,j=7.5hz,1h),7.90(t,j=7.5hz,1h),7.80(dd,j1=9.0hz,j2=2.0hz,1h);13cnmr(125mhz,cdcl3):δ155.5,144.2,1371,135.7,132.8,132.5,130.6,130.1,129.3,127.0,125.5,123.7,123.3,122.4,115.6.
实施例7
将0.3mmol2-苯基-5-氟-α-叠氮基-苯乙烯、0.6mmol二对甲苯磺酰胺钠、0.6mmol过硫酸钾和0.06mmol硝酸银加入到15ml厚壁耐压反应管中,再加入3ml甲苯作溶剂。接着,于100℃下磁力搅拌5小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=50:1作为洗脱剂)。该物质为黄白色固体,产率72%。
表征数据:1hnmr(500mhz,cdcl3):δ8.71(dd,j1=9.0,j2=5.0hz,1h),8.60–8.55(m,1h),8.30–8.24(m,1h),8.09(dd,j1=8.5,j2=2.5hz,1h),7.90–7.83(m,2h),7.73-7.77(m,1h);13cnmr(125mhz,cdcl3):δ162.0(d,j=125.0hz),143.4(d,j=1.3hz),134.9(d,j=3.8hz),130.9(d,j=9.0hz),129.65,129.5(d,j=1.3hz),126.8(d,j=21.3hz),125.4(d,j=8.8hz),124.44,122.05,121.9(d,j=23.8hz),115.51,111.27,111.09.
实施例8
将0.3mmol2-苯基-5-氟-α-叠氮基-苯乙烯、0.6mmol二对甲苯磺酰胺钠、0.6mmol过硫酸铵和0.06mmol硝酸银加入到15ml厚壁耐压反应管中,再加入3ml甲苯作溶剂。接着,于120℃下磁力搅拌5小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=50:1作为洗脱剂)。该物质为黄白色固体,产率65%。
表征数据:1hnmr(500mhz,cdcl3):δ8.71(dd,j1=9.0,j2=5.0hz,1h),8.60–8.55(m,1h),8.30–8.24(m,1h),8.09(dd,j1=8.5,j2=2.5hz,1h),7.90–7.83(m,2h),7.73-7.77(m,1h);13cnmr(125mhz,cdcl3):δ162.0(d,j=125.0hz),143.4(d,j=1.3hz),134.9(d,j=3.8hz),130.9(d,j=9.0hz),129.65,129.5(d,j=1.3hz),126.8(d,j=21.3hz),125.4(d,j=8.8hz),124.44,122.05,121.9(d,j=23.8hz),115.51,111.27,111.09.
实施例9
将0.3mmol2-苯基-5-氟-α-叠氮基-苯乙烯、0.6mmol二对甲苯磺酰胺钠、0.6mmol过硫酸钾和0.06mmol氧化银加入到15ml厚壁耐压反应管中,再加入3ml甲苯作溶剂。接着,于100℃下磁力搅拌5小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=50:1作为洗脱剂)。该物质为黄白色固体,产率68%。
表征数据:1hnmr(500mhz,cdcl3):δ8.71(dd,j1=9.0,j2=5.0hz,1h),8.60–8.55(m,1h),8.30–8.24(m,1h),8.09(dd,j1=8.5,j2=2.5hz,1h),7.90–7.83(m,2h),7.73-7.77(m,1h);13cnmr(125mhz,cdcl3):δ162.0(d,j=125.0hz),143.4(d,j=1.3hz),134.9(d,j=3.8hz),130.9(d,j=9.0hz),129.65,129.5(d,j=1.3hz),126.8(d,j=21.3hz),125.4(d,j=8.8hz),124.44,122.05,121.9(d,j=23.8hz),115.51,111.27,111.09.
实施例10
将0.3mmol2-(3,5-二甲基)苯基-α-叠氮基-苯乙烯、0.6mmol二对甲苯磺酰胺钠、0.6mmol过硫酸钾和0.06mmol硝酸银加入到15ml厚壁耐压反应管中,再加入3ml甲苯作溶剂。接着,于100℃下磁力搅拌5小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=50:1作为洗脱剂)。该物质为黄白色固体,产率72%。
表征数据:1hnmr(500mhz,cdcl3):δ8.59(d,j=10.0hz,1h),8.38(d,j=10.0hz,1h),8.16(s,1h),7.90(t,j=7.5hz,1h),7.79(t,j=7.5hz,1h),7.49(s,1h),2.82(s,1h),2.62(s,1h);13cnmr(125mhz,cdcl3):δ141.1,140.1,139.0,133.1,132.6,132.1,131.5,128.4,126.4,125.4,124.7,122.6,119.5,116.3,22.3,18.2。
实施例11
将0.3mmol2-(3,5-二甲基)苯基-α-叠氮基-苯乙烯、0.6mmol二对甲苯磺酰胺钠、0.6mmol叔丁基过氧化氢和0.06mmol硝酸银加入到15ml厚壁耐压反应管中,再加入3ml二氯甲烷作溶剂。接着,于100℃下磁力搅拌5小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=50:1作为洗脱剂)。该物质为黄白色固体,产率65%。
表征数据:1hnmr(500mhz,cdcl3):δ8.59(d,j=10.0hz,1h),8.38(d,j=10.0hz,1h),8.16(s,1h),7.90(t,j=7.5hz,1h),7.79(t,j=7.5hz,1h),7.49(s,1h),2.82(s,1h),2.62(s,1h);13cnmr(125mhz,cdcl3):δ141.1,140.1,139.0,133.1,132.6,132.1,131.5,128.4,126.4,125.4,124.7,122.6,119.5,116.3,22.3,18.2。
实施例12
将0.3mmol2-(3,5-二甲基)苯基-α-叠氮基-苯乙烯、0.6mmol二对甲苯磺酰胺钠、0.6mmol过硫酸钾和0.045mmol硝酸银加入到15ml厚壁耐压反应管中,再加入3ml甲苯作溶剂。接着,于80℃下磁力搅拌5小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=50:1作为洗脱剂)。该物质为黄白色固体,产率70%。
表征数据:1hnmr(500mhz,cdcl3):δ8.59(d,j=10.0hz,1h),8.38(d,j=10.0hz,1h),8.16(s,1h),7.90(t,j=7.5hz,1h),7.79(t,j=7.5hz,1h),7.49(s,1h),2.82(s,1h),2.62(s,1h);13cnmr(125mhz,cdcl3):δ141.1,140.1,139.0,133.1,132.6,132.1,131.5,128.4,126.4,125.4,124.7,122.6,119.5,116.3,22.3,18.2。
实施例13
将0.3mmol2-(4-甲氧基)苯基-α-叠氮基-苯乙烯、0.6mmol二对甲苯磺酰胺钠、0.6mmol过硫酸钾和0.06mmol硝酸银加入到15ml厚壁耐压反应管中,再加入3ml甲苯作溶剂。接着,于100℃下磁力搅拌6小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=50:1作为洗脱剂)。该物质为黄白色固体,产率57%。
表征数据:1hnmr(500mhz,cdcl3):δ8.59(d,j=8.5hz,1h),8.51(d,j=9.5hz,1h),8.43(d,j=8.0hz,1h),7.99–7.93(m,1h),7.82–7.76(m,1h),7.64(d,j=2.5hz,1h),7.47(dd,j1=9.0,j2=2.5hz,1h),4.02(s,3h);13cnmr(125mhz,cdcl3):δ160.8,145.4,136.0,133.0,132.3,127.8,126.7,124.8,123.4,121.9,121.6,119.1,116.0,110.1,55.8.
实施例14
将0.3mmol2-(4-甲氧基)苯基-α-叠氮基-苯乙烯、0.6mmol二对甲苯磺酰胺钠、0.6mmol二醋酸碘苯和0.06mmol硝酸银加入到15ml厚壁耐压反应管中,再加入3ml甲苯作溶剂。接着,于100下磁力搅拌5小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=50:1作为洗脱剂)。该物质为黄白色固体,产率45%。
表征数据:1hnmr(500mhz,cdcl3):δ8.59(d,j=8.5hz,1h),8.51(d,j=9.5hz,1h),8.43(d,j=8.0hz,1h),7.99–7.93(m,1h),7.82–7.76(m,1h),7.64(d,j=2.5hz,1h),7.47(dd,j1=9.0,j2=2.5hz,1h),4.02(s,3h);13cnmr(125mhz,cdcl3):δ160.8,145.4,136.0,133.0,132.3,127.8,126.7,124.8,123.4,121.9,121.6,119.1,116.0,110.1,55.8.
实施例15
将0.3mmol2-(4-甲氧基)苯基-α-叠氮基-苯乙烯、0.6mmol二对甲苯磺酰胺钠、0.9mmol过硫酸钾和0.03mmol硝酸银加入到15ml厚壁耐压反应管中,再加入3ml甲苯作溶剂。接着,于100℃下磁力搅拌5小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=50:1作为洗脱剂)。该物质为黄白色固体,产率52%。
表征数据:1hnmr(500mhz,cdcl3):δ8.59(d,j=8.5hz,1h),8.51(d,j=9.5hz,1h),8.43(d,j=8.0hz,1h),7.99–7.93(m,1h),7.82–7.76(m,1h),7.64(d,j=2.5hz,1h),7.47(dd,j1=9.0,j2=2.5hz,1h),4.02(s,3h);13cnmr(125mhz,cdcl3):δ160.8,145.4,136.0,133.0,132.3,127.8,126.7,124.8,123.4,121.9,121.6,119.1,116.0,110.1,55.8.
实施例16
将0.3mmol2-(4-甲氧基)苯基-α-叠氮基-苯乙烯、0.6mmol二对甲苯磺酰胺钠、0.3mmol过硫酸钾和0.06mmol硝酸银加入到15ml厚壁耐压反应管中,再加入3ml甲苯作溶剂。接着,于100℃下磁力搅拌5小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=50:1作为洗脱剂)。该物质为黄白色固体,产率47%。
表征数据:1hnmr(500mhz,cdcl3):δ8.59(d,j=8.5hz,1h),8.51(d,j=9.5hz,1h),8.43(d,j=8.0hz,1h),7.99–7.93(m,1h),7.82–7.76(m,1h),7.64(d,j=2.5hz,1h),7.47(dd,j1=9.0,j2=2.5hz,1h),4.02(s,3h);13cnmr(125mhz,cdcl3):δ160.8,145.4,136.0,133.0,132.3,127.8,126.7,124.8,123.4,121.9,121.6,119.1,116.0,110.1,55.8.
实施例17
将0.3mmol2-(4-叔丁基)苯基-α-叠氮基-苯乙烯、0.6mmol二对甲苯磺酰胺钠、0.9mmol过硫酸钾和0.06mmol硝酸银加入到15ml厚壁耐压反应管中,再加入3ml甲苯作溶剂。接着,于100℃下磁力搅拌5小时。冷却至室温后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=50:1作为洗脱剂)。该物质为黄白色固体,产率54%。
表征数据:1hnmr(500mhz,cdcl3):δ8.63(d,j=8.0hz,1h),8.53(d,j=8.5hz,1h),8.42(d,j=8.0hz,1h),8.24(d,j=1.5hz,1h),7.98–7.89(m,2h),7.84–7.78(m,1h),1.49(s,9h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ153.3,143.7,135.5,132.6,132.1,128.4,128.4,126.7,126.6,125.2,122.4,122.2,121.9,115.9,35.1,31.2.