本发明属于酯类化合物的合成技术领域，具体涉及一种n-亚硝基-4-氨基丁酸酯类化合物的合成方法。
背景技术：
n-亚硝基-4-氨基丁酸酯类化合物同时包含高反应活性的亚硝基与酯基官能团，其作为重要的有机合成中间体，在生物制药、农药以及工业染料等领域均有着广泛的应用。目前，该类化合物的合成方法主要有：1)伯胺与溴代丁酸酯的亲核取代-亚硝化反应；2)取代甘氨酸与丙烯酸酯的迈克尔加成-脱羧-亚硝化反应；3)伯胺与4-氯代丁酰氯以及醇的双亲核取代-亚硝化反应等。虽然这些方法可以有效地合成n-亚硝基-4-氨基丁酸酯类化合物，但仍存在一些急需解决的问题，比如：反应原料不易得到、反应条件苛刻以及合成步骤繁琐等，这些不足之处也使得上述方法的实用性受到很大限制。有鉴于此，进一步研究并开发从易得的原料出发合成n-亚硝基-4-氨基丁酸酯类化合物的简捷、高效新方法具有重要的理论意义和应用价值。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题是提供了一种n-亚硝基-4-氨基丁酸酯类化合物的合成方法，该方法从简单易制备的原料出发，通过一锅串联反应直接得到n-亚硝基-4-氨基丁酸酯类化合物，具有操作方便、条件温和及底物适用范围广等优点，适合于工业化生产。
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种n-亚硝基-4-氨基丁酸酯类化合物的合成方法，其特征在于具体过程为：将n-芳基取代哌啶类化合物1溶于醇溶剂中，然后加入氧化剂和亚硝酸叔丁酯(tbuono,tbn)，在空气气氛下于25-60℃反应制得n-亚硝基-4-氨基丁酸酯类化合物2，合成过程中的反应方程式为：
其中r1为苯基或取代苯基，该取代苯基苯环上的取代基为氟、氯、溴、三氟甲基、氰基、甲基或苯基，r2为氢、甲基或苯基，氧化剂为2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶四氟硼酸盐或2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶高氯酸盐，醇溶剂为c1-5烷基醇。
进一步优选，所述醇溶剂为甲醇、乙醇、丁醇、异丁醇或异丙醇。
进一步优选，所述n-芳基取代哌啶类化合物1、亚硝酸叔丁酯与氧化剂的投料物质的量之比为1:2-4:1.5-2。
进一步优选，所述n-芳基取代哌啶类化合物1与醇溶剂的投料配比为0.2mmol:1ml。
本发明与现有技术相比具有以下优点：(1)合成过程为一锅串联反应，操作简便，效率高；(2)原料易于得到；(3)反应在60℃以下进行，条件温和，操作简便；(4)底物的适用范围广。因此，本发明为n-亚硝基-4-氨基丁酸酯类化合物的合成提供了一种经济且实用的新方法。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
在15ml的反应瓶中加入化合物1a(0.2mmol,32mg)和乙醇(c2h5oh,1ml)，然后加入2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶四氟硼酸盐(t+bf4-,0.3mmol,73mg)和tbn(90wt％,0.6mmol,79μl)。在空气气氛下于室温搅拌反应6小时，然后加入10ml饱和氯化钠溶液淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10ml×3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝20:1，v/v)得黄色液体产物n-亚硝基-n-苯基-4-氨基丁酸乙酯2a(30mg,64％)。该化合物的表征数据如下：1hnmr(600mhz,cdcl3)δ:1.17-1.20(m,3h),1.80-1.83(m,2h),2.25(t,j＝7.2hz,2h),4.01-4.08(m,4h),7.28-7.31(m,1h),7.40-7.43(m,2h),7.51-7.53(m,2h).13cnmr(100mhz,cdcl3)δ:14.2,21.7,31.3,42.8,60.7,119.3,127.4,129.6,141.5,172.6.ms:m/z259[m+na]+。
实施例2
在15ml的反应瓶中加入化合物1a(0.2mmol,32mg)和乙醇(c2h5oh,1ml)，然后加入2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶四氟硼酸盐(t+bf4-,0.4mmol,97mg)和tbn(90wt％,0.6mmol,79μl)。在空气气氛下于室温搅拌反应6小时，然后加入10ml饱和氯化钠溶液淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10ml×3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝20:1，v/v)得黄色液体产物2a(25mg,53％)。
实施例3
在15ml的反应瓶中加入化合物1a(0.2mmol,32mg)和乙醇(c2h5oh,1ml)，然后加入2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶高氯酸盐(t+clo4-,0.3mmol,77mg)和tbn(90wt％,0.6mmol,79μl)。在空气气氛下于室温搅拌反应6小时，然后加入10ml饱和氯化钠溶液淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10ml×3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝20:1，v/v)得黄色液体产物2a(20mg,42％)。
实施例4
在15ml的反应瓶中加入化合物1a(0.2mmol,32mg)和乙醇(c2h5oh,1ml)，然后加入2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶四氟硼酸盐(t+bf4-,0.3mmol,73mg)和tbn(90wt％,0.4mmol,53μl)。在空气气氛下于室温搅拌反应6小时，然后加入10ml饱和氯化钠溶液淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10ml×3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝20:1，v/v)得黄色液体产物2a(21mg,44％)。
实施例5
在15ml的反应瓶中加入化合物1a(0.2mmol,32mg)和乙醇(c2h5oh,1ml)，然后加入2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶四氟硼酸盐(t+bf4-,0.3mmol,73mg)和tbn(90wt％,0.8mmol,105μl)。在空气气氛下于室温搅拌反应6小时，然后加入10ml饱和氯化钠溶液淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10ml×3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝20:1，v/v)得黄色液体产物2a(28mg,59％)。
实施例6
在15ml的反应瓶中加入化合物1a(0.2mmol,32mg)和乙醇(c2h5oh,1ml)，然后加入2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶四氟硼酸盐(t+bf4-,0.3mmol,73mg)和tbn(90wt％,0.6mmol,79μl)。在空气气氛下于60℃搅拌反应6小时，然后加入10ml饱和氯化钠溶液淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10ml×3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝20:1，v/v)得黄色液体产物2a(25mg,53％)。
实施例7
按实施例1所述的方法，在15ml的反应瓶中加入化合物1b(0.2mmol,36mg)和乙醇(c2h5oh,1ml)，然后加入2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶四氟硼酸盐(t+bf4-,0.3mmol,73mg)和tbn(90wt％,0.6mmol,79μl)。在空气气氛下于室温搅拌反应6小时，然后加入10ml饱和氯化钠溶液淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10ml×3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝20:1，v/v)得黄色液体产物2b(31mg,61％)。该化合物的表征数据如下：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ:1.24-1.28(m,3h),1.84-1.88(m,2h),2.32(t,j＝7.2hz,2h),4.05-4.08(m,2h),4.14(q,j＝7.2hz,2h),7.16-7.20(m,2h),7.55-7.58(m,2h).13cnmr(150mhz,cdcl3)δ:14.2,21.6,31.1,43.2,60.7,116.5(d,2jc-f＝23.1hz),121.3(d,3jc-f＝8.7hz),137.7(d,4jc-f＝3.2hz),161.8(d,1jc-f＝246.2hz),172.6.19fnmr(376mhz,cdcl3)δ:-114.6.ms:m/z277[m+na]+。
实施例8
按实施例1所述的方法，在15ml的反应瓶中加入化合物1c(0.2mmol,39mg)和乙醇(c2h5oh,1ml)，然后加入2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶四氟硼酸盐(t+bf4-,0.3mmol,73mg)和tbn(90wt％,0.6mmol,79μl)。在空气气氛下于室温搅拌反应6小时，然后加入10ml饱和氯化钠溶液淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10ml×3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝20:1，v/v)得黄色液体产物2c(44mg,82％)。该化合物的表征数据如下：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ:1.17-1.21(m,3h),1.76-1.81(m,2h),2.25(t,j＝6.8hz,2h),3.97-4.01(m,2h),4.07(q,j＝7.2hz,2h),7.37-7.40(m,2h),7.47-7.50(m,2h).13cnmr(150mhz,cdcl3)δ:14.2,21.5,31.1,42.6,60.7,120.2,129.7,132.9,140.0,172.5.ms:m/z293[m+na]+。
实施例9
按实施例1所述的方法，在15ml的反应瓶中加入化合物1d(0.2mmol,48mg)和乙醇(c2h5oh,1ml)，然后加入2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶四氟硼酸盐(t+bf4-,0.3mmol,73mg)和tbn(90wt％,0.6mmol,79μl)。在空气气氛下于室温搅拌反应6小时，然后加入10ml饱和氯化钠溶液淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10ml×3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝20:1，v/v)得黄色液体产物2d(52mg,83％)。该化合物的表征数据如下：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ:1.17-1.21(m,3h),1.76-1.81(m,2h),2.24(t,j＝6.8hz,2h),3.97-4.00(m,2h),4.07(q,j＝6.8hz,2h),7.42-7.45(m,2h),7.52-7.55(m,2h).13cnmr(150mhz,cdcl3)δ:14.2,21.5,31.1,42.5,60.7,120.4,120.7,132.7,140.5,172.5.ms:m/z337[m+na]+。
实施例10
按实施例1所述的方法，在15ml的反应瓶中加入化合物1e(0.2mmol,46mg)和乙醇(c2h5oh,1ml)，然后加入2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶四氟硼酸盐(t+bf4-,0.3mmol,73mg)和tbn(90wt％,0.6mmol,79μl)。在空气气氛下于室温搅拌反应6小时，然后加入10ml饱和氯化钠溶液淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10ml×3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝20:1，v/v)得黄色液体产物2e(19mg,31％)。该化合物的表征数据如下：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ:1.27(t,j＝7.2hz,3h),1.84-1.90(m,2h),2.34(t,j＝6.8hz,2h),4.08-4.18(m,4h),7.74-7.80(m,4h).13cnmr(100mhz,cdcl3)δ:14.2,21.4,31.0,42.1,60.8,118.3,123.9(q,1jc-f＝270.1hz),126.9(q,4jc-f＝3.7hz),128.6(q,2jc-f＝28.9hz),144.2,172.5.19fnmr(376mhz,cdcl3)δ:-62.5.ms:m/z327[m+na]+。
实施例11
按实施例1所述的方法，在15ml的反应瓶中加入化合物1f(0.2mmol,37mg)和乙醇(c2h5oh,1ml)，然后加入2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶四氟硼酸盐(t+bf4-,0.3mmol,73mg)和tbn(90wt％,0.6mmol,79μl)。在空气气氛下于室温搅拌反应6小时，然后加入10ml饱和氯化钠溶液淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10ml×3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝20:1，v/v)得黄色液体产物2f(19mg,36％)。该化合物的表征数据如下：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ:1.28(t,j＝7.2hz,3h),1.82-1.87(m,2h),2.35(t,j＝6.8hz,2h),4.06-4.10(m,2h),4.16(q,j＝7.2hz,2h),7.77-7.83(m,4h).13cnmr(100mhz,cdcl3)δ:14.2,21.3,30.9,41.7,60.8,110.3,118.1,118.3,133.7,144.8,172.5.ms:m/z284[m+na]+。
实施例12
按实施例1所述的方法，在15ml的反应瓶中加入化合物1g(0.2mmol,35mg)和乙醇(c2h5oh,1ml)，然后加入2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶四氟硼酸盐(t+bf4-,0.3mmol,73mg)和tbn(90wt％,0.6mmol,79μl)。在空气气氛下于室温搅拌反应6小时，然后加入10ml饱和氯化钠溶液淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10ml×3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝20:1，v/v)得黄色液体产物2g(15mg,30％)。该化合物的表征数据如下：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ:1.24-1.27(m,3h),1.85-1.89(m,2h),2.31(t,j＝6.8hz,2h),2.40(s,3h),4.06-4.16(m,4h),7.26-7.29(m,2h),7.46(dd,j1＝6.8hz,j2＝2.0hz,2h).13cnmr(100mhz,cdcl3)δ:14.2,21.0,21.7,31.3,43.0,60.7,119.5,130.1,137.4,139.0,172.6.ms:m/z273[m+na]+。
实施例13
按实施例1所述的方法，在15ml的反应瓶中加入化合物1h(0.2mmol,47mg)和乙醇(c2h5oh,1ml)，然后加入2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶四氟硼酸盐(t+bf4-,0.3mmol,73mg)和tbn(90wt％,0.6mmol,79μl)。在空气气氛下于室温搅拌反应6小时，然后加入10ml饱和氯化钠溶液淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10ml×3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝20:1，v/v)得黄色液体产物2h(36mg,58％)。该化合物的表征数据如下：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ:1.24-1.28(m,3h),1.87-1.95(m,2h),2.34(t,j＝7.2hz,2h),4.11-4.18(m,4h),7.36-7.40(m,1h),7.45-7.49(m,2h),7.61-7.63(m,2h),7.66-7.72(m,4h).13cnmr(150mhz,cdcl3)δ:14.2,21.7,31.3,42.7,60.7,119.4,127.0,127.7,128.2,129.0,139.9,140.3,140.6,172.6.ms:m/z335[m+na]+。
实施例14
按实施例1所述的方法，在15ml的反应瓶中加入化合物1i(0.2mmol,42mg)和乙醇(c2h5oh,1ml)，然后加入2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶四氟硼酸盐(t+bf4-,0.3mmol,73mg)和tbn(90wt％,0.6mmol,79μl)。在空气气氛下于室温搅拌反应6小时，然后加入10ml饱和氯化钠溶液淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10ml×3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝20:1，v/v)得黄色液体产物2i(36mg,63％)。该化合物的表征数据如下：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ:1.21(d,j＝7.2hz,3h),1.25-1.30(m,3h),1.63-1.67(m,1h),1.85-1.88(m,1h),2.41-2.47(m,1h),3.87-3.94(m,1h),4.11-4.20(m,3h),7.32-7.34(m,1h),7.41(t,j＝7.6hz,1h),7.47-7.50(m,1h),7.63(t,j＝2.0hz,1h).13cnmr(150mhz,cdcl3)δ:14.2,17.4,29.7,37.3,41.6,60.7,116.8,119.1,127.1,130.6,135.4,142.6,175.5.ms:m/z307[m+na]+。
实施例15
按实施例1所述的方法，在15ml的反应瓶中加入化合物1j(0.2mmol,47mg)和乙醇(c2h5oh,1ml)，然后加入2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶四氟硼酸盐(t+bf4-,0.3mmol,73mg)和tbn(90wt％,0.6mmol,79μl)。在空气气氛下于室温搅拌反应6小时，然后加入10ml饱和氯化钠溶液淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10ml×3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝20:1，v/v)得黄色固体产物2j(32mg,51％)。该化合物的表征数据如下：mp50-51℃.1hnmr(400mhz,cdcl3)δ:1.20(t,j＝7.2hz,3h),1.98-2.05(m,1h),2.26-2.35(m,1h),3.51-3.55(m,1h),3.87-3.95(m,1h),4.06-4.18(m,3h),7.00-7.37(m,6h),7.43-7.52(m,4h).13cnmr(150mhz,cdcl3)δ:14.1,29.8,42.0,49.2,61.1,119.3,127.4,127.7,127.8,128.9,129.6,138.0,141.4,173.0.ms:m/z335[m+na]+。
实施例16
按实施例1所述的方法，在15ml的反应瓶中加入化合物1a(0.2mmol,32mg)和甲醇(meoh,1ml)，然后加入2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶四氟硼酸盐(t+bf4-,0.3mmol,73mg)和tbn(90wt％,0.6mmol,79μl)。在空气气氛下于室温搅拌反应6小时，然后加入10ml饱和氯化钠溶液淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10ml×3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝20:1，v/v)得黄色液体产物2k(11mg,25％)。该化合物的表征数据如下：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ:1.87-1.92(m,2h),2.33(t,j＝7.2hz,2h),3.68(s,3h),4.08-4.11(m,2h),7.35-7.39(m,1h),7.47-7.51(m,2h),7.58-7.60(m,2h).13cnmr(150mhz,cdcl3)δ:21.7,31.0,42.7,51.8,119.3,127.4,129.6,141.4,173.0.ms:m/z245[m+na]+。
实施例17
按实施例1所述的方法，在15ml的反应瓶中加入化合物1a(0.2mmol,32mg)和丁醇(nbuoh,1ml)，然后加入2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶四氟硼酸盐(t+bf4-,0.3mmol,73mg)和tbn(90wt％,0.6mmol,79μl)。在空气气氛下于室温搅拌反应6小时，然后加入10ml饱和氯化钠溶液淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10ml×3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝20:1，v/v)得黄色液体产物2l(27mg,51％)。该化合物的表征数据如下：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ:0.93(t,j＝7.2hz,3h),1.25-1.40(m,2h),1.57-1.64(m,2h),1.84-1.92(m,2h),2.32(t,j＝6.8hz,2h),4.06-4.11(m,4h),7.35-7.39(m,1h),7.46-7.50(m,2h),7.58-7.61(m,2h).13cnmr(150mhz,cdcl3)δ:13.7,19.1,21.7,30.6,31.3,42.8,64.6,119.3,127.4,129.6,141.5,172.7.ms:m/z287[m+na]+。
实施例18
按实施例1所述的方法，在15ml的反应瓶中加入化合物1a(0.2mmol,32mg)和异丁醇(ibuoh,1ml)，然后加入2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶四氟硼酸盐(t+bf4-,0.3mmol,73mg)和tbn(90wt％,0.6mmol,79μl)。在空气气氛下于室温搅拌反应6小时，然后加入10ml饱和氯化钠溶液淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10ml×3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝20:1，v/v)得黄色液体产物2m(20mg,38％)。该化合物的表征数据如下：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ:0.91(d,j＝6.8hz,3h),0.92(d,j＝6.8hz,3h),1.85-1.94(m,3h),2.34(t,j＝6.8hz,2h),3.86(d,j＝6.8hz,2h),4.08-4.12(m,2h),7.35-7.39(m,1h),7.48(td,j1＝7.2hz,j2＝1.6hz,2h),7.58-7.61(m,2h).13cnmr(150mhz,cdcl3)δ:19.1,21.7,27.7,31.2,42.8,70.8,119.3,127.4,129.6,141.5,172.7.ms:m/z287[m+na]+。
实施例19
按实施例1所述的方法，在15ml的反应瓶中加入化合物1a(0.2mmol,32mg)和异丙醇(ibuoh,1ml)，然后加入2,2,6,6-四甲基-1-氧化哌啶四氟硼酸盐(t+bf4-,0.3mmol,73mg)和tbn(90wt％,0.6mmol,79μl)。在空气气氛下于室温搅拌反应6小时，然后加入10ml饱和氯化钠溶液淬灭反应，用乙酸乙酯萃取(10ml×3)，合并有机相，无水硫酸钠干燥。过滤，旋干，过硅胶柱分离(石油醚/乙酸乙酯＝20:1，v/v)得黄色液体产物2n(17mg,34％)。该化合物的表征数据如下：1hnmr(400mhz,cdcl3)δ:1.23(d,j＝6.8hz,3h),1.24(d,j＝7.2hz,3h),1.84-1.91(m,2h),2.29(t,j＝7.2hz,2h),4.07-4.11(m,2h),4.98-5.03(m,1h),7.35-7.39(m,1h),7.46-7.50(m,2h),7.58-7.61(m,2h).13cnmr(150mhz,cdcl3)δ:21.7,21.8,31.6,42.9,68.1,119.3,127.4,129.6,141.5,172.1.ms:m/z273[m+na]+。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。