專利名稱：含對強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基n－乙烯基取代吡咯的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種含對強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基N-乙烯基取代吡咯的制備方法，屬于雜環(huán)有機(jī)化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
五元含氮雜環(huán)吡咯環(huán)上的氮的取代一直是雜環(huán)有機(jī)化學(xué)研究的重點(diǎn)。尤其在多聚吡咯被發(fā)現(xiàn)具有很好的導(dǎo)電性后，吡咯及其衍生物得到了進(jìn)一步的重視，此衍生物可被用于多聚吡咯類十分具有應(yīng)用前景的導(dǎo)電高分子材料的研究，亦可作為重要中間體用于新型化學(xué)藥物和有機(jī)染料等的研究。N-乙烯基取代吡咯是研究多聚吡咯必不可少的基礎(chǔ)。
目前，合成N-乙烯基取代的吡咯需高溫高壓并在強(qiáng)堿和強(qiáng)溶劑條件下進(jìn)行。在上世紀(jì)80年代，前蘇聯(lián)科學(xué)家Trofimov(Trofimov BA，Atavin AS，Mikhaleva AI，Kalabin GA，Chebotareva EG.Zh.Org.Khim.1973；9，2205；Trofimov BA.Vinylpyrroles，Pyrroles，part two，The Chemistry of Heterocyclic Compounds.，Vol 48，Jones RA Ed.，p131，Wiley，New York，1992)發(fā)現(xiàn)了應(yīng)用超級堿性條件(KOH/DMSO)制備N-乙烯基取代吡咯的方法(Trofimov反應(yīng))。Trofimov反應(yīng)需用乙炔在100至200℃。在超強(qiáng)堿性和高壓條件下，與酮肟(Ketoxine)一步生成相應(yīng)的N-乙烯基取代吡咯。

式中R1、R2為氫、烷基或芳香環(huán)基，其中R1、R2至少有一個(gè)是烷基或芳香環(huán)基。
因受到Trofimov反應(yīng)超強(qiáng)反應(yīng)條件的局限，目前所能制備和應(yīng)用的N-乙烯基取代吡咯基本都是烷基、芳香環(huán)基取代和在強(qiáng)堿條件下穩(wěn)定的吡咯衍生物。因此，Trofimov方法的不足是反應(yīng)條件苛刻，而且不能用于合成含有酯基、酮基、醛基等在強(qiáng)堿性條件下不穩(wěn)定取代基團(tuán)的N-乙烯基取代吡咯化合物。
1971年，W.J.Irwin(W.J.Irwin and D.L.Wheeler，Tetrahedron.Vol.28，pp.1113 to 1121.Pergamon press 1972.)報(bào)道用氫氧化鉀和環(huán)氧乙烷對2-乙酸甲酯基吡咯進(jìn)行氮乙烯化反應(yīng)，但結(jié)果甲酯基被破壞成酸，此方法使用了強(qiáng)堿氫氧化鉀，沒有得到含甲酯基的N-乙烯基取代吡咯，甲酯基是一種對強(qiáng)堿不穩(wěn)定的取代基.
1998年，Paola Ciapetti(Paola Ciapetti and Maurizio Taddei，Tetrahedron54(1998)11305-11310.)報(bào)道以含氮雜環(huán)例如鳥嘌呤、腺嘌呤、胞嘧啶為原料，溶解在二甲基甲酰胺中，以無水碳酸鉀和1，2-二溴乙烷中70℃反應(yīng)約72h，得氮乙烯基化的嘌呤化合物，此方法未提及進(jìn)行吡咯氮乙烯基化合物的合成，僅涉及含氮嘌呤或嘧啶的氮乙烯基化。
2000年，Dariusz Bogdal(Dariusz Bogdal and Krzysztof Jaskot，SyntheticCommunications，30(2000)，3341-3352)報(bào)道在固液相轉(zhuǎn)移催化條件下以含氮雜環(huán)例如吡咯為原料，加入到劇烈攪拌的1，2-二氯乙烷，四丁基溴化銨，氫氧化鉀，碳酸鉀的混合物中，45～50℃反應(yīng)3.5～5.5h，合成了沒有任何取代的氮乙烯基取代吡咯。此方法同樣使用了強(qiáng)堿氫氧化鉀，不能用于合成含有酯基、酮基、醛基等在強(qiáng)堿性條件下不穩(wěn)定取代基團(tuán)的N-乙烯基取代吡咯化合物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型條件溫和的吡咯N-乙烯化方法，研究合成含對強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基N-乙烯基取代吡咯，作為對Trofimov反應(yīng)的補(bǔ)充。
本發(fā)明所述的一種含對強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基N-乙烯基取代吡咯的制備方法，其特征在于以含強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基吡咯為原料，利用1，2-二鹵代乙烷在堿存在下，置于有機(jī)溶劑中進(jìn)行氮乙烯化反應(yīng)，合成目標(biāo)化合物。
其中，有機(jī)溶劑為二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，二甲基亞砜，環(huán)丁砜，N-甲基吡咯烷酮或1，3-二甲基-2-吡唑啉酮；含強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基吡咯與1，2-二鹵代乙烷和堿的摩爾比為1∶1～20∶1～20，優(yōu)選1∶5～15∶5～15；反應(yīng)溫度為40～120℃，優(yōu)選50～100℃；反應(yīng)時(shí)間為2～40小時(shí)，優(yōu)選5～20小時(shí)；目標(biāo)化合物含對強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基N-乙烯基取代吡咯為新的化合物。
其反應(yīng)方程式如下 式中R1、R2、R3、R4可以是氫、烷基、鹵素、芳香環(huán)基、酯基、乙?；?、硝基、醛基或腈基，但R1、R2、R3、R4中至少有一個(gè)酯基、乙酰基、硝基、醛基或腈基。
本發(fā)明所述含對強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基吡咯為含單個(gè)或多個(gè)酯基、乙?；?、硝基、醛基、腈基同時(shí)亦可有烷基、芳香環(huán)基取代或鹵代的吡咯。
由上述技術(shù)方案可知，由于本發(fā)明的反應(yīng)不需高溫高壓和強(qiáng)堿，因此反應(yīng)條件較為溫和，同時(shí)可以合成含對強(qiáng)堿不穩(wěn)定對代基的N-乙烯基吡咯。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，以便更好理解本發(fā)明，但其不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，下列實(shí)施例中未注明具體條件的實(shí)驗(yàn)方法，通常按照常規(guī)條件。
實(shí)施例1
3，4-二乙酯基吡咯200mg(0.95mmol)，溶解于1ml二甲基甲酰胺(DMF)中，加入無水碳酸鉀1.31g(9.5mmol)，加入1，2-二溴乙烷1.78g(9.5mmol)，先在50℃攪拌反應(yīng)4小時(shí)，再在80℃攪拌反應(yīng)10小時(shí)。反應(yīng)液過濾，濾餅用二甲基甲酰胺4ml洗滌，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，所得剩余物經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑為環(huán)己烷∶乙酸乙酯＝2∶1)得白色固體1-乙烯基-3，4-二乙酯基吡咯，收率55％，熔點(diǎn)53～58℃。其分析測試數(shù)據(jù)如下IR(KBr壓片，cm-1)3142，1716(s)，1508(s)，1485(s)1HNMR(500MHz，CDCl3)δ1.27(t，J＝6.95Hz，6H)，4.27(m，J＝7.2Hz，4H)，4.92(dd，Ja＝8.8Hz，Jb＝2Hz，1H)，5.31(dd，Ja＝15.7Hz，Jb＝2Hz，1H)，6.74(dd，Ja＝15.7Hz，Jb＝8.7Hz，1H)，7.38(s，2H)13CNMR(MHz，CDCl3)δ14.5，60.6，102.4，117.7，125.0，131.9，163.4MS237.1(m/z)元素分析C60.50％，H6.99％，N5.84％計(jì)算C60.18％，H6.27％，N5.85％實(shí)施例23-乙?；量?00mg(1.83mmol)，溶解于2ml二甲基甲酰胺(DMF)中，加入無水碳酸鉀2.53g(18.3mmol)，加入1-溴，2-氯乙烷2.62g(18.3mmol)，在75℃攪拌反應(yīng)15小時(shí)。反應(yīng)液過濾，濾餅用二甲基甲酰胺4ml洗滌，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，所得剩余物經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑為環(huán)己烷∶乙酸乙酯＝4∶1)得淺黃色粘狀物1-乙烯基-3-乙酰基吡咯，收率50％。其分析測試數(shù)據(jù)如下λ乙醇max＝268nm1HNMR(400MHz，CDCl3)δ1.25(s，3H)，4.84(dd，Ja＝9.2Hz，Jb＝2Hz，1H)，5.26(dd，Ja＝15.6Hz，Jb＝1.6Hz，1H)，6.66(s，1H)，6.81(dd，Ja＝15.6Hz，Jb＝9.2Hz，1H)，6.89(s，1H)，7.45(s，1H)13CNMR(100MHz，CDCl3)δ21.4，100.7，110.7，120.1，123.7，127.3，132.6，193.6
HRMS計(jì)算C8H9NO(m/z)135.0684，分析結(jié)果135.0688實(shí)施例32-乙酯基4-硝基吡咯500mg(2.78mmol)，溶解于4ml二甲基甲酰胺(DMF)中，加入無水碳酸鉀3.84g(27.8mmol)，加入1，2-二溴乙烷5.22g(27.8mmol)，在90℃攪拌反應(yīng)40小時(shí)。反應(yīng)液過濾，濾餅用二甲基甲酰胺10ml洗滌，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，所得剩余物經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑為環(huán)己烷∶乙酸乙酯＝3∶1)得白色固體1-乙烯基2-乙酯基4-硝基吡咯，收率40％。其分析測試數(shù)據(jù)如下IR(KBr壓片，cm-1)3128，1703(s)，1651(s)，1539(s)1HNMR(400MHz，CDCl3)δ1.37(s，3H)，4.34(q，2H)，5.13(d，J＝8.4Hz1H)，5.42(d，J＝15.6Hz，1H)，7.46(s，1H)，7.85(dd，Ja＝15.6Hz，Jb＝8.8Hz，1H)，7.94(s，1H)13CNMR(100MHz，CDCl3)δ14.2，61.3，106.1，113.2，122.2，132.0，159.8HRMS計(jì)算C9H10N2O4(m/z)210.0641，分析結(jié)果210.0640實(shí)施例43-乙醛基吡咯250mg(2.63mmol)，溶解于3ml二甲基甲酰胺(DMF)中，加入無水碳酸鉀4.34g(31.4mmol)，加入1，2-二溴乙烷6.32g(33.6mmol)，在70℃攪拌反應(yīng)23小時(shí)。反應(yīng)液過濾，濾餅用乙醚10ml洗滌，加入5ml水，用乙醚30ml萃取三次，收集醚層，用無水硫酸鈉干燥過夜，抽濾，濾液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去溶劑，所得剩余物經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑為環(huán)己烷∶乙酸乙酯＝2∶1)得淺黃色油狀物1-乙烯基3-乙醛基吡咯，收率38％。其分析測試數(shù)據(jù)如下1HNMR(400MHz，CDCl3)δ4.90(dd，Ja＝8.8Hz，Jb＝2Hz，1H)，5.30(dd，Ja＝15.6Hz，Jb＝2Hz，1H)，6.70(s，1H)，6.84(dd，Ja＝16Hz，Jb＝8.8Hz，1H)，6.94(s，1H)，7.47(s，1H)HRMS計(jì)算C7H7NO(m/z)121.0528，分析結(jié)果121.052權(quán)利要求
1.一種含對強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基N-乙烯基取代吡咯的制備方法，其特征在于以含強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基吡咯為原料，利用1，2-二鹵代乙烷在堿存在下，置于有機(jī)溶劑中進(jìn)行氮乙烯化反應(yīng)，合成新的化合物，即含對強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基N-乙烯基取代吡咯，含強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基吡咯與1，2-二鹵代乙烷和堿的摩爾比為1∶1～20∶1～20，反應(yīng)溫度為40～120℃，反應(yīng)時(shí)間為2～40小時(shí)。
2.如權(quán)利要求1的含對強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基N-乙烯基取代吡咯的制備方法，其特征在于所述含強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基吡咯為含單個(gè)或多個(gè)酯基、乙?；?、硝基、醛基、腈基同時(shí)亦可有烷基取代或鹵代的吡咯。
3.如權(quán)利要求1的含對強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基N-乙烯基取代吡咯的制備方法，其特征在于所述1，2-二鹵代乙烷為1，2-二溴乙烷，1，2-二氯乙烷或1-溴或2-氯乙烷。
4.如權(quán)利要求1的含對強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基N-乙烯基取代吡咯的制備方法，其特征在于所述有機(jī)溶劑為二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，二甲基亞砜，環(huán)丁砜，N-甲基吡咯烷酮或1，3-二甲基-2-吡唑啉酮。
5.如權(quán)利要求1的含對強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基N-乙烯基取代吡咯的制備方法，其特征在于所述堿為碳酸鉀、碳酸氫鉀、碳酸鈉或碳酸氫鈉。
6.一種采用權(quán)利要求1的制備方法合成的含對強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基N-乙烯基取代吡咯，其特征在于結(jié)構(gòu)為 式中R1、R2、R3、R4是氫、烷基、鹵素、芳香環(huán)基、酯基、乙?；?、硝基、醛基或腈基，但R1、R2、R3、R4中至少有一個(gè)是酯基、乙酰基、硝基、醛基或腈基。
全文摘要
一種含對強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基N－乙烯基取代吡咯的制備方法，其特征在于以含強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基吡咯為原料，利用1，2－二鹵代乙烷在堿存在下，置于有機(jī)溶劑中進(jìn)行氮乙烯化反應(yīng)，合成新的化合物，即含對強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基N－乙烯基取代吡咯，含強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基吡咯與1，2－二鹵代乙烷和堿的摩爾比為1∶1～20∶1～20，反應(yīng)溫度為40℃～120℃，反應(yīng)時(shí)間為2～40小時(shí)。本發(fā)明的反應(yīng)不需高溫高壓和強(qiáng)堿，反應(yīng)條件較為溫和，同時(shí)可以合成含對強(qiáng)堿不穩(wěn)定取代基N－乙烯基取代吡咯。
文檔編號C07D207/42GK1562969SQ20041001754
公開日2005年1月12日 申請日期2004年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月8日
發(fā)明者毛振民, 楊世瓊, 劉蘭芳 申請人:上海交通大學(xué), 上海金色醫(yī)藥科技發(fā)展有限公司