本發(fā)明涉及重氮化合物合成領(lǐng)域,尤其涉及一種溫和的重氮甲烷衍生物的制備方法。
背景技術(shù):
重氮化合物發(fā)現(xiàn)于一個世紀(jì)以前,但是它至今仍是有機(jī)合成化學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。重氮化合物是一類非常重要的有機(jī)合成中間體,它在有機(jī)合成化學(xué)、材料化學(xué)、化學(xué)生物學(xué)以及新藥研發(fā)等領(lǐng)域具有舉足輕重的應(yīng)用價值。例如在過渡金屬誘導(dǎo)下,重氮化合物釋氮?dú)?,是生成金屬卡賓最流行的標(biāo)準(zhǔn)方法,已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于各種有機(jī)轉(zhuǎn)化之中。
重氮化合物是非常活潑的反應(yīng)中間體,也造成它固有的缺陷:有毒性和爆炸性,這給重氮化合物的合成和進(jìn)一步利用帶來困難。α位帶有吸電子基團(tuán)(electron withdrawing groups,EWG)的重氮化合物,例如α-重氮羰基化合物,具有一定的穩(wěn)定性,可以在實(shí)驗(yàn)室以常規(guī)的方法分離提純和保存。α位不帶有吸電子基團(tuán)的重氮化合物由于缺少EWG的穩(wěn)定作用,上述危害尤為突出,并且它自身在熱或者過渡金屬存在下非常容易二聚,所以該類重氮化合物制備,分離提純,存儲很困難,相關(guān)化學(xué)轉(zhuǎn)化研究較少。為了克服上述問題,選擇合適的重氮化合物前體原位生成重氮化合物,不經(jīng)分離直接進(jìn)行相關(guān)化學(xué)轉(zhuǎn)化是一種理想的方法。然而,現(xiàn)有技術(shù)中重氮化合物原位生成的條件通常較為苛刻,這對于后續(xù)反應(yīng)非常不利,使得重氮前體在有機(jī)合成的實(shí)用性高度受限。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
有鑒于此,本發(fā)明的目的在于提供一種溫和的重氮甲烷衍生物的制備方法,利用該方法可以得到穩(wěn)定的,廉價易得的重氮前體,并能在非常溫和的條件(如室溫)下生成重氮衍生物。
為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明提供以下技術(shù)方案:
本發(fā)明提供了一種重氮甲烷衍生物的制備方法,其特征在于包括以下步驟:
(1)將具有式I所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰氯與水合肼進(jìn)行取代反應(yīng),得到具有式II所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰肼;
所述EWG為吸電子基團(tuán);所述吸電子基團(tuán)為2-硝基、4-硝基、2,4-二硝基、2-三氟甲基、2-氰基、2,3,4,5,6-五氟、2,3,4,6-四氟、2,4,6-三氟、3,4,5-三氟中的一種;
(2)將所述步驟(1)得到的具有式II所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰肼與具有式III所示結(jié)構(gòu)的醛或者酮縮合,得到具有式IV所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰腙;
所述R1為芳基、雜芳基、烷基、烯基或炔基;R2為氫、芳基、雜芳基或烷基;
(3)將所述步驟(2)得到的具有式IV所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰腙與堿和有機(jī)溶劑混合進(jìn)行分解反應(yīng),得到具有式V所示結(jié)構(gòu)的重氮甲烷衍生物:
所述步驟(1)中的反應(yīng)溫度為-30-10℃;
所述具有式I結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰氯與水合肼的摩爾比為1:2-3。
所述步驟(1)中檢測到EWG取代苯磺酰氯消失時停止反應(yīng)。
所述步驟(2)中的反應(yīng)溫度為20-60℃;
具有式II結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰肼與具有式III結(jié)構(gòu)的醛或酮的摩爾比為1:1-2.5。
所述步驟(2)中檢測到EWG取代苯磺酰肼消失時停止反應(yīng)。
所述步驟(3)中分解反應(yīng)的溫度為-20-40℃,反應(yīng)時間為2-48h。
所述步驟(3)中的堿為氫化鈉、叔丁醇鈉、叔丁醇鋰、氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸銫和磷酸鉀中的一種或幾種。
所述步驟(3)中的有機(jī)溶劑為二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六環(huán)、甲苯、苯、乙腈、四氫呋喃、N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亞砜中的一種或幾種。
所述步驟(3)中具有式IV所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰腙與堿、有機(jī)溶劑的用量比為10mmol:10-30mmol:10-100mL。
一種張力小環(huán)的制備方法,包括以下步驟:
按照上述制備方法制備得到重氮甲烷衍生物;
將所述重氮甲烷衍生物與具有式IX或式X結(jié)構(gòu)的張力小環(huán)前體和催化劑混合,保溫反應(yīng),得到張力小環(huán),所述張力小環(huán)為具有式VI所示結(jié)構(gòu)的環(huán)丙烷衍生物或者具有式VI所示的環(huán)丙稀衍生物。
所述R3為芳基、雜芳基、烷基或氫;
所述R4為芳基、雜芳基、烷基、烯基或炔基;
所述R5為芳基、雜芳基、烷基或氫;
所述R6為芳基、雜芳基、烷基或氫;
所述R7為芳基、雜芳基、烷基、烯基或炔基;
所述催化劑為碳酸銀、乙酸銀、三氟甲烷磺酸銀、三氟乙酸銀、六氟銻酸銀、氟化銀或磷酸銀。
所述重氮甲烷衍生物與張力小環(huán)前體和催化劑的摩爾比為100:100-1000:10-30;
所述保溫反應(yīng)的溫度為20-60℃,所述保溫反應(yīng)的時間為4-48h。
一種硅烷的制備方法,包括以下步驟:
按照上述制備方法制備得到重氮甲烷衍生物;
將所述重氮甲烷衍生物與具有式XI所示結(jié)構(gòu)的硅烷和催化劑混合,保溫反應(yīng),得到具有式VIII所示硅烷;
R8,R9,R10獨(dú)立地選自烷基,芳基,雜芳基;
所述催化劑為碳酸銀、乙酸銀、三氟甲烷磺酸銀、三氟乙酸銀、六氟銻酸銀、氟化銀或磷酸銀。
所述重氮甲烷衍生物與具有式XI結(jié)構(gòu)的硅烷和催化劑的摩爾比為100:200-1000:10-30;
所述保溫反應(yīng)的溫度為60-120℃,所述保溫反應(yīng)的時間為3-24h。
有益技術(shù)效果:
本發(fā)明提供了一種重氮甲烷衍生物的制備方法,以EWG取代苯磺酰氯為原料,依次與水合肼進(jìn)行取代反應(yīng)、與醛或酮進(jìn)行縮合反應(yīng),得到的EWG取代苯磺酰腙可在較低溫度(-20-40℃)分解生成重氮甲烷衍生物,可以不經(jīng)分離提純,直接用于進(jìn)一步化學(xué)轉(zhuǎn)化;對于較穩(wěn)定的重氮甲烷衍生物可以經(jīng)過簡單分離得到純度較高的重氮甲烷衍生物。本發(fā)明提供的制備方法可以廣泛用于有機(jī)合成,新藥研發(fā)中重氮甲烷參與的化學(xué)轉(zhuǎn)化,特別是對溫度非常敏感的張力小環(huán)(環(huán)丙烷,氮雜環(huán)丙烷,環(huán)丙烯)合成,不對稱合成以及含有對溫度不耐受的官能團(tuán)的化合物的合成。
由EWG取代苯磺酰腙分解釋放重氮甲烷衍生物的速度非常緩慢,保證體系中重氮甲烷衍生物的濃度始終在較低的水平,避免重氮活性中間體副反應(yīng)和爆炸的危險,可以實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的放大合成。
在本發(fā)明中,該制備方法所需原料廉價易得,合成操作簡便;重氮前體EWG取代苯磺酰腙化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,無需額外條件,可以在室溫保存數(shù)月不變質(zhì)。
說明書附圖:
圖1為實(shí)施例1中鄰硝基苯磺酰肼的1H核磁共振譜圖;
圖2為實(shí)施例1中鄰硝基苯磺酰肼的13C核磁共振譜圖;
圖3為實(shí)施例1中鄰硝基苯磺酰腙的1H核磁共振譜圖;
圖4為實(shí)施例1中鄰硝基苯磺酰腙的13C核磁共振譜圖;
圖5為實(shí)施例1中環(huán)丙烷的1H核磁共振譜圖;
圖6為實(shí)施例1中環(huán)丙烷的13C核磁共振譜圖;
圖7為實(shí)施例2中鄰三氟甲基苯磺酰肼的1H核磁共振譜圖;
圖8為實(shí)施例2中鄰三氟甲基苯磺酰肼的13C核磁共振譜圖;
圖9為實(shí)施例2中鄰三氟甲基苯磺酰腙的1H核磁共振譜圖;
圖10為實(shí)施例2中鄰三氟甲基苯磺酰腙的13C核磁共振譜圖;
圖11為實(shí)施例2中環(huán)丙烯的1H核磁共振譜圖;
圖12為實(shí)施例2中環(huán)丙烯的13C核磁共振譜圖;
圖13為實(shí)施例3中鄰硝基苯磺酰腙1H核磁共振譜圖;
圖14為實(shí)施例3中鄰硝基苯磺酰腙13C核磁共振譜圖;
圖15為實(shí)施例3中重氮甲烷衍生物的1H核磁共振譜圖;
圖16為實(shí)施例3中重氮甲烷衍生物的13C核磁共振譜圖;
圖17為實(shí)施例3中硅烷的1H核磁共振譜圖;
圖18為實(shí)施例3中硅烷的13C核磁共振譜圖;
圖19為實(shí)施例4中鄰硝基苯磺酰腙的1H核磁共振譜圖;
圖20為實(shí)施例4中鄰硝基苯磺酰腙的13C核磁共振譜圖;
圖21為實(shí)施例4中重氮甲烷衍生物的1H核磁共振譜圖;
圖22為實(shí)施例4中重氮甲烷衍生物的13C核磁共振譜圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明提供了一種重氮甲烷物衍生物的制備方法,包括以下步驟:
(1)將具有式I所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰氯與水合肼進(jìn)行取代反應(yīng),得到具有式II所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰肼;
所述EWG為吸電子基團(tuán);所述吸電子基團(tuán)為2-硝基、4-硝基、2,4-二硝基、2-三氟甲基、2-氰基、2,3,4,5,6-五氟、2,3,4,6-四氟、2,4,6-三氟、3,4,5-三氟中的一種;
(2)將所述步驟(1)得到的具有式II所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰肼與具有式III所示結(jié)構(gòu)的醛或酮縮合反應(yīng),得到具有式IV所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰腙;
所述R1為芳基、雜芳基、烷基、烯基或炔基;R2為氫、芳基、雜芳基或烷基;
(3)將所述步驟(2)得到的具有式IV所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰腙與堿在有機(jī)溶劑中進(jìn)行分解反應(yīng),得到具有式V所示結(jié)構(gòu)的重氮甲烷衍生物:
本發(fā)明將具有式I所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰氯與水合肼進(jìn)行取代反應(yīng),得到具有式II所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰肼。本發(fā)明優(yōu)選將具有式I所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰氯溶解在四氫呋喃中,得EWG取代苯磺酰氯溶液;將所述EWG取代苯磺酰氯溶液降溫至-30-10℃,向其中滴加入水合肼進(jìn)行取代反應(yīng)。
本發(fā)明為了判斷取代反應(yīng)的進(jìn)行程度,優(yōu)選檢測反應(yīng)液中的EWG取代苯磺酰氯是否消失,EWG取代苯磺酰氯消失,則反應(yīng)完成。
所述式I的結(jié)構(gòu)中,EWG為吸電子基團(tuán),所述吸電子基團(tuán)為2-硝基、4-硝基、2,4-二硝基、2-三氟甲基、2-氰基、2,3,4,5,6-五氟、2,3,4,6-四氟、2,4,6-三氟、3,4,5-三氟中的一種,優(yōu)選為2-硝基、4-硝基、2,4-二硝基、2-三氟甲基,2,3,4,5,6-五氟,具體結(jié)構(gòu)如下式所示:
本發(fā)明中,所述EWG取代苯磺酰氯的物質(zhì)的量與四氫呋喃的體積比優(yōu)選為1mmol:1.5-5mL,更優(yōu)選為1mmol:2mL;所述EWG取代苯磺酰氯與水合肼的摩爾比為優(yōu)選為1:1-3,更優(yōu)選為1:2.5。本發(fā)明對降溫方法沒有特殊限制,選用本領(lǐng)域常規(guī)降溫方法,本發(fā)明優(yōu)選為冰水浴降溫;本發(fā)明所述的保溫進(jìn)行取代反應(yīng)的溫度優(yōu)選為0℃。
本發(fā)明對檢測EWG取代苯磺酰氯的方法沒有特殊限制,采用本領(lǐng)域常用的檢測方法,本方法優(yōu)選為薄層色譜檢測。
取代反應(yīng)后,本發(fā)明優(yōu)選將所述取代反應(yīng)的產(chǎn)物與乙酸乙酯混合,進(jìn)行萃取,得到有機(jī)相;將所述有機(jī)相洗滌、干燥和抽濾;將所述抽濾得到的產(chǎn)物與石油醚混合,析出具有式II所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰肼粗晶;將所述EWG取代苯磺酰肼粗晶過濾和重結(jié)晶,得到具有式II所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰肼。
在本發(fā)明中,所述反應(yīng)液與乙酸乙酯的體積比優(yōu)選為1:1-3;本發(fā)明對分液的方法沒有特殊限制,選優(yōu)本領(lǐng)域常規(guī)的分液方法。本發(fā)明對洗滌的方法沒有特殊限制,選用本領(lǐng)域常規(guī)的洗滌方法,本發(fā)明優(yōu)選為使用氯化鈉水溶液進(jìn)行洗滌,氯化鈉水溶液的濃度優(yōu)選為10%。本發(fā)明對干燥、抽濾的方法沒有特殊限制,選用本領(lǐng)域常規(guī)的干燥、抽濾方法。
所述抽濾后,本發(fā)明優(yōu)選將所述抽濾得到的有機(jī)相滴加到石油醚中,析出EWG取代苯磺酰肼粗晶。在本發(fā)明中,所述有機(jī)相與石油醚的體積比優(yōu)選為3-5:8;
得到具有式II所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰肼后,本發(fā)明將所述具有式II所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰肼與具有式III所示結(jié)構(gòu)的醛或酮縮合反應(yīng),得到具有式IV所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰腙。具體的本發(fā)明優(yōu)選將具有式II所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰肼溶于三氟甲烷磺酸鑭和甲醇的混合液中,得到EWG取代苯磺酰肼溶液;將所述EWG取代苯磺酰肼溶液與具有III所示結(jié)構(gòu)的醛或者酮混合反應(yīng),析出固體后,加入乙醚,得到EWG取代苯磺酰腙粗晶;將所述EWG取代苯磺酰腙粗晶過濾、重結(jié)晶和真空干燥,得到具有式IV所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰腙的黃白色晶體。
在本發(fā)明中,所述具有式II所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰肼和三氟甲烷磺酸鑭的物質(zhì)的量與甲醇的體積比優(yōu)選為50mmol:0.8-2mmol:50-200mL優(yōu)選為50mmol:1mmol:100mL;
本發(fā)明優(yōu)選將具有式III所示結(jié)構(gòu)的醛或酮滴加到溶解液中,進(jìn)行縮合反應(yīng)。在本發(fā)明中,具有式III所示結(jié)構(gòu)的醛或酮中的所述R1為芳基、雜芳基、烷基、烯基或炔基,優(yōu)選為芳基,雜芳基,烯基;R2為氫,芳基、雜芳基或烷基,優(yōu)選為氫或芳基,具體優(yōu)選結(jié)構(gòu)如下式所示:
在本發(fā)明中,所述縮合反應(yīng)中,具有式II所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰肼與具有III所示結(jié)構(gòu)的醛或者酮的摩爾比為1:1-2.5,優(yōu)選為1:1.2-1.3。
在本發(fā)明中,具有式II所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰肼與乙醚的比例為1mmol:1-5ml,優(yōu)選為1mmol:1-2ml。
本發(fā)明對檢測有式II所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰肼的方式?jīng)]有特殊限制,選用本領(lǐng)域常規(guī)的檢測方法,本發(fā)明優(yōu)選為采用薄層色譜進(jìn)行檢測;
本發(fā)明對過濾、重結(jié)晶及真空干燥的方法沒有特殊限制,選用本領(lǐng)域常規(guī)方法即可。
得到具有式IV所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰腙后,本發(fā)明將所述具有式IV所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰腙與堿和有機(jī)溶劑混合進(jìn)行分解反應(yīng),得到具有式V所示結(jié)構(gòu)的重氮甲烷衍生物。具體的,本發(fā)明優(yōu)選將具有式IV所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰腙與堿和有機(jī)溶劑混合,攪拌,進(jìn)行分解反應(yīng),得到具有式V所示結(jié)構(gòu)的重氮甲烷衍生物。本發(fā)明中所述堿優(yōu)選為氫化鈉、叔丁醇鈉、叔丁醇鋰、氫氧化鉀、氫氧化鈉、碳酸鉀、碳酸銫和磷酸鉀中的一種或幾種,更優(yōu)選為叔丁醇鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀中的一種或幾種;所述有機(jī)溶劑優(yōu)選為二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六環(huán)、甲苯、苯、乙腈、四氫呋喃、N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亞砜中的一種或幾種,更優(yōu)選為、1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六環(huán)、四氫呋喃中的一種或幾種;
在本發(fā)明中,所述具有式IV所示結(jié)構(gòu)的EWG取代苯磺酰腙與堿的物質(zhì)的量與有機(jī)溶劑的體積比優(yōu)選為10mmol:10-30mmol:30-100mL,更優(yōu)選為10mmol:15mmol:50mL。
在本發(fā)明中,所述分解反應(yīng)的溫度優(yōu)選為-20-40℃,更優(yōu)選為0-35℃,最優(yōu)選為20-30℃;所述分解反應(yīng)的時間優(yōu)選為2-48h,更優(yōu)選為5-40h,最優(yōu)選為10-20h。
所述重氮甲烷衍生物優(yōu)選為具有式a、式b、式c或式d所示結(jié)構(gòu):
本發(fā)明提供一種張力小環(huán)的制備方法,通過上述制備方法得到的重氮甲烷衍生物與張力小環(huán)前體和催化劑混合,保溫反應(yīng),得到張力小環(huán)。具體的在氮?dú)鈼l件下,本發(fā)明將重氮甲烷衍生物與張力小環(huán)前體和催化劑混合,保溫攪拌至監(jiān)測反應(yīng)完畢,得反應(yīng)液,將反應(yīng)液過濾得濾液,將濾液減壓濃縮,層析分離得到張力小環(huán)。
本發(fā)明中重氮甲烷衍生物與張力小環(huán)前體和催化劑的摩爾比優(yōu)選為100:200-1000:10-30,更優(yōu)選為100:500:20。所述張力小環(huán)前體為具有式IX或式X所示結(jié)構(gòu)的化合物,所述式IX結(jié)構(gòu)中,R3優(yōu)選為芳基、雜芳基、烷基或氫;R4優(yōu)選為芳基、雜芳基、烷基、烯基或炔基;R5優(yōu)選為芳基、雜芳基、烷基或氫;所述X結(jié)構(gòu)中R6優(yōu)選為芳基、雜芳基、烷基或氫;R7優(yōu)選為芳基、雜芳基、烷基。具體的,所述張力小環(huán)前體優(yōu)選為E-二苯烯、5-癸炔。所述催化劑優(yōu)選為碳酸銀、乙酸銀、三氟甲烷磺酸銀、三氟乙酸銀、六氟銻酸銀、氟化銀或磷酸銀,更優(yōu)選為碳酸銀或三氟甲烷磺酸銀。所述保溫溫度優(yōu)選為20-60℃,更優(yōu)選為30-40℃;所述保溫時間優(yōu)選為4-48h,更優(yōu)選為15-25h;所述監(jiān)測方法優(yōu)選為薄層色譜法,本發(fā)明對過濾方法沒有特殊限制,采用本領(lǐng)域常規(guī)方法。本發(fā)明中層析方法優(yōu)選為硅膠柱層析法。
本發(fā)明提供一種四取代硅烷衍生物的制備方法,將得到重氮甲烷衍生物與具有式XI結(jié)構(gòu)的三取代硅烷和催化劑混合,保溫反應(yīng),得到具有式VIII結(jié)構(gòu)的硅烷。具體的在氮?dú)鈼l件下,本發(fā)明將重氮甲烷衍生物與具有式XI結(jié)構(gòu)的硅烷和催化劑混合,保溫攪拌,得反應(yīng)液,將反應(yīng)液降溫,過濾得濾液,將濾液減壓濃縮后,層析分離得到無色液體為具有式VIII所示結(jié)構(gòu)的硅烷。
本發(fā)明中重氮甲烷衍生物與具有式XI所示結(jié)構(gòu)的硅烷和催化劑的摩爾比優(yōu)選為100:200-1000:10-30,更優(yōu)選為100:500:30;所述式XI結(jié)構(gòu)中R8,R9,R10獨(dú)立地選自烷基,芳基,雜芳基。所述催化劑優(yōu)選為碳酸銀、乙酸銀、三氟甲烷磺酸銀、三氟乙酸銀、六氟銻酸銀、氟化銀或磷酸銀,更優(yōu)選為碳酸銀或三氟甲烷磺酸銀;保溫溫度優(yōu)選為60-120℃,更優(yōu)選為90-110℃;保溫時間優(yōu)選為3-24h,更優(yōu)選為4-15h;本發(fā)明對過濾方法沒有特殊限制,采用本領(lǐng)域常規(guī)方法;本發(fā)明中層析分離方法優(yōu)選為硅膠柱層析分離法。
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明提供的重氮甲烷衍生物的制備方法進(jìn)行詳細(xì)的說明,但是不能把它們理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。
實(shí)施例1
(1)
氮?dú)鈼l件下,向250mL的反應(yīng)瓶中加入鄰硝基苯磺酰氯(11.0g,50mmol)和四氫呋喃(100mL),攪拌至溶解,冰水浴降溫至0℃,滴加入水合肼(6.1mL,125mmol),滴畢,0℃反應(yīng)至薄層色譜監(jiān)測鄰硝基苯磺酰氯消失,將反應(yīng)液傾入乙酸乙酯(200mL)中,分液,有機(jī)相用10%氯化鈉水溶液洗滌,干燥,抽濾,滴入800ml石油醚中,逐漸有鄰硝基苯磺酰肼析出,過濾,重結(jié)晶,真空干燥得到黃色固體(9.1g,收率83.9%),即鄰硝基苯磺酰肼,結(jié)構(gòu)表征如圖1、圖2及以下數(shù)據(jù)所示。
黃色固體,m.p.100-101℃;1H-NMR(600MHz,CD3CN)δ8.10-8.08(m,1H),7.88-7.83(m,3H),6.96(s,1H),4.21(s,2H);13C-NMR(150MHz,CD3CN)δ149.6,135.6,133.5,133.3,131.0,125.9;HRMS(ESI)m/z calculated for C6H8N3O4S[M+H]+218.0236,found218.0216.
(2)氮?dú)獗Wo(hù)條件下,向25mL反應(yīng)瓶中加入依次加入鄰硝基苯磺酰肼(2.2g,10mmol),三氟甲烷磺酸鑭(117.0mg,0.2mmol)以及20mL甲醇,然后緩慢向體系中加苯甲醛(1.2g,11mmol),體系逐漸有固體析出,加入20ml醚,保持良好攪拌至薄層色譜監(jiān)測鄰硝基苯磺酰肼消失。過濾,重結(jié)晶,真空干燥得到白色固體(2.6g,收率85.2%),即苯甲醛的鄰硝基苯磺酰腙,結(jié)構(gòu)表征如圖3、圖4及以下數(shù)據(jù)所示。
白色固體,m.p.149-150℃;1H-NMR(500MHz,DMSO-d6)δ12.17(s,1H),8.08-8.07(m,2H),8.02-8.00(m,1H),7.89-7.87(m,2H),7.58-7.57(m,2H),7.39-7.38(m,3H);13C-NMR(125MHz,DMSO-d6)δ148.4,148.3,135.3,133.9,133.1,131.4,131.0,130.9,129.3,127.5,125.1;HRMS(ESI)m/z calcd.for C13H11N3O4SNa[M+H]+328.0362,found 328.0368.
(3)氮?dú)鈼l件下,向反應(yīng)瓶中加入苯甲醛的鄰硝基苯磺酰腙(157.0mg,0.5mmol)和60%氫化鈉(30.0mg,0.75mmol),1,4-二氧六環(huán)5mL,在25℃保溫攪拌8h,薄層色譜監(jiān)測顯示鄰硝基苯磺酰腙消耗完畢。加入對二甲苯0.5mmol作為內(nèi)標(biāo),核磁標(biāo)定苯基重氮甲烷的收率為89.0%。
(4)氮?dú)鈼l件下,向上述生成的苯基重氮甲烷溶液中加入20mmol%三氟甲烷磺酸銀,和E-二苯乙烯(360.0mg,2mmol),25℃保溫攪拌18h,薄層色譜(TLC)監(jiān)測反應(yīng)完畢。體系過濾,濾液室溫減壓濃縮,柱層析分離得到無色液體環(huán)丙烷(128.3mg,收率94.9%),其結(jié)構(gòu)表征如圖5、圖6及以下數(shù)據(jù)所示。
無色液體;1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ7.35-7.32(m,4H),7.24-7.23(m,1H),7.15-7.09(m,6H),7.02-7.00(m,4H),2.84-2.83(m,3H);13C-NMR(125MHz,CDCl3)δ142.0,137.6,128.9,128.5,127.8,126.4,126.1,125.9,34.5,30.7;HRMS(ESI)m/z calcd.for C21H18Na[M+Na]+293.1301,found 293.1318。
實(shí)施例1中(1)-(4)步驟的反應(yīng)式如下式所示:
實(shí)施例2
(1)氮?dú)鈼l件下,向250mL的反應(yīng)瓶中加入鄰三氟甲基苯磺酰氯(12.2g,50mmol)和四氫呋喃(100mL),攪拌至溶解,降溫至-10℃,滴加入水合肼(6.1mL,125mmol)。滴畢,-10℃反應(yīng)至薄層色譜監(jiān)測鄰三氟甲基苯磺酰氯消失,將反應(yīng)液傾入乙酸乙酯(200mL)中,分液,有機(jī)相10%氯化鈉水溶液洗滌,干燥,抽濾,滴入800ml石油醚中,逐漸有鄰三氟甲基苯磺酰肼析出,過濾,重結(jié)晶,真空干燥得到白色晶體為鄰三氟甲基苯磺酰肼(9.7g,收率80.7%),其結(jié)構(gòu)表征如圖7、圖8及以下數(shù)據(jù)所示。
白色晶體,m.p.111-112℃;1H-NMR(600MHz,CD3CN)δ8.20-8.19(m,1H),7.99-7.98(m,1H),7.86-7.83(m,2H),6.77(s,1H),3.87(s,2H);13C-NMR(150MHz,CD3CN)δ137.0,134.4,133.9,133.7,129.6(q,J=6.3Hz),128.5(q,J=33.1Hz),124.6(q,J=273.1Hz);HRMS(ESI)m/z calculated for C7H8F3N2O2S[M+H]+241.0255,found 241.0256。
(2)氮?dú)獗Wo(hù)條件下,向25mL反應(yīng)瓶中加入依次加入鄰三氟甲基苯磺酰肼(2.4g,10mmol),三氟甲烷磺酸鑭(117.0mg,0.2mmol)以及20mL 甲醇,然后緩慢向體系中加對氯苯甲醛(1.5g,11mmol),體系逐漸有固體析出,適量加入20mL乙醚,保持良好攪拌至薄層色譜監(jiān)測鄰三氟甲基苯磺酰肼消失。過濾,重結(jié)晶,真空干燥得到白色固體為對氯苯甲醛的鄰三氟甲基苯磺酰腙(2.9g,收率79.9%),其結(jié)構(gòu)表征如圖9圖10及以下數(shù)據(jù)所示。
白色固體,m.p.141-142℃;1H-NMR(600MHz,DMSO-d6)δ12.16(s,1H),8.14(d,J=7.8Hz,1H),8.05(s,1H),8.00(d,J=7.8Hz,1H),7.93-7.90(m,1H),7.87-7.84(m,1H),7.56(d,J=7.8Hz,2H),7.43(d,J=7.8Hz,2H);13C-NMR(150MHz,DMSO-d6)δ146.1,138.5,135.1,133.9,133.7,132.9,131.7,129.3,128.9,128.8(q,J=6.5Hz),126.9(q,J=32.9Hz);123.7(q,J=275.1Hz);HRMS(ESI)m/z calcd.for C13H11N3O4SNa[M+Na]+328.0362,found 328.0368.
(3)氮?dú)鈼l件下,向反應(yīng)瓶中加入對氯苯甲醛的鄰三氟甲基苯磺酰腙(181.4mg,0.5mmol)和60%氫化鈉(30.0mg,0.75mmol),1,2-二氯乙烷5mL,在25℃保溫攪拌8h,薄層色譜監(jiān)測顯示消耗完畢。加入對二甲苯0.5mmol作為內(nèi)標(biāo),核磁標(biāo)定對氯苯基重氮甲烷的收率為98.0%。
(4)氮?dú)鈼l件下,向上一步制備所得的對氯苯基重氮甲烷溶液中加入5-癸炔(451ul,2.5mmol)和催化劑碳酸銀(27.5mg,20mol%),然后在25℃保溫反應(yīng)32h,薄層色譜監(jiān)測反應(yīng)完畢,將體系減壓濃縮后,硅膠柱層析分離得到無色液體為環(huán)丙稀121.8mg,收率為92.7%,環(huán)丙烯的結(jié)構(gòu)表征如圖11、圖12及以下數(shù)據(jù)所示。
無色液體;1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ7.16(d,J=8.0Hz,2H),6.96(d,J=8.0Hz,2H)2.40-2.38(m,5H),,1.52-1.50(m,4H),1.36-1.35(m,4H),0.89(t,J=7.5Hz,6H);13C-NMR(125MHz,CDCl3)δ146.6,129.8,127.9,126.4,110.1,29.6,24.6,23.9,22.5,13.8;HRMS(ESI)m/z calcd.for C17H26Cl[M+H]+265.8413,found 265.8427。
實(shí)施例2中(1)-(4)步驟的反應(yīng)式如下式所示:
實(shí)施例3
(1)與實(shí)施例1中的反應(yīng)相同。
(2)氮?dú)獗Wo(hù)條件下,向25mL反應(yīng)瓶中加入依次加入鄰硝基苯磺酰肼(2.2g,10mmol),三氟甲烷磺酸鑭(117.0mg,0.2mmol)以及20mL甲醇,然后緩慢向體系中加二苯甲酮(2.0g,11mmol),適量加入20mL乙醚保持良好攪拌,體系逐漸有固體析出,反應(yīng)薄層色譜監(jiān)測鄰硝基苯磺酰肼消失。過濾,重結(jié)晶,真空干燥得到白色固體為二苯甲酮的鄰硝基苯磺酰腙(3.1g,收率81.3%),其結(jié)構(gòu)表征如圖13、圖14及以下數(shù)據(jù)所示。
白色固體,m.p.154-155℃;1H-NMR(600MHz,DMSO-d6)δ10.70(s,1H),8.11-8.10(m,1H),8.04-8.02(m,1H),7.91-7.91(m,2H),7.59-7.57(m,3H),7.39-7.37(m,1H),7.35-7.32(m,2H),7.30-7.28(m,4H);13C-NMR(150MHz,DMSO-d6)δ156.3,148.8,137.1,135,2,133.0,132.6,131.4,130.8,130.5,130.2,129.5,129.1,128.8,127.8,124.9;HRMS(ESI)m/z calcd.for C19H16N3O4Sa[M+H]+382.4130,found 382.4125.
(3)氮?dú)鈼l件下,向10mL反應(yīng)瓶中加入二苯甲酮的鄰硝基苯磺酰腙(191.0mg,0.5mmol)和60%氫化鈉(30.0mg,0.75mmol),加入1,4-二氧六環(huán)5ml,在40℃保溫攪拌8h,薄層色譜檢測顯示鄰硝基苯磺酰腙消耗完畢。將體系過濾,濾液在室溫下減壓濃縮后,硅膠柱層析快速分離得到純凈液體二苯基重氮甲烷,該化合物的結(jié)構(gòu)表征如圖15、16及以下數(shù)據(jù)所示。
純凈液體;1H-NMR(600MHz,CDCl3):7.45-7.42(m,4H),7.36-7.34(m,4H),7.25-7.22(m,2H).13C-NMR(150MHz,CDCl3)δ129.5,129.1,125.6,125,2。
(4)氮?dú)鈼l件下,將上述制備的二苯基重氮甲烷(97.1mg,0.5mmol)溶于5mL1,4-二氧六環(huán)中,加入三乙基硅烷(290.7mg,2.5mmol)和20mol%的催化劑三氟甲烷磺酸銀,密封反應(yīng)管,然后快速攪拌下在100℃保溫4h。將反應(yīng)體系降溫到室溫,過濾,濾液減壓濃縮后,硅膠柱層析分離得到無色液體為硅烷(63.5mg,收率為45.0%),硅烷的結(jié)構(gòu)表征如圖17、圖18及以下數(shù)據(jù)所示。
無色液體;1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ7.27-7.22(m,8H),7.13-7.10(m,2H),3.65(s,1H),0.84(t,J=8.0Hz,9H),0.60(q,J=8.0Hz,6H);13C NMR(CDCl3,125MHz)δ142.9,128.8,128.2,125.0,43.0,7.5,3.4;HRMS(ESI)m/z calculated for C26H45Si2[2M+H]+:413.3058,found:413.3054。
實(shí)施例3中步驟(2)-(4)的反應(yīng)式如下式所示:
實(shí)施例4
(1)與實(shí)施例1中反應(yīng)相同
(2)氮?dú)獗Wo(hù)條件下,向反應(yīng)瓶中加入順序加入鄰硝基苯磺酰肼(2.17g,10mmol),催化劑三氟甲烷磺酸鑭(117mg,0.2mmol)以及20ml甲醇作為溶劑,接著緩慢向體系中加苯甲酰甲酸乙酯(1.96g,11mmol),隨著反應(yīng)進(jìn)行體系逐漸有固體析出,加入20mL乙醚保持良好攪拌,反應(yīng)至薄層色譜檢測鄰硝基苯磺酰肼消失。過濾,重結(jié)晶,真空干燥得到黃色固體為苯甲酰甲酸乙酯的鄰硝基苯磺酰腙(3.10g,收率82.1%),其結(jié)構(gòu)表征如圖19、20及以下數(shù)據(jù)所示。
黃色固體,m.p.105-106℃;1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ11.78(s,1H),8.29-8.27(m,1H),7.86-7.84(m,1H),7.77-7.75(m,2H),7.55-7.54(m,2H),7.39-7.34(m,3H),4.44(q,J=7.0Hz,2H),1.38(t,J=7.0Hz,3H);13C-NMR(125MHz,CDCl3)δ161.7,148.1,141.4,134.4,133.4,132.7,132.3,131.9,129.8,128.4,128.1,125.2,62.8,14.0;HRMS(ESI)m/z calcd.for C16H15N3O6SNa[M+Na]+400.0574,found 400.0567.
(3)氮?dú)鈼l件下,向反應(yīng)瓶中加入苯甲酰甲酸乙酯的鄰硝基苯磺酰腙(188.7mg,0.5mmol)和60%氫化鈉(30.0mg,0.75mmol),1,4-二氧六烷5mL,在30℃保溫攪拌12h,薄層色譜檢測鄰硝基苯磺酰腙消耗完畢。將體系減壓濃縮后,硅膠柱層析分離得到重氮甲烷衍生物(91.3mg,收率為96.0%),其結(jié)構(gòu)表征如圖21、圖22及以下數(shù)據(jù)所示。
1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ7.48(d,J=7.5Hz,2H),7.37(t,J=7.5Hz,2H),7.17(t,J=7.5Hz,1H),4.32(q,J=7.0Hz,2H),1.33(t,J=7.0Hz,3H);13C-NMR(125MHz,CDCl3)δ165.1,128.8,125.7,125.5,123.9,60.9,14.4.
實(shí)施例4中步驟(2)-(3)的反應(yīng)式如下式所示:
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以做出若干改進(jìn)和潤飾,這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。