一种温和的重氮甲烷衍生物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种温和的重氮甲烷衍生物的制备方法，该重氮甲烷衍生物的制备方法包括如下步骤：将EWG取代的苯磺酰氯与水合肼反应，得到EWG取代的苯磺酰肼；将EWG取代的苯磺酰肼与醛或酮反应得到EWG取代的苯磺酰腙；将EWG取代的苯磺酰腙与碱和有机溶剂混合后进行复分解反应得到重氮甲烷衍生物，该衍生物不经分离纯化，进一步用于张力小环的合成反应及插入反应。本发明专利技术在苯磺酰腙的苯环上引入拉电子基团EWG，利用电子效应以及空间位阻效应，使得苯磺酰腙上的苯磺酰基更加容易离去，从而在非常温和，特别是在室温下生成重氮甲烷衍生物。

Method for preparing mild diazo derivative

The invention discloses a method for preparing a mild diazomethane derivative, preparation method of the diazomethane derivative comprises the following steps: benzene sulfonyl chloride reacted with hydrazine hydrate will replace EWG, EWG substituted benzenesulfonylhydrazine; EWG substituted benzenesulfonylhydrazide aldehydes or ketones with anti EWG should be substituted benzene sulfonyl hydrazone; benzoyl hydrazone EWG substituted with alkali and organic solvent mixture of diazomethane derivative metathesis, the derivatives without separation and purification, further reaction for the synthesis of small tension and insertion reaction. The introduction of electron withdrawing group EWG in benzene sulfonyl hydrazone benzene ring, the use of electronic effect and steric effect, the benzene sulfonyl hydrazone on phenysulfonyl easier to leave, resulting in a very mild, especially the generation of diazomethane derivatives at room temperature.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及重氮化合物合成领域，尤其涉及一种温和的重氮甲烷衍生物的制备方法。
技术介绍
重氮化合物发现于一个世纪以前，但是它至今仍是有机合成化学研究的热点之一。重氮化合物是一类非常重要的有机合成中间体，它在有机合成化学、材料化学、化学生物学以及新药研发等领域具有举足轻重的应用价值。例如在过渡金属诱导下，重氮化合物释氮气，是生成金属卡宾最流行的标准方法，已经被广泛的应用于各种有机转化之中。重氮化合物是非常活泼的反应中间体，也造成它固有的缺陷：有毒性和爆炸性，这给重氮化合物的合成和进一步利用带来困难。α位带有吸电子基团(electronwithdrawinggroups，EWG)的重氮化合物，例如α-重氮羰基化合物，具有一定的稳定性，可以在实验室以常规的方法分离提纯和保存。α位不带有吸电子基团的重氮化合物由于缺少EWG的稳定作用，上述危害尤为突出，并且它自身在热或者过渡金属存在下非常容易二聚，所以该类重氮化合物制备，分离提纯，存储很困难，相关化学转化研究较少。为了克服上述问题，选择合适的重氮化合物前体原位生成重氮化合物，不经分离直接进行相关化学转化是一种理想的方法。然而，现有技术中重氮化合物原位生成的条件通常较为苛刻，这对于后续反应非常不利，使得重氮前体在有机合成的实用性高度受限。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种温和的重氮甲烷衍生物的制备方法，利用该方法可以得到稳定的，廉价易得的重氮前体，并能在非常温和的条件(如室温)下生成重氮衍生物。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种重氮甲烷衍生物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将具有式I所示结构的EWG取代苯磺酰氯与水合肼进行取代反应，得到具有式II所示结构的EWG取代苯磺酰肼；所述EWG为吸电子基团；所述吸电子基团为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、3,4,5-三氟中的一种；(2)将所述步骤(1)得到的具有式II所示结构的EWG取代苯磺酰肼与具有式III所示结构的醛或者酮缩合，得到具有式IV所示结构的EWG取代苯磺酰腙；所述R1为芳基、杂芳基、烷基、烯基或炔基；R2为氢、芳基、杂芳基或烷基；(3)将所述步骤(2)得到的具有式IV所示结构的EWG取代苯磺酰腙与碱和有机溶剂混合进行分解反应，得到具有式V所示结构的重氮甲烷衍生物：所述步骤(1)中的反应温度为-30-10℃；所述具有式I结构的EWG取代苯磺酰氯与水合肼的摩尔比为1：2-3。所述步骤(1)中检测到EWG取代苯磺酰氯消失时停止反应。所述步骤(2)中的反应温度为20-60℃；具有式II结构的EWG取代苯磺酰肼与具有式III结构的醛或酮的摩尔比为1:1-2.5。所述步骤(2)中检测到EWG取代苯磺酰肼消失时停止反应。所述步骤(3)中分解反应的温度为-20-40℃，反应时间为2-48h。所述步骤(3)中的碱为氢化钠、叔丁醇钠、叔丁醇锂、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸铯和磷酸钾中的一种或几种。所述步骤(3)中的有机溶剂为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六环、甲苯、苯、乙腈、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的一种或几种。所述步骤(3)中具有式IV所示结构的EWG取代苯磺酰腙与碱、有机溶剂的用量比为10mmol：10-30mmol：10-100mL。一种张力小环的制备方法，包括以下步骤：按照上述制备方法制备得到重氮甲烷衍生物；将所述重氮甲烷衍生物与具有式IX或式X结构的张力小环前体和催化剂混合，保温反应，得到张力小环，所述张力小环为具有式VI所示结构的环丙烷衍生物或者具有式VI所示的环丙稀衍生物。所述R3为芳基、杂芳基、烷基或氢；所述R4为芳基、杂芳基、烷基、烯基或炔基；所述R5为芳基、杂芳基、烷基或氢；所述R6为芳基、杂芳基、烷基或氢；所述R7为芳基、杂芳基、烷基、烯基或炔基；所述催化剂为碳酸银、乙酸银、三氟甲烷磺酸银、三氟乙酸银、六氟锑酸银、氟化银或磷酸银。所述重氮甲烷衍生物与张力小环前体和催化剂的摩尔比为100：100-1000：10-30；所述保温反应的温度为20-60℃，所述保温反应的时间为4-48h。一种硅烷的制备方法，包括以下步骤：按照上述制备方法制备得到重氮甲烷衍生物；将所述重氮甲烷衍生物与具有式XI所示结构的硅烷和催化剂混合，保温反应，得到具有式VIII所示硅烷；R8，R9，R10独立地选自烷基，芳基，杂芳基；所述催化剂为碳酸银、乙酸银、三氟甲烷磺酸银、三氟乙酸银、六氟锑酸银、氟化银或磷酸银。所述重氮甲烷衍生物与具有式XI结构的硅烷和催化剂的摩尔比为100：200-1000：10-30；所述保温反应的温度为60-120℃，所述保温反应的时间为3-24h。有益技术效果：本专利技术提供了一种重氮甲烷衍生物的制备方法，以EWG取代苯磺酰氯为原料，依次与水合肼进行取代反应、与醛或酮进行缩合反应，得到的EWG取代苯磺酰腙可在较低温度(-20-40℃)分解生成重氮甲烷衍生物，可以不经分离提纯，直接用于进一步化学转化；对于较稳定的重氮甲烷衍生物可以经过简单分离得到纯度较高的重氮甲烷衍生物。本专利技术提供的制备方法可以广泛用于有机合成，新药研发中重氮甲烷参与的化学转化，特别是对温度非常敏感的张力小环(环丙烷，氮杂环丙烷，环丙烯)合成，不对称合成以及含有对温度不耐受的官能团的化合物的合成。由EWG取代苯磺酰腙分解释放重氮甲烷衍生物的速度非常缓慢，保证体系中重氮甲烷衍生物的浓度始终在较低的水平，避免重氮活性中间体副反应和爆炸的危险，可以实验室规模的放大合成。在本专利技术中，该制备方法所需原料廉价易得，合成操作简便；重氮前体EWG取代苯磺酰腙化学性质稳定，无需额外条件，可以在室温保存数月不变质。说明书附图：图1为实施例1中邻硝基苯磺酰肼的1H核磁共振谱图；图2为实施例1中邻硝基苯磺酰肼的13C核磁共振谱图；图3为实施例1中邻硝基苯磺酰腙的1H核磁共振谱图；图4为实施例1中邻硝基苯磺酰腙的13C核磁共振谱图；图5为实施例1中环丙烷的1H核磁共振谱图；图6为实施例1中环丙烷的13C核磁共振谱图；图7为实施例2中邻三氟甲基苯磺酰肼的1H核磁共振谱图；图8为实施例2中邻三氟甲基苯磺酰肼的13C核磁共振谱图；图9为实施例2中邻三氟甲基苯磺酰腙的1H核磁共振谱图；图10为实施例2中邻三氟甲基苯磺酰腙的13C核磁共振谱图；图11为实施例2中环丙烯的1H核磁共振谱图；图12为实施例2中环丙烯的13C核磁共振谱图；图13为实施例3中邻硝基苯磺酰腙1H核磁共振谱图；图14为实施例3中邻硝基苯磺酰腙13C核磁共振谱图；图15为实施例3中重氮甲烷衍生物的1H核磁共振谱图；图16为实施例3中重氮甲烷衍生物的13C核磁共振谱图；图17为实施例3中硅烷的1H核磁共振谱图；图18为实施例3中硅烷的13C核磁共振谱图；图19为实施例4中邻硝基苯磺酰腙的1H核磁共振谱图；图20为实施例4中邻硝基苯磺酰腙的13C核磁共振谱图；图21为实施例4中重氮甲烷衍生物的1H核磁共振谱图；图22为实施例4中重氮甲烷衍生物的13C核磁共振谱图。具体实施方式本专利技术提供了一种重氮甲烷物衍生物的制备方法，包括以下步骤：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温和的重氮甲烷衍生物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将具有式I所示结构的EWG取代苯磺酰氯与水合肼进行取代反应，得到具有式II所示结构的EWG取代苯磺酰肼；所述EWG为吸电子基团；所述吸电子基团为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，3,4,5‑三氟中的一种；所述步骤(1)中的反应温度为‑30‑10℃；所述具有式I结构的EWG取代苯磺酰氯与水合肼的摩尔比为1：2‑3；所述步骤(1)中检测到EWG取代苯磺酰氯消失时停止反应；(2)将所述步骤(1)得到的具有式II所示结构的EWG取代苯磺酰肼与具有式III所示结构的醛或者酮缩合得到具有式IV所示结构的EWG取代苯磺酰腙；所述R1为芳基、杂芳基、烷基、烯基或炔基；R2为氢、芳基、杂芳基或烷基；所述步骤(2)中的反应温度为20‑60℃；所述具有式II结构的EWG取代苯磺酰肼与具有式III结构的醛或酮的摩尔比为1:1‑2.5；所述步骤(2)中检测到EWG取代苯磺酰肼消失时停止反应；(3)将所述步骤(2)得到的具有式IV所示结构的EWG取代苯磺酰腙与碱和有机溶剂混合进行分解反应，得到具有式V所示结构的重氮甲烷衍生物：所述步骤(3)中分解反应的温度为‑20～40℃，反应时间为2‑48h。...

【技术特征摘要】
1.一种温和的重氮甲烷衍生物的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)将具有式I所示结构的EWG取代苯磺酰氯与水合肼进行取代反应，得到具有式II所示结构的EWG取代苯磺酰肼；所述EWG为吸电子基团；所述吸电子基团为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，3,4,5-三氟中的一种；所述步骤(1)中的反应温度为-30-10℃；所述具有式I结构的EWG取代苯磺酰氯与水合肼的摩尔比为1：2-3；所述步骤(1)中检测到EWG取代苯磺酰氯消失时停止反应；(2)将所述步骤(1)得到的具有式II所示结构的EWG取代苯磺酰肼与具有式III所示结构的醛或者酮缩合得到具有式IV所示结构的EWG取代苯磺酰腙；所述R1为芳基、杂芳基、烷基、烯基或炔基；R2为氢、芳基、杂芳基或烷基；所述步骤(2)中的反应温度为20-60℃；所述具有式II结构的EWG取代苯磺酰肼与具有式III结构的醛或酮的摩尔比为1:1-2.5；所述步骤(2)中检测到EWG取代苯磺酰肼消失时停止反应；(3)将所述步骤(2)得到的具有式IV所示结构的EWG取代苯磺酰腙与碱和有机溶剂混合进行分解反应，得到具有式V所示结构的重氮甲烷衍生物：所述步骤(3)中分解反应的温度为-20～40℃，反应时间为2-48h。2.根据权利要求1所述的一种温和的重氮甲烷衍生物的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的碱为氢化钠、叔丁醇钠、叔丁醇锂、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸铯和磷酸钾中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的一种温和的重氮甲烷衍生物的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中的有机溶剂为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六环、...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕锡和，刘兆洪，杨旸，李强强，
申请(专利权)人：东北师范大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22