一种含氮螺环化合物的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种含氮类螺环化合物的合成方法，包括如下步骤：将亚胺类衍生物、马来酰亚胺类化合物、二碘化五甲基环戊二烯一合羰基钴、三氟甲磺酸银以及硝基苯加入到有机溶剂中，抽真空条件下加热进行反应，反应完全后，后处理得到所述的含氮类螺环化合物；该方法通过简单易得的原料一步合成含氮类螺环化合物化合物，转化效率高，原子经济性好；同时合成方法操作简单，反应收率高，同时底物适应性广。

Synthesis of a nitrogenous spiral compound

The invention discloses a method for synthesizing nitrogen containing spiro compounds, comprising the following steps: imine derivatives, maleimide compounds, two iodinated five methyl cyclopentadiene carbonyl cobalt and three trifluoroacetic acid silver and nitrobenzene into an organic solvent, heating and vacuum pumping is carried out under the condition of reaction, after complete response and postprocessing of spiro compounds containing nitrogen are described; the method is simple and easy to obtain raw materials by one-step synthesis of nitrogen containing compounds of spiro compounds, high conversion efficiency, good atomic economy; at the same time the synthesis method has the advantages of simple operation, high yield, wide adaptability and substrate.

【技术实现步骤摘要】
一种含氮螺环化合物的合成方法
本专利技术属于有机合成领域，具体涉及一种含氮螺环类化合物的合成方法，该方法采用过渡金属Co作为催化剂，在不添加氧化剂条件下进行氧化型C-H键活化。
技术介绍
螺环的骨架是一类广泛存在于天然产物和药物分子的重要结构。传统合成含氮类螺环化合物的方法通常需要对底物进行预官能化，同时需要经过较多的反应步骤和较为苛刻的反应条件，并且传统的过渡金属催化的氧化型的C-H键的活化往往需要的大量的氧化剂，所以传统的这些反应都会不可避免地产生大量的废碱，废酸以及金属废料。寻求发展新的不同方法是非常必要的。
技术实现思路
本专利技术提供了一种含氮类螺环化合物的合成方法，该合成方法底物适用性广，反应收率高。一种含氮类螺环化合物的合成方法，包括如下步骤：将亚胺类衍生物、马来酰亚胺类化合物、二碘化五甲基环戊二烯一合羰基钴、三氟甲磺酸银以及硝基苯加入到有机溶剂中，抽真空条件下加热进行反应，反应完全后，后处理得到所述的含氮类螺环化合物；所述的亚胺类衍生物的结构如式(II)所示：所述的马来酰亚胺化合物的结构如式(III)所示：所述的螺环类化合物的结构如式(I)所示：式(I)～(III)中，R1选自H、硝基、C1～C4烷基、三氟甲基、烷氧羰基、乙酰基、卤素、取代萘基或取代噻吩基；R2为C1～C4烷氧基；R3独立地选自C1～C4烷基、苯基、苄基或H。作为优选，所述的R1选自H、硝基、甲基、甲氧基、三氟甲基、甲氧羰基、乙酰基、F、Cl、萘基或噻吩基。作为优选，所述的R2为乙基。作为优选，所述的R3为甲基、苯基、苄基或H。作为优选，所述的含氮螺环类化合物为式(I-1)-式(I-12)所示化合物中的一种：作为优选，所述的有机溶剂为1,2-二氯乙烷(DCE)。作为优选，反应温度为90～110℃，反应时间为10～15小时。同现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在：(1)本专利技术通过简单易得的原料一步合成含氮类螺环化合物，转化效率高，原子经济性好；(2)本专利技术的实验条件简单，不需要当量的氧化剂来实现催化体系的催化循环，合成方法操作简单，反应收率高，同时底物适应性广。附图说明图1为实施例1得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；图2为实施例2得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；图3为实施例3得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；图4为实施例4得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；图5为实施例5得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；图6为实施例6得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；图7为实施例7得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；图8为实施例8得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；图9为实施例9得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；图10为实施例10得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；图11为实施例11得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；图12为实施例12得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；其中，氢谱在400MHz核磁仪器上进行测试。碳谱在100MHz核磁仪器上进行测试。测试条件均为室温下使用四甲基硅烷作内标，样品用氘代氯仿溶解。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的描述，以下具体实施例都是本专利技术的最优实施方式。实施例1～15按照表1的原料配比在试管中加入亚胺(0.3mmol)、马来酰亚胺化合物(0.2mmol)、二碘化五甲基环戊二烯一羰基合钴(0.02mmol)、三氟甲磺酸银(0.04mmol)、硝基苯(0.2mmol)和有机溶剂1mL，混合搅拌均匀，按照表2的反应条件反应完成后，冷却，抽滤，硅胶拌样，经过柱层析纯化得到相应的含氮类螺环化合物(Ⅰ)，反应过程如下式所示：表1实施例1～15的原料配比表2实施例1～15的反应条件和反应结果表1和表2中，T为反应温度，t为反应时间，2-naphthyl为2-取代萘基，CF3为三氟甲基，Ph为苯基，2-thiophene为2-取代噻吩。a用AgSbF6代替AgOTf；用量相同bPd(OAc)2代替Cp*Co(CO)I2，用量相同。实施例1～10制备得到部分化合物的结构确认数据：3-ethoxy-6-methoxy-1'-methylspiro[isoindole-1,3'-pyrrolidine]-2',5'-dione(I-1)Yield:(54.7mg,95％)；Whitesolid；mp:121.7-122.4℃.1HNMR(CDCl3,400MHz)δ7.49(d,J＝8.4Hz,1H),6.97(d,J＝8.0Hz,1H),6.80(s,1H),4.48-4.45(m,2H),3.84(s,3H),3.27(d,J＝18.0Hz,1H),3.13(s,3.5H),3.08(s,0.5H),1.46(t,J＝7.2Hz,3H).13CNMR(CDCl3,100MHz)δ176.0,175.2,171.7,162.2,152.4,126.2,122.5,115.3,106.3,74.5,64.8,55.8,39.5,25.7,14.4.HRMS(EI-TOF)calcdforC15H16N2O4[M+]:288.1110,found:288.1109.6-bromo-3-ethoxy-1'-methylspiro[isoindole-1,3'-pyrrolidine]-2',5'-dione(I-2)Yield:(61.1mg,91％)；Whitesolid；mp:146.3-147.6℃.1HNMR(CDCl3,400MHz)δ7.61(dd,J1＝8.4Hz,J2＝1.6Hz,1H),7.49(d,J＝0.8Hz,1H),7.46(d,J＝8.0Hz,1H),4.52-4.44(m,2H),3.26(d,J＝18.4Hz,1H),3.13(s,3.5H),3.09(s,0.5H),1.46(t,J＝6.8Hz,3H).13CNMR(CDCl3,100MHz)δ175.1,174.7,171.1,152.0,132.5,132.4,125.4,124.5,122.7,74.8,65.2,38.9,25.8,14.3.HRMS(EI-TOF)calcdforC14H13BrN2O3[M+]:336.0110,found:336.0116.3-ethoxy-6-iodo-1'-methylspiro[isoindole-1,3'-pyrrolidine]-2',5'-dione(I-3)Yield:(72.9mg,95％)；Whitesolid；mp:132.0-133.0℃.1HNMR(CDCl3,400MHz)7.82(d,J＝8.0Hz,1H),7.69(s,1H),7.33(d,J＝8.4Hz,1H),4.52-4.44(m,2H),3.25(d,J＝17.6Hz,1H),3.13-3.08(d,J＝2.0Hz,4H),1.46(t,J＝6.8Hz,3H).13CNMR(CDCl3,100MHz)δ175.1,174.7,171.3,152.1,138.3,133.1,130.3,122.8,97.4,74.8,65.3,38.9,25.9,14.3.HRMS(EI-TOF)calcdforC14H13IN2O3(M+):383.9971,found:383.9973.Methyl3-ethoxy-1'-methyl-2',5'-dioxospi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含氮螺环化合物的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：将亚胺类衍生物、马来酰亚胺类化合物、钴催化剂、银添加剂以及硝基苯加入到有机溶剂中，抽真空条件下加热进行反应，反应完全后经过后处理得到所述的含氮螺环化合物；所述的亚胺类衍生物的结构如式(II)所示：

【技术特征摘要】
1.一种含氮螺环化合物的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：将亚胺类衍生物、马来酰亚胺类化合物、钴催化剂、银添加剂以及硝基苯加入到有机溶剂中，抽真空条件下加热进行反应，反应完全后经过后处理得到所述的含氮螺环化合物；所述的亚胺类衍生物的结构如式(II)所示：所述的马来酰亚胺化合物的结构如式(III)所示：所述的螺环类化合物的结构如式(I)所示：式(I)～(III)中，R1选自H、硝基、C1～C4烷基、C1～C4烷氧基、三氟甲基、烷氧羰基、乙酰基、卤素、取代萘基或取代噻吩基；R2为C1～C4烷氧基；R3独立地选自C1～C4烷基、苯基、苄基或H。2.根据权利要求1所述的3含氮螺环类化合物的合成方法，其特征在于，所述的R1选自H、硝基、甲基、甲氧基、三氟甲基、甲氧羰基、乙酰基、Br、I、萘基或噻吩基。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉红，吕宁宁，刘岳，刘占祥，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33