一种氮杂螺环己二烯酮的合成方法和用途技术

本发明专利技术公开了一种可见光诱导

Synthesis method and application of AZA heterocyclic cyclohexadienone

The invention discloses a kind of visible light induction

【技术实现步骤摘要】
一种氮杂螺环己二烯酮的合成方法和用途
本专利技术涉及一种可见光诱导N-苄基丙烯酰胺类化合物去芳构化成环合成氮杂螺环己二烯酮的方法和用途。
技术介绍
氮杂螺环化合物由于其显著的药理和生物活性受到人们的广泛关注，许多重要的药物分子骨架中都含有这种结构。因此，这类分子骨架的合成方法研究将带来很大的经济效益，如下所示的几种螺环类化合物，它们在医学上都具有重要的药用价值。该类化合物是一种天然的产物母核类，广泛存在于自然的生物碱，含有杂原子的螺环化合物有独特的作用机理，不易产生抗药性，同时也是一种很好的医药骨架，如果能掌握这一类化合物的合成技术将对人类疾病有很大的帮助。到目前为止，氮杂螺环己二烯酮的合成方法虽然有许多人已经提出来，但是反应还是存在许多不足，主要是选择性低，转化率不高，副产物多的问题。目前，经重氮盐与N-苄基丙烯酰胺类化合物反应合成含氮螺环化合物，仍然没有相关文献报告。最近，我们发现有Ru(bpy)3Cl2作为催化剂存在的情况下，N-苄基丙烯酰胺类化合物能与重氮盐在温和的反应条件下发生光催化反应，有效地形成各种芳基基团取代氮杂螺环己二烯酮化合物。此合成方法简单方便，产率高，在光照条件下存在下一步成环，表现“绿色”和“原子经济性”特性，因此具有极高的实用推广价值，而且这类化合物在医药、农药、有机材料这一方面有很大应用前景，尤其能应用在医学方面，将给人类带来一大福利，大大节约了生产成本。
技术实现思路
本专利技术就是克服现有技术的不足，提供一种具有重要药理活性的可见光诱导烯烃去芳构化成环合成氮杂螺环己二烯酮的方法。为了实现本专利技术目的，本专利技术提供了可见光诱导N-苄基丙烯酰胺类化合物去芳构化成环合成氮杂螺环己二烯酮的合成路线，合成的氮杂螺环己二烯酮结构式如下所示：上述可见光诱导烯烃去芳构化成环合成氮杂螺环己二烯酮（1）的制备方案如下：以N-苄基丙烯酰胺类化合物类化合物与重氮盐为反应底物，Ru(bpy)3Cl2为催化剂，K2CO3作为碱，以DMF(N,N-二甲基甲酰胺)作为溶剂，反应在氮气环境下进行，反应温度为室温，反应24小时，在光催化的条件下得到目的产物（I），收率为28-88%之间,其反应式如下：反应通式中R1,R2和R可以是如下各组所示：1:R1=H,R2=n-Bu，2:R1=H,R2=Me，3:R1=H,R2=t-Bu，4:R1=H,R2=Bn，5:R1=H,R2=i-Pr，6:R1=H,R2=t-Bu，7:R1=H,R2=t-Bu，8:R1=H,R2=t-Bu，9:R1=3-Br,R2=t-Bu，10:R1=3-Cl,R2=t-Bu，11:R1=H,R2=t-Bu，12:R1=H,R2=t-Bu，13:R1=H,R2=i-Pr，14:R1=H,R2=t-Bu，上述反应中：以K2CO3作为碱，以DMF(N,N-二甲基甲酰胺)作为溶剂，在氮气的环境下进行光照催化，反应温度为室温，反应结束后加乙酸乙酯稀释，然后用饱和食盐水洗，收集有机层，经干燥，浓缩，柱层析（或薄层色谱）得到反应产物。本专利技术的氮杂螺环己二烯酮合成方法具有反应操作简单，采用的自由基源价格便宜易得，反应体系温和而且绿色环保，选择性高，条件简单，得率高，在医学药物上具有极大的推广应用价值。具体实施方式下面将结合具体实例对本专利技术作进一步的说明原料合成反应原料N-苄基烯丙酰胺类化合物（2a）的制备，可由对甲氧基苯甲醛为起始物，通过如下所示的三个简单的合成步骤得到，也可直接购买。步骤一：在100mL圆底烧瓶中加入对甲氧基苯甲醛（5mmol）和10ml无水乙醇作为溶剂，将此混合物在磁力搅拌下加入叔丁胺（6mmol，1.2eq）混合均匀，塞上瓶塞，在磁力搅拌器下室温反应4h，再在冰水浴的条件下加入2.4mmol硼氢化钠作为还原剂；撤掉冰水浴让反应接着反应3-4h，之后加水作为反应的终止剂，十五分钟后取下反应，以乙酸乙酯为洗脱液，用水对其进行萃取，干燥除盐，得到一个中间产物，以待后续步骤的使用。步骤二：然后在另一个100mL圆底烧瓶中加入α-甲基丙烯酸（5mmol）和干燥二氯甲烷5mL，然后慢慢加入草酰氯0.6ml，加入2-3滴DMF，然后在敞开体系常温反应1-2h；反应完之后，在冰浴条件下往反应所得的混合物中加入溶于少量干燥二氯甲烷的三乙胺1.2ml，中和盐酸，然后加入上一步所得中间体，升高温度至室温继续反应4h左右；反应结束后，加入乙酸乙酯，然后利用食盐水洗，水相再用乙酸乙酯萃取。收集有机相，干燥，浓缩，利用柱层析法分离得产物N-丙烯酰基-N-苄基苯甲酰胺，白色固体，产率88%。其中原料2a的结构是根据产物的核磁(1HNMR和13CNMR)数据相比较来确定的。化合物2a结构表征：1HNMR(400MHz,CDCl3)δ:7.19–7.13(m,3H),7.07–7.02(m,2H),6.77(dd,J=10.3,3.1Hz,1H),6.50(dd,J=10.3,1.9Hz,1H),6.32(dd,J=10.3,1.9Hz,1H),3.46(d,J=10.4Hz,1H),3.29(d,J=10.4Hz,1H),3.01(dd,J=14.3,7.9Hz,1H),2.61(d,J=14.0Hz,1H),1.45(s,9H),1.06(s,3H);13CNMR(101MHz,CDCl3)δ:185.1,176.0,148.3,148.2,132.0,134.8,132.7,132.2,130.8,54.6,53.5,50.1,48.2,39.1,37.6,27.6,18.0;HRMSm/z(ESI-TOF)calcdforC21H25ClNO2[M+H]+358.1569,found:358.1571.按照上述实施例中的制备方法，同样还可以制备以下N-异丙酰基-N-烷基苯甲酰胺衍生物（II），反应通式如下：反应通式中R1,R2可以是如下各组所示：1:R1=H,R2=n-Bu2:R1=H,R2=Me3:R1=H,R2=t-Bu4:R1=H,R2=Bn5:R1=H,R2=i-Pr6:R1=H,R2=t-Bu7:R1=H,R2=t-Bu8:R1=H,R2=t-Bu9:R1=3-Br,R2=t-Bu10:R1=3-Cl,R2=t-Bu11:R1=H,R2=t-Bu12:R1=H,R2=t-Bu13:R1=H,R2=i-Pr14:R1=H,R2=t-Bu15:R1=3-Cl,R2=Me16:R1=4-CF3,R2=n-Bu17:R1=4-CF3,R2=Me目标氮杂螺环己二烯酮产物（1a）的制备本专利技术提供的目标产物可见光诱导N-苄基丙烯酰胺类化合物（1）去芳构化成环，合成氮杂螺环己二烯酮制备方法,以2-(叔丁基)-4-4-氯苄基）-4-甲基-2-氮杂螺[4.5]-6，9-二烯-3,8-二酮(1a)的制备为例：在干净反应管中，将N-丙烯酰基-N-叔丁基苯甲酰胺(0.3mmol)，Ru(bpy)3Cl2（0.0015mmol），H2O(0.9mmol),K2CO3（0.6mmol），分别加入DMF(N,N-二甲基甲酰胺)2.0ml，在氮气环境中加入对氯苯胺重氮盐（0.6mmol），在室温下5W的LED蓝光照射下反应24h。然后，加入乙酸乙酯稀释，然后利用食盐水洗，水相再用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可见光诱导

【技术特征摘要】
1.一种可见光诱导N-苄基丙烯酰胺类化合物与氟硼酸重氮盐去芳构化环化制备氮杂螺环己二烯酮的方法，其特征在于：以N-（4-甲氧基）苄基烯丙酰胺类化合物（2）和氟硼酸重氮盐（3）为反应起始物，Ru(bpy)3Cl2为催化剂，K3CO3作为碱，以DMF(N,N-二甲基甲酰胺)作为溶剂，在氮气环境中于室温下用5W的蓝色LED灯照射下搅拌反应24h，得到的反应混合物用乙酸乙酯萃取，然后用饱和食盐水水洗，收集有机层，...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐石，李岚，蒋圣明，袁莉，
申请(专利权)人：吉首大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43