一种2-吡咯烷酮类化合物的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种2‑吡咯烷酮类化合物的制备方法，该方法以1，6‑烯炔类化合物为原料，在醋酸碘苯为氧化剂、在有机溶剂中与三甲基硅基叠氮、N‑氯代丁二酰亚胺反应，方便地并以优异的产率制备获得2‑吡咯烷酮类化合物。

Preparation of a 2- pyrrolidone compound

The present invention relates to a preparation method of 2_pyrrolidone derivatives. The method takes 1,6_ene alkynes as raw materials, iodobenzene acetate as oxidant, reacts with trimethylsilyl azide and N_chlorosuccinimide in organic solvents, and is convenient to prepare 2_pyrrolidone derivatives with excellent yield.

【技术实现步骤摘要】
一种2-吡咯烷酮类化合物的制备方法
本申请属于有机合成方法学领域，具体涉及一种2-吡咯烷酮类化合物的制备方法。
技术介绍
2-吡咯烷酮类化合物是一类具有一个五元内酰胺环的吡咯烷类化合物，广泛存在于天然产物和各类人工合成的化合物当中，也由于吡咯烷酮类化合物具有多种生物活性而被广泛用于医药领域，下式一中列举了多种现有技术已经公开并使用的包含2-吡咯烷酮类化合物的具有生物活性的化合物。由于2-吡咯烷酮类化合物具有丰富的生物活性，开发这种结构单元的高效合成方法是合成化学家们所关注的重点之一，而获得2-吡咯烷酮核心结构的最常见的方法通常依赖于先前形成的环的环扩张或收缩，两个组分之间的环化等等。尽管取得了上述成就，但在温和条件下探索简单易行的合成策略来制备2-吡咯烷酮类化合物仍然是可取的和具有挑战性的。以往的有机合成反应大部分都需要额外的辅助条件，例如加热、光照等等常用于自由基反应的引发，因此实现室温下的有机自由基反应由于具有节能和环境友好的特点，被认为是最有前途的合成策略之一。专利技术人课题组对于室温下进行的自由基反应进进行了深入的研究，在本专利技术中，我们提出了一种以1，6-烯炔类化合物为反应原料，在室温及无金属催化剂的条件下，经自由基反应合成2-吡咯烷酮类化合物的新方法。
技术实现思路
本专利技术目的在于克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、绿色高效、条件温和的制备2-吡咯烷酮类化合物的合成方法，该方法以1，6-烯炔类化合物为原料，在醋酸碘苯为氧化剂、在有机溶剂中与三甲基硅基叠氮、卤源化合物反应，方便地并以优异的产率制备获得2-吡咯烷酮类化合物。本专利技术提供的2-吡咯烷酮类化合物的制备方法，该方法以1，6-烯炔类化合物为原料，通过下列步骤进行制备获得：向schlenk瓶中加入式II所示的1，6-烯炔化合物，叠氮基三甲基硅烷(TMSN3)，卤源化合物和氧化剂，再加入有机溶剂，然后将反应器在空气气氛、室温条件下搅拌反应，反应完成后，经后处理得到目标产物I。其中式II所示的1，6-烯炔化合物以及式I所示的目标产物结构如下式(见式二)所示：式I及式II中，所述的R选自取代或未取代的C1-20烷基、取代或未取代的C6-20芳基、取代或未取代的C3-20环烷基、取代或未取代的C6-20芳基-C1-10烷基、取代或未取代的C1-20磺酰基、取代或未取代的C1-20酰基、取代或未取代的C5-20杂芳基。其中，所述“取代”的取代基选自卤素、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、-CN、-NO2、-OH、-NRaRb.其中Ra，Rb彼此独立地选自C1-C6烷基或氢。所述杂芳基的杂原子选自O、S或N。式I中，所述X来源于反应原料中的卤源化合物，选自Cl，Br或I。优选地，所述R选自取代或未取代的苯基，所述的取代基选自卤素、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基。进一步优选地，所述R选自苯基、甲基苯基、甲氧基苯基、氯代苯基、溴代苯基、氟代苯基、苄基、对甲苯磺酰基。在本专利技术中，所述的卤源化合物选自N-氯代丁二酰亚胺(NCS)、N-溴代丁二酰亚胺(NBS)、N-碘代丁二酰亚胺(NIS)、I2中的任意一种。在本专利技术中，所述的氧化剂选自醋酸碘苯(PIDA)、三氟醋酸碘苯(PIFA)、双氧水(H2O2)中的任意一种。醋酸碘苯又名二乙酸碘苯，其CAS号为3240-34-4，化学结构式为：三氟醋酸碘苯又名[双(三氟乙酰氧基)碘]苯，其CAS号为2712-78-9，化学结构式为在本专利技术中，所述的有机溶剂选自二氯乙烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳中的任意一种或几种的混合物。在本专利技术中，所述反应的反应时间可以通过本领域常规的TLC板或GC进行跟踪检测来确定，一般而言，反应1小时即可完成。在前述的反应中，所述的后处理操作如下：反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经硅胶柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I。在前述的反应中，式II所示的1，6-烯炔化合物，叠氮基三甲基硅烷(TMSN3)，卤源化合物与氧化剂的摩尔比为：1∶(1-3)∶(1-3)∶(1-3)；优选地，式II所示的1，6-烯炔化合物，叠氮基三甲基硅烷(TMSN3)，卤源化合物与氧化剂的摩尔比为：1∶2∶2∶2。在本专利技术的反应中，有机溶剂的用量不作特别的限定，本领域的技术人员可以根据反应的实际情况而进行常规选择和/或调整其用量。本专利技术的有益效果是：1)本专利技术的方法在室温下反应，绿色节能，效率高；2)本专利技术的方法中反应无需金属催化剂，避免了产物中的金属残留；3)本专利技术的方法采用1，6-烯炔化合物的氯化/叠氮化串联反应，该反应未见诸于现有技术报道，具有高度的原创性；4)本专利技术的方法获得的2-吡咯烷酮类化合物可以作为有机合成中间体，进一步应用于合成其它已知的具有生物活性的化合物，具有重要应用价值。具体实施方式以下结合具体实施例，对本专利技术进行进一步详细的描述，但本专利技术并不局限于此。下述实施你中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和原料，如无特殊说明，均可以从商业途径获得和/或根据已知的方法制备获得。实施例1-10为反应条件优化试验实施例1向schlenk瓶中加入式II-1所示的1，6-烯炔化合物(40mg，0.2mmol)，叠氮基三甲基硅烷(TMSN3，46mg，0.4mmol)，N-氯代丁二酰亚胺(NCS，53.2g，0.4mmol)，醋酸碘苯(PIDA，130mg，0.4mmol)，再加入溶剂二氯乙烷(DCE，2mL)，然后将反应器在空气气氛、室温条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为1小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯/正己烷)得到目标产物I-1。(0.0386g，70％yield，9∶1Z/E混合物，黄色油状液体)；1HNMR(400MHz，CDCl3)δ：7.72(d，J＝8.4Hz，2H)，7.42(t，J＝7.6Hz，2H)，7.21(t，J＝7.6Hz，1H)，6.44(s，0.1H)，6.23(s，0.9H)，4.52(d，J＝2.0Hz，2H)，3.73(d，J＝11.6Hz，1H)，3.45(d，J＝12.0Hz，IH)，1.38(s，2.7H)，1.37(s，0.3H)；13CNMR(100MHz，CDCl3)δ：173.7，138.4，138.1，129.1，129.0，127.6，127.5，125.4(2)，120.3，120.2，114.6，58.9，50.6，50.3，21.8；HRMSm/z(ESI)calcdforC13H14ClN4O+([M+H]+)277.0851，found277.0848.。实施例2向schlenk瓶中加入式II-1所示的1，6-烯炔化合物(40mg，0.2mmol)，叠氮基三甲基硅烷(TMSN3，46mg，0.4mmol)，N-氯代丁二酰亚胺(NCS，53.2g，0.4mmol)，三氟醋酸碘苯(172mg，0.4mmol)，再加入溶剂二氯乙烷(DCE，2mL)，然后将反应器在空气气氛、室温条件下搅拌反应，经TLC监测反应进程至原料消失(反应时间为1小时)，反应完成后，将反应液减压浓缩除去溶剂，将残余物经柱层析分离(洗脱溶剂为：乙酸乙酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种式1所示的2‑吡咯烷酮类化合物的合成方法，其特征在于，向schlenk瓶中加入式II所示的1，6‑烯炔化合物，叠氮基三甲基硅烷(TMSN3)，卤源化合物和氧化剂，再加入有机溶剂，然后将反应器在空气气氛、室温条件下搅拌反应，反应完成后，经后处理得到目标产物I；

【技术特征摘要】
1.一种式1所示的2-吡咯烷酮类化合物的合成方法，其特征在于，向schlenk瓶中加入式II所示的1，6-烯炔化合物，叠氮基三甲基硅烷(TMSN3)，卤源化合物和氧化剂，再加入有机溶剂，然后将反应器在空气气氛、室温条件下搅拌反应，反应完成后，经后处理得到目标产物I；式I及式II中，所述的R选自取代或未取代的C1-20烷基、取代或未取代的C6-20芳基、取代或未取代的C3-20环烷基、取代或未取代的C6-20芳基-C1-10烷基、取代或未取代的C1-20磺酰基、取代或未取代的C1-20酰基、取代或未取代的C5-20杂芳基；所述杂芳基的杂原子选自O、S或N；其中，所述取代基选自卤素、C1-C6的烷基、C1-C6的烷氧基、-CN、-NO2、-OH、-NRaRb，其中Ra，Rb彼此独立地选自C1-C6烷基或氢；X来源于反应原料中的卤源化合物，选自Cl，Br或I；所述的卤源化合物选自N-氯代丁二酰亚胺(NCS)、N-溴代丁二酰亚胺(NBS)、N-碘代丁二酰亚胺(NIS)、I2中的任意一种；所述的氧化剂选自醋酸碘苯(PIDA)、三氟醋酸碘苯(PIFA)、双氧水(H2O2)中的任意一种。2.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：包雯慧，魏文廷，高乐涵，王昕晔，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33