一种2-氨基-4H-吡喃及其衍生物的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种2‑氨基‑4H‑吡喃及其衍生物的合成方法，本发明专利技术通过褶皱假丝酵母脂肪酶(CRL)作为催化剂引发串联MCR反应，并在乙醇和去离子水作为反应介质的条件下一锅合成2‑氨基‑4H‑吡喃，反应效率高，副产物少，绿色，是一种环境友好、可持续且简单有效的合成2‑氨基‑4H‑吡喃及其衍生物的方法。此外，由于MCR的模块化特性和该串联程序的高效率，通过简单地改变起始材料并使生产介质变得优异，可以容易地组装各种产品库。

A Synthesis Method of 2-Amino-4H-Pyran and Its Derivatives

【技术实现步骤摘要】
一种2-氨基-4H-吡喃及其衍生物的合成方法
本专利技术涉及吡喃的合成
，具体涉及一种2-氨基-4H-吡喃及其衍生物的合成方法。
技术介绍
吡喃及其衍生物，最受欢迎的杂环骨架，由于其简单的结构复杂性和重要的生物活性，已成为天然和合成有机化学领域的重要研究对象。在吡喃中，4H-吡喃基环化的杂环主链在天然存在的化合物中分布良好，并且具有广泛的生物活性，如抗肿瘤，抗菌，抗病毒，解痉和抗过敏，许多含有4H-吡喃部分的药物分子已经用于治疗各种疾病。目前，4H-吡喃基环化主要通过醛/曙红、丙二腈和烯醇化的C-H活化化合物与不同试剂的三元反应合成这些杂环核。但这些合成方法都存在这样或那样的问题，例如低产率、反应温度高、反应时间长、使用不可再循环的催化剂和昂贵的溶剂导致成本高。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本专利技术的目的是提供一种2-氨基-4H-吡喃及其衍生物的合成方法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种2-氨基-4H-吡喃及其衍生物的合成方法，将醋酸乙烯酯、1,3-二羰基化合物和丙二腈在反应介质和催化剂褶皱假丝酵母脂肪酶存在的条件下混合，制得2-氨基-4H-吡喃及其衍生物；其中，反应介质包括乙二醇和去离子水。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，醋酸乙烯酯、1,3-二羰基化合物、丙二腈、反应介质和催化剂褶皱假丝酵母脂肪酶的配比关系为：(0.2-0.6)mL:(0.05-0.2)mmol:(0.1-0.4)mmol:10mL:(2-10)mg；其中，反应介质中乙二醇和去离子水的体积比为(6-8)：(2-4)。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，醋酸乙烯酯、1,3-二羰基化合物、丙二腈、反应介质和催化剂褶皱假丝酵母脂肪酶的配比关系为：(0.3-0.5)mL:(0.05-0.15)mmol:(0.1-0.3)mmol:10mL:(2-8)mg；其中，反应介质中乙二醇和去离子水的体积比为(6.5-7.5)：(2.5-3.5)。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，醋酸乙烯酯、1,3-二羰基化合物、丙二腈、反应介质和催化剂褶皱假丝酵母脂肪酶的配比关系为：0.4mL:0.1mmol:0.2mmol:10mL:5mg；其中，反应介质中乙二醇和去离子水的体积比为7:3。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，将醋酸乙烯酯、1,3-二羰基化合物、丙二腈、反应介质和催化剂褶皱假丝酵母脂肪酶在30-50℃、转速为150-250rpm的恒温摇床中反应15-30min。进一步地，在本专利技术较佳的实施例中，反应温度为35-45℃，反应时间为15-25min。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术通过加入褶皱假丝酵母脂肪酶(CRL)催化醋酸乙烯酯和乙二醇并且在去离子水存在的条件下原位生成乙醛，生成的乙醛再与1,3-二羰基化合物和丙二腈反应得到2-氨基-4H-吡喃及其衍生物。与现有技术中直接将现有乙醛进行反应相比，本专利技术通过原位生成乙醛能够在温和的条件下完成整个反应，避免了乙醛聚合而影响反应进行的问题。在CRL的催化作用下，不仅促进醋酸乙烯酯和乙二醇反应，对反应后得到的乙酸也能够促使后续与1,3-二羰基化合物和丙二腈反应的进行。研究发现，未加入CRL的反应过程中，第一步骤生成的乙酸对后续反应有抑制作用，加入CRL后，又有了催化活性，说明CRL在整个串联反应中起着重要作用。此外，为促成串联MCR反应的充分进行，本专利技术以乙二醇和水作为反应介质，其不仅能够调节CRL在整个反应过程中的催化活性，而且也作为反应原料参与到整个反应过程中，使得最终产率有了明显提高。乙二醇和水作为在整个串联反应中第一步反应的原料，醋酸乙烯酯可以和水和乙二醇发生酯交换反应，生成了第二步反应所需的乙醛，乙醛在乙二醇和水的介质条件下和1,3-环己二酮和丙二腈进行第二步的反应，进而得到最终产物：2-氨基-4H-吡喃及其衍生物。进一步地，本专利技术通过控制原料之间配比关系，获得了反应效率高、副产物少的2-氨基-4H-吡喃及其衍生物。具体地，本专利技术将醋酸乙烯酯、1,3-二羰基化合物、丙二腈、反应介质和催化剂褶皱假丝酵母脂肪酶的配比关系确定为：(0.2-0.6)mL:(0.05-0.2)mmol:(0.1-0.4)mmol:10mL:(2-10)mg；其中，反应介质中乙二醇和去离子水的体积比为(6-8)：(2-4)，在该配比关系下，使得产率达到95％以上。例如，在研究过程中发现，在其他原料比例不变的前提下，丙二腈相对于1,3-二羰基化合物过量且(1-2)摩尔倍数的条件下，明显提高产率，这是由于在第二步反应中1，3-环己二酮和丙二腈先和乙醛反应生成中间体，这两个成竞争关系，当丙二腈过量时，生成的就增多，进而会使最终产率增加。根据本专利技术确定的原料配比关系同时获得了适宜反应进行且促进产率进一步提高的反应条件：在30-50℃、转速为150-250rpm的恒温摇床中反应15-30min，使得整个反应温度温和反应时间快，生产效率和产率相对于现有工艺得到明显提高。本专利技术通过褶皱假丝酵母脂肪酶(CRL)作为催化剂引发串联MCR反应，并在乙醇和去离子水作为反应介质的条件下一锅合成2-氨基-4H-吡喃，反应效率高，副产物少，绿色，是一种环境友好、可持续且简单有效的合成2-氨基-4H-吡喃及其衍生物的方法。此外，由于MCR的模块化特性和该串联程序的高效率，通过简单地改变起始材料并使生产介质变得优异，可以容易地组装各种产品库。附图说明图1为本专利技术实施例的合成路线图；图2为本专利技术实施例合成的2-氨基-4H-吡喃衍生物的分子结构图及相应的产率；图3为反应介质中乙二醇和水的不同配比对产率的影响曲线图；图4为反应介质中乙二醇和水的不同配比对产率的影响曲线图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。图1本专利技术合成方法的反应过程，褶皱假丝酵母脂肪酶(CRL)催化醋酸乙烯酯和乙二醇并且在去离子水存在的条件下原位生成乙醛，生成的乙醛再与1,3-二羰基化合物和丙二腈反应得到2-氨基-4H-吡喃及其衍生物。实施例1：本专利技术的2-氨基-4H-吡喃的合成方法包括：将醋酸乙烯酯、1,3-二羰基化合物和丙二腈在反应介质和催化剂褶皱假丝酵母脂肪酶存在的条件下混合，在30℃、转速为150rpm的恒温摇床中反应30min，制得2-氨基-4H-吡喃及其衍生物；其中，反应介质包括乙二醇和去离子水。醋酸乙烯酯、1,3-二羰基化合物、丙二腈、反应介质和催化剂褶皱假丝酵母脂肪酶的配比关系为：0.2mL:0.05mmol:0.1mmol:10mL:2mg；其中，反应介质中乙二醇和去离子水的体积比为6：4。本实施例2-氨基-4H-吡喃的产率为95.5％。实施例2：本专利技术的2-氨基-4H-吡喃方法包括：将醋酸乙烯酯、1,3-二羰基化合物和丙二腈在反应介质和催化剂褶皱假丝酵母脂肪酶存在的条件下混合，在37℃、转速为200rpm的恒温摇床中反应20min，制得2-氨基-4H-吡喃及其衍生物；其中，反应介质包括乙二醇和去离子水。醋酸乙烯酯、1,3-二羰基化合物、丙二腈、反应介本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种2‑氨基‑4H‑吡喃及其衍生物的合成方法，其特征在于，将醋酸乙烯酯、1,3‑二羰基化合物和丙二腈在反应介质和催化剂褶皱假丝酵母脂肪酶存在的条件下混合，制得2‑氨基‑4H‑吡喃及其衍生物；其中，反应介质包括乙二醇和去离子水。

【技术特征摘要】
1.一种2-氨基-4H-吡喃及其衍生物的合成方法，其特征在于，将醋酸乙烯酯、1,3-二羰基化合物和丙二腈在反应介质和催化剂褶皱假丝酵母脂肪酶存在的条件下混合，制得2-氨基-4H-吡喃及其衍生物；其中，反应介质包括乙二醇和去离子水。2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，醋酸乙烯酯、1,3-二羰基化合物、丙二腈、反应介质和催化剂褶皱假丝酵母脂肪酶的配比关系为：(0.2-0.6)mL:(0.05-0.2)mmol:(0.1-0.4)mmol:10mL:(2-10)mg；其中，反应介质中乙二醇和去离子水的体积比为(6-8)：(2-4)。3.根据权利要求1所述的2-氨基-4H-吡喃及其衍生物的合成方法，其特征在于，醋酸乙烯酯、1,3-二羰基化合物、丙二腈、反应介质和催化剂褶皱假丝酵母脂肪酶的配比关系为：(0.3-0.5)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王娜，余孝其，杨增杰，刘艳红，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51