一种制备含硝基7元氮化合物的方法技术

本发明专利技术涉及一种制备含硝基7元氮化合物的方法，包括以下步骤：以邻烯基丙烯酰胺化合物为底物，NO2·

【技术实现步骤摘要】
一种制备含硝基7元氮化合物的方法


[0001]本专利技术属于化学制备领域，尤其涉及一种制备含硝基7元氮化合物的方法，该方法是一种通过金属催化硝基自由基引发烯烃自由基加成环化来制备含硝基7元氮化合物的有效方法。

技术介绍

[0002]硝基化合物已广泛应用于制药、材料科学和燃料领域。在有机合成中，它们通常是极有价值的中间体。鉴于它们的重要性，目前已经开发了诸多合成硝基化合物的方法。N
‑
杂环是合成和药物化学中的特殊骨架，不仅广泛存在于生物活性分子，而且是非常有价值的合成前体，可以进一步转化为一系列有价值的结构单元。此外，在世界销售排名前100的药物分子中，含氮杂环占比接近一半。因此，N
‑
杂环的有效构建一直是有机合成研究的热门领域。但采用硝基自由基诱导的加成环化制备含硝基7元氮的方法尚无报道。

技术实现思路

[0003]鉴于现有技术所存在的问题，本专利技术提供一种制备含硝基7元氮化合物的方法，该方法是通过金属盐催化可控的硝基自由基诱导的加成环化过程制备系列7元硝基苯并[b]氮杂环，即含硝基7元氮化合物的有效方法。
[0004]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：
[0005]本专利技术提供一种制备含硝基7元氮化合物的方法，包括以下步骤：以邻烯基丙烯酰胺化合物为底物，NO2·
自由基与底物的双键发生分子间区域选择性加成，经过7
‑
exo
‑
dig环化过程、单电子氧化、脱质子过程得到含硝基7元氮化合物。/>[0006]采取上述技术方案的有益效果包括：本专利技术通过金属催化，可控的硝基自由基引发的自由基加成环化反应，高效制备了系列含硝基7元氮的产物。氮广泛存在于在天然产物和药物分子。该方法易于放大操作，并且产品可以进一步脱保护衍生化，获得更多7元氮产物，有利于制备其他有价值的分子。
[0007]采用上述方法具有经济性、原料简单易制备、底物范围宽泛、产物可以放大制备以及进一步衍生化等优点。
[0008]进一步，邻烯基丙烯酰胺化合物与NO2·
自由基的摩尔比为1：1。
[0009]进一步，NO2·
自由基的制备方法包括以下步骤：AgNO3被K2S2O8氧化生成NO2·
自由基。
[0010]采取上述技术方案的有益效果包括：底物廉价易得、反应无爆炸风险、残留金属盐和无机盐易于后处理。
[0011]进一步，包括以下步骤：加入邻烯基丙烯酰胺化合物、AgNO3、K2S2O8和CH3NO2，得到混合物；将混合物加热，直至邻烯基丙烯酰胺化合物完全消耗；反应完成后(即邻烯基丙烯酰胺化合物完全消耗完)，淬灭、萃取；浓缩有机溶剂；纯化，用洗脱剂洗脱得到含硝基7元氮
化合物。
[0012]进一步，邻烯基丙烯酰胺化合物、AgNO3和K2S2O8的摩尔比为1：1：2；邻烯基丙烯酰胺化合物和CH3NO2的摩尔体积比为0.3mmol：2.5mL。
[0013]采取上述技术方案的有益效果包括：采用上述的比例有利于反应的进行以及提高产率。
[0014]进一步，反应完成后，混合物用NaHCO3溶液淬灭并用CH2Cl2萃取；然后真空浓缩有机溶剂；残留物通过快速柱色谱纯化，用乙酸乙酯和石油醚作为洗脱剂得到含硝基7元氮化合物。
[0015]采取上述技术方案的有益效果包括：用NaHCO3淬灭有利于减少产物的溶解性，用CH2Cl2萃取有利于分层以及对产物的彻底萃取，用乙酸乙酯和石油醚作为洗脱剂有利于洗脱剂的去除。
[0016]进一步，将混合物在120℃的油浴中加热。
[0017]采取上述技术方案的有益效果包括：可以进一步提高产率。
[0018]进一步，邻烯基丙烯酰胺化合物的结构式如式1所示，
[0019][0020]其中，R1独立的选自H、CH3、OCH3、F、Cl、Br取代基中的一种或几种的组合，R2独立的选自对甲苯磺酰基取代基，R3独立的选自H或CH3取代基，Ar代表含有芳环的基团。
[0021]进一步，R1独立的选自H、CH3、OCH3、F、Cl、Br取代基中的一种或几种的组合，R2独立的选自对甲苯磺酰基取代基，R3独立的选自H或CH3取代基，Ar选自苯环、含有卤素取代的苯环、含有甲基取代的苯环中的一种或几种的组合。
[0022]进一步，邻烯基丙烯酰胺化合物可以选自以下化合物中的一种或几种的组合：N
‑
烯丙基
‑4‑
甲基
‑
N
‑
(2
‑
(1
‑
苯基乙烯基)苯基)苯磺酰胺、N
‑
(4
‑
氯
‑2‑
(1
‑
苯基乙烯基)苯基)
‑4‑
甲基
‑
N
‑
(2
‑
甲基烯丙基)苯磺酰胺、N
‑
(2
‑
(1
‑
(4
‑
氟苯基)乙烯基)苯基)
‑4‑
甲基
‑
N
‑
(2
‑
甲基烯丙基)苯磺酰胺、N
‑
(2
‑
(1
‑
(4
‑
溴苯基)乙烯基)苯基)
‑4‑
甲基
‑
N
‑
(2
‑
甲基烯丙基)苯磺酰胺、N
‑
(4
‑
氯
‑2‑
(1
‑
(2
‑
氯苯基)乙烯基)苯基)
‑4‑
甲基
‑
N
‑
(2
‑
甲基烯丙基)苯磺酰胺、N
‑
(4
‑
溴
‑2‑
(1
‑
苯基乙烯基)苯基)
‑4‑
甲基
‑
N
‑
(2
‑
甲基烯丙基)苯磺酰胺、4
‑
甲基
‑
N
‑
(2
‑
甲基烯丙基)
‑
N
‑
(2
‑
(1
‑
苯基乙烯基)苯基)苯磺酰胺、N
‑
烯丙基
‑4‑
甲基
‑
N
‑
(2
‑
(1
‑
(对甲苯基)乙烯基)苯基)苯磺酰胺、N
‑
烯丙基
‑
N
‑
(4
‑
氟
‑2‑
(1
‑
苯基乙烯基)苯基)
‑4‑
甲基苯磺酰胺、N
‑
烯丙基
‑4‑
甲基
‑
N
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备含硝基7元氮化合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：以邻烯基丙烯酰胺化合物为底物，NO2·
自由基与底物的双键发生分子间区域选择性加成，经过7
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exo
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dig环化过程、单电子氧化、脱质子过程得到含硝基7元氮化合物。2.根据权利要求1所述制备含硝基7元氮化合物的方法，其特征在于，邻烯基丙烯酰胺化合物与NO2·
自由基的摩尔比为1：1。3.根据权利要求1所述制备含硝基7元氮化合物的方法，其特征在于，NO2·
自由基的制备方法包括以下步骤：AgNO3被K2S2O8氧化生成NO2·
自由基。4.根据权利要求3所述制备含硝基7元氮化合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：加入邻烯基丙烯酰胺化合物、AgNO3、K2S2O8和CH3NO2，得到混合物；将混合物加热，直至起邻烯基丙烯酰胺化合物完全消耗；反应完成后，淬灭、萃取；浓缩有机溶剂；纯化，用洗脱剂洗脱得到含硝基7元氮化合物。5.根据权利要求4所述制备含硝基7元氮化合物的方法，其特征在于，邻烯基丙烯酰胺化合物、AgNO3和K2S2O8的摩尔比为1：1：2；邻烯基丙烯酰胺化合物和CH3NO2的摩尔体积比为0.3mmol：2.5mL。6.根据权利要求4所述制备含硝基7元氮化合物的方法，其特征在于，反应完成后，混合物用NaHCO3溶液淬灭并用CH2Cl2萃取；然后真空浓缩有机溶剂；残留物通过快速柱色谱纯化，用乙酸乙酯和石油醚作为洗脱剂得到含硝基7元氮化合物。7.根据权利要求4所述制备含硝基7元氮化合物的方法，其特征在于，将混合物在120℃的油浴中加热。8.根据权利要求1
‑
7任一项所述制备含硝基7元氮化合物的方法，其特征在于，邻烯基丙烯酰胺化合物的结构式如式1所示，其中，R1独立的选自H、CH3、OCH3、F、Cl、Br取代基中的一种或几种的组合，R2独立的选自对甲苯磺酰基取代基，R3独立的选自H或CH3取代基，Ar代表含有芳环的基团。9.根据权利要求8所述制备含硝基7元氮化合物的方法，其特征在于，R1独立的选自H、CH3、OCH3、F、Cl、Br取代基中的一种或几种的组合，R2独立的选自对甲苯磺酰基取代基，R3独立的选自H或CH3取代基，Ar选自苯环、含有卤素取代的苯环、含有甲基取代的苯环中的一种或几种的组合。10.根据权利要求9所述制备含硝基7元氮化合物的方法，其特征在于，邻烯基丙烯酰胺化合物选自以下化合物中的一种或几种的组合：N
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烯丙基
‑4‑
甲基
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N
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(2
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(1
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苯基乙烯基)苯基)苯磺酰胺、N
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(4
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氯
‑2‑
(1
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苯基乙烯基)苯基)
‑4‑
甲基
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N
‑
(2
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甲基烯丙基)苯磺酰胺、N
‑
(2
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(1
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(4
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氟苯基)乙烯基)苯基)
‑4‑
甲基
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N
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(2
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甲基烯丙基)苯磺酰胺、N
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(2
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(1<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彩荣，孙凯，
申请(专利权)人：长治学院，
类型：发明
国别省市：