一种螺吡喃类化合物的合成方法技术

本发明专利技术提出了一种螺吡喃类化合物的合成方法，属于有机合成化学的技术领域，用以解决螺环类骨架合成困难、步骤复杂的技术问题。本发明专利技术在惰性氛围下将反应物噁嗪类化合物、1,4

【技术实现步骤摘要】
一种螺吡喃类化合物的合成方法


[0001]本专利技术属于有机合成化学的
，尤其涉及一种螺吡喃类化合物的合成方法。

技术介绍

[0002]螺环化合物是一类具有重要应用价值和良好生物活性的化合物，在医药、农药、染料，催化等领域发挥着重要作用(Chem.Rev.2004,104,2751
‑
2776；Chem.Rev.2007,107,1011
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1065)。因此科学家们在螺环化合物的合成方法上进行了大量的探索，然而这些合成方法往往面临着原料合成复杂，步骤经济性差，条件苛刻等问题(ACS Catal.2013,3,540
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553；Eur.J.Org.Chem.2017,5316
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5342)，以上问题极大的限制了该类化合物的使用，且目前螺环化合物研究多为构建螺碳骨架，而对于螺杂环骨架的合成研究较少。其中螺吡喃类化合物的构建方法更是极度匮乏，这主要因为很多螺吡喃类化合物的稳定性差，如何高效便捷地合成稳定的螺吡喃类化合物是合成螺杂环骨架的一个难点问题。我们之前报道过一例通过C
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H键活化的方式构建螺吡喃类化合物(Chem.Commun.,2022,58,5144
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5147)，在金属Rh催化剂的作用下通过串联反应实现了螺吡喃类化合物的合成。对于此合成方法，所得的产物为双环产物，很难控制一次C
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H键活化得到一次环化的螺吡喃产物，因此需要寻找经济效益更高、控制一次C
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H键产物的方法。
[0003]另一方面，苯并噁嗪类衍生物作为一种广泛存在于玉米、小麦和黑麦等主要农作物中的内源性物质，在作物体内发挥着重要的作用，是作物抵抗微生物和病害侵染的主要活性成分，是作物防御系统的组成部分(Int.Rev.Cytol.,2000,198,319
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346；Molecules,2017,22,1103)。基于多个课题组利用该类化合物对辣椒炭疽病菌、小麦纹枯病菌、稻瘟菌、纹枯病菌、赤星病菌、菌核病菌、灰霉病菌和赤霉病菌等致病菌展开了生物活性测定研究，研究结果表明该类化合物对多种致病菌展现出了一定的抑菌活性，因此开发基于苯并噁嗪类化合物的衍生物，对其进行结构改造，有望得到具有更高抑菌活性的苯并噁嗪类衍生物，对开发新型苯并噁嗪类杀菌剂，防治作物病害具有重要意义。

技术实现思路

[0004]针对螺环类骨架合成困难、步骤复杂的技术问题，本专利技术提出一种螺吡喃类化合物的合成方法，该方法具有反应条件温和、操作简单、原子经济、步骤经济以及官能团耐受性强等特点。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：
[0006]一种螺吡喃类化合物的合成方法，噁嗪类化合物和1,4
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苯醌类化合物作为原料，在催化剂的促进下合成了螺吡喃类化合物；反应式如下所示：
[0007][0008]式中：R为H、Me、F、Cl、Br或t
‑
Bu中的任意一种；R1为Me、Cl、t
‑
Bu或Ph中的任意一种；Ar为Me、OMe、Cl、Br、Ph或CF3中的任意一种取代的苯环。
[0009]具体步骤为：在惰性氛围下将反应物噁嗪类化合物、1,4
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苯醌类化合物和催化剂、添加剂一起加入到溶剂当中进行反应，反应结束后制得螺吡喃类化合物。
[0010]根据权利要求2所述的螺吡喃类化合物的合成方法，其特征在于，所述噁嗪类化合物、1,4
‑
苯醌类化合物、催化剂和添加剂的摩尔比为1：(1.1
‑
2.2)：(0.1
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0.2)：(1.1
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2.2)。
[0011]所述溶剂当中反应物的浓度为0.05M
‑
0.1M。
[0012]所述添加剂为醋酸铜、醋酸钠、醋酸锂或碳酸氢钠中的任一种或两种以上。
[0013]所述催化剂由钌催化剂/铑催化剂和银盐组成，钌催化剂/铑催化剂和银盐的摩尔比为1：4。
[0014]所述钌催化剂为2二氯双(4
‑
甲基异丙基苯基)钌([RuCl2(p
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cymene)]2)，所述铑催化剂为二氯(五甲基环戊二烯基)合铑(III)二聚体，所述银盐为六氟锑酸银(AgSbF6)。
[0015]所述溶剂1,2
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二氯乙烷、二氯甲烷、乙二醇二甲醚或三氟甲苯中任意一种。
[0016]所述惰性氛围为氮气氛围。
[0017]所述反应的反应温度为30℃
‑
80℃，反应时间为12h
‑
24h。
[0018]同时，对于该反应的反应模式，提出了可能的路径，并且通过相应的实验设计验证了其机理，如下式所示：
[0019]苯并噁嗪在钌催化剂和六氟锑酸银的作用下生成环金属中间体A，1,4
‑
苯醌插入生成中间体B，随后发生金属的脱除得到中间体C，羟基进攻生成螺环化合物D，该反应能有效地控制一次C
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H键活化得到单次关环产物D。
[0020]本专利技术的有益效果：本专利技术开创性地选取简单易得的噁嗪类化合物和1,4
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苯醌类化合物作为反应物，在金属钌催化剂的作用下，通过[3+3]一步实现了新型含季碳中心螺[5.5]杂环骨架的构建，为复杂螺环的构建提供了一种简单有效的合成方法，并且该方法具有反应条件温和、操作简单、原子经济、步骤经济以及官能团耐受性强等特点。所得产物有广阔的工业应用前景，通过在苯并噁唑嗪类类似物中引入螺吡喃类结构可作为杀菌剂应用，同时本专利技术为医药、天然产物合成以及发光材料等领域提供了一种新思路和新方法。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1是化合物3aa的核磁1H谱图；图2是化合物3aa的核磁
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C谱图。
[0023]图3是化合物3ba的核磁1H谱图；图4是化合物3ba的核磁
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C谱图。
[0024]图5是化合物3ca的核磁1H谱图；图6是化合物3ca的核磁
13
C谱图。
[0025]图7是化合物3da的核磁1H谱图；图8是化合物3da的核磁
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C谱图。
[0026]图9是化合物3ea的核磁1H谱图；图10是化合物3ea的核磁
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C谱图。
[0027]图11是化合物3fa的核磁1H谱图；图12是化合物3fa的核磁
13
C谱图。
[0028]图13是化合物3ga的核磁1H谱图；图14是化合物3ga的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种螺吡喃类化合物的合成方法，其特征在于，噁嗪类化合物和1,4
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苯醌类化合物作为原料，在催化剂的促进下合成了螺吡喃类化合物；反应式如下所示：式中：R为H、Me、F、Cl、Br或t
‑
Bu中的任意一种；R1为Me、Cl、t
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Bu或Ph中的任意一种；Ar为Me、OMe、Cl、Br、Ph或CF3中的任意一种取代的苯环。2.根据权利要求1所述的螺吡喃类化合物的合成方法，其特征在于，在惰性氛围下将反应物噁嗪类化合物、1,4
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苯醌类化合物和催化剂、添加剂一起加入到溶剂当中进行反应，反应结束后制得螺吡喃类化合物。3.根据权利要求2所述的螺吡喃类化合物的合成方法，其特征在于，具体步骤为：所述噁嗪类化合物、1,4
‑
苯醌类化合物、催化剂和添加剂的摩尔比为1：(1.1
‑
2.2)：(0.1
‑
0.2)：(1.1
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2.2)。4.根据权利要求3所述的螺吡喃类化合物的合成方法，其特征在于：所述溶剂当中噁嗪类化合物的浓度为0.05M

【专利技术属性】
技术研发人员：杨西发，耿月华，刘向阳，张梦莹，李松，贺宇豪，温梦珂，毋青男，程绎南，郝有武，尹新明，
申请(专利权)人：河南农业大学，
类型：发明
国别省市：