本发明涉及重氮化合物合成领域,尤其涉及一种温和的重氮甲烷衍生物的制备方法。
背景技术:
重氮化合物发现于一个世纪以前,但是它至今仍是有机合成化学研究的热点之一。重氮化合物是一类非常重要的有机合成中间体,它在有机合成化学、材料化学、化学生物学以及新药研发等领域具有举足轻重的应用价值。例如在过渡金属诱导下,重氮化合物释氮气,是生成金属卡宾最流行的标准方法,已经被广泛的应用于各种有机转化之中。
重氮化合物是非常活泼的反应中间体,也造成它固有的缺陷:有毒性和爆炸性,这给重氮化合物的合成和进一步利用带来困难。α位带有吸电子基团(electron withdrawing groups,EWG)的重氮化合物,例如α-重氮羰基化合物,具有一定的稳定性,可以在实验室以常规的方法分离提纯和保存。α位不带有吸电子基团的重氮化合物由于缺少EWG的稳定作用,上述危害尤为突出,并且它自身在热或者过渡金属存在下非常容易二聚,所以该类重氮化合物制备,分离提纯,存储很困难,相关化学转化研究较少。为了克服上述问题,选择合适的重氮化合物前体原位生成重氮化合物,不经分离直接进行相关化学转化是一种理想的方法。然而,现有技术中重氮化合物原位生成的条件通常较为苛刻,这对于后续反应非常不利,使得重氮前体在有机合成的实用性高度受限。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种温和的重氮甲烷衍生物的制备方法,利用该方法可以得到稳定的,廉价易得的重氮前体,并能在非常温和的条件(如室温)下生成重氮衍生物。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种重氮甲烷衍生物的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)将具有式I所示结构的EWG取代苯磺酰氯与水合肼进行取代反应,得到具有式II所示结构的EWG取代苯磺酰肼;
所述EWG为吸电子基团;所述吸电子基团为2-硝基、4-硝基、2,4-二硝基、2-三氟甲基、2-氰基、2,3,4,5,6-五氟、2,3,4,6-四氟、2,4,6-三氟、3,4,5-三氟中的一种;
(2)将所述步骤(1)得到的具有式II所示结构的EWG取代苯磺酰肼与具有式III所示结构的醛或者酮缩合,得到具有式IV所示结构的EWG取代苯磺酰腙;
所述R1为芳基、杂芳基、烷基、烯基或炔基;R2为氢、芳基、杂芳基或烷基;
(3)将所述步骤(2)得到的具有式IV所示结构的EWG取代苯磺酰腙与碱和有机溶剂混合进行分解反应,得到具有式V所示结构的重氮甲烷衍生物:
所述步骤(1)中的反应温度为-30-10℃;
所述具有式I结构的EWG取代苯磺酰氯与水合肼的摩尔比为1:2-3。
所述步骤(1)中检测到EWG取代苯磺酰氯消失时停止反应。
所述步骤(2)中的反应温度为20-60℃;
具有式II结构的EWG取代苯磺酰肼与具有式III结构的醛或酮的摩尔比为1:1-2.5。
所述步骤(2)中检测到EWG取代苯磺酰肼消失时停止反应。
所述步骤(3)中分解反应的温度为-20-40℃,反应时间为2-48h。
所述步骤(3)中的碱为氢化钠、叔丁醇钠、叔丁醇锂、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸铯和磷酸钾中的一种或几种。
所述步骤(3)中的有机溶剂为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六环、甲苯、苯、乙腈、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的一种或几种。
所述步骤(3)中具有式IV所示结构的EWG取代苯磺酰腙与碱、有机溶剂的用量比为10mmol:10-30mmol:10-100mL。
一种张力小环的制备方法,包括以下步骤:
按照上述制备方法制备得到重氮甲烷衍生物;
将所述重氮甲烷衍生物与具有式IX或式X结构的张力小环前体和催化剂混合,保温反应,得到张力小环,所述张力小环为具有式VI所示结构的环丙烷衍生物或者具有式VI所示的环丙稀衍生物。
所述R3为芳基、杂芳基、烷基或氢;
所述R4为芳基、杂芳基、烷基、烯基或炔基;
所述R5为芳基、杂芳基、烷基或氢;
所述R6为芳基、杂芳基、烷基或氢;
所述R7为芳基、杂芳基、烷基、烯基或炔基;
所述催化剂为碳酸银、乙酸银、三氟甲烷磺酸银、三氟乙酸银、六氟锑酸银、氟化银或磷酸银。
所述重氮甲烷衍生物与张力小环前体和催化剂的摩尔比为100:100-1000:10-30;
所述保温反应的温度为20-60℃,所述保温反应的时间为4-48h。
一种硅烷的制备方法,包括以下步骤:
按照上述制备方法制备得到重氮甲烷衍生物;
将所述重氮甲烷衍生物与具有式XI所示结构的硅烷和催化剂混合,保温反应,得到具有式VIII所示硅烷;
R8,R9,R10独立地选自烷基,芳基,杂芳基;
所述催化剂为碳酸银、乙酸银、三氟甲烷磺酸银、三氟乙酸银、六氟锑酸银、氟化银或磷酸银。
所述重氮甲烷衍生物与具有式XI结构的硅烷和催化剂的摩尔比为100:200-1000:10-30;
所述保温反应的温度为60-120℃,所述保温反应的时间为3-24h。
有益技术效果:
本发明提供了一种重氮甲烷衍生物的制备方法,以EWG取代苯磺酰氯为原料,依次与水合肼进行取代反应、与醛或酮进行缩合反应,得到的EWG取代苯磺酰腙可在较低温度(-20-40℃)分解生成重氮甲烷衍生物,可以不经分离提纯,直接用于进一步化学转化;对于较稳定的重氮甲烷衍生物可以经过简单分离得到纯度较高的重氮甲烷衍生物。本发明提供的制备方法可以广泛用于有机合成,新药研发中重氮甲烷参与的化学转化,特别是对温度非常敏感的张力小环(环丙烷,氮杂环丙烷,环丙烯)合成,不对称合成以及含有对温度不耐受的官能团的化合物的合成。
由EWG取代苯磺酰腙分解释放重氮甲烷衍生物的速度非常缓慢,保证体系中重氮甲烷衍生物的浓度始终在较低的水平,避免重氮活性中间体副反应和爆炸的危险,可以实验室规模的放大合成。
在本发明中,该制备方法所需原料廉价易得,合成操作简便;重氮前体EWG取代苯磺酰腙化学性质稳定,无需额外条件,可以在室温保存数月不变质。
说明书附图:
图1为实施例1中邻硝基苯磺酰肼的1H核磁共振谱图;
图2为实施例1中邻硝基苯磺酰肼的13C核磁共振谱图;
图3为实施例1中邻硝基苯磺酰腙的1H核磁共振谱图;
图4为实施例1中邻硝基苯磺酰腙的13C核磁共振谱图;
图5为实施例1中环丙烷的1H核磁共振谱图;
图6为实施例1中环丙烷的13C核磁共振谱图;
图7为实施例2中邻三氟甲基苯磺酰肼的1H核磁共振谱图;
图8为实施例2中邻三氟甲基苯磺酰肼的13C核磁共振谱图;
图9为实施例2中邻三氟甲基苯磺酰腙的1H核磁共振谱图;
图10为实施例2中邻三氟甲基苯磺酰腙的13C核磁共振谱图;
图11为实施例2中环丙烯的1H核磁共振谱图;
图12为实施例2中环丙烯的13C核磁共振谱图;
图13为实施例3中邻硝基苯磺酰腙1H核磁共振谱图;
图14为实施例3中邻硝基苯磺酰腙13C核磁共振谱图;
图15为实施例3中重氮甲烷衍生物的1H核磁共振谱图;
图16为实施例3中重氮甲烷衍生物的13C核磁共振谱图;
图17为实施例3中硅烷的1H核磁共振谱图;
图18为实施例3中硅烷的13C核磁共振谱图;
图19为实施例4中邻硝基苯磺酰腙的1H核磁共振谱图;
图20为实施例4中邻硝基苯磺酰腙的13C核磁共振谱图;
图21为实施例4中重氮甲烷衍生物的1H核磁共振谱图;
图22为实施例4中重氮甲烷衍生物的13C核磁共振谱图。
具体实施方式
本发明提供了一种重氮甲烷物衍生物的制备方法,包括以下步骤:
(1)将具有式I所示结构的EWG取代苯磺酰氯与水合肼进行取代反应,得到具有式II所示结构的EWG取代苯磺酰肼;
所述EWG为吸电子基团;所述吸电子基团为2-硝基、4-硝基、2,4-二硝基、2-三氟甲基、2-氰基、2,3,4,5,6-五氟、2,3,4,6-四氟、2,4,6-三氟、3,4,5-三氟中的一种;
(2)将所述步骤(1)得到的具有式II所示结构的EWG取代苯磺酰肼与具有式III所示结构的醛或酮缩合反应,得到具有式IV所示结构的EWG取代苯磺酰腙;
所述R1为芳基、杂芳基、烷基、烯基或炔基;R2为氢、芳基、杂芳基或烷基;
(3)将所述步骤(2)得到的具有式IV所示结构的EWG取代苯磺酰腙与碱在有机溶剂中进行分解反应,得到具有式V所示结构的重氮甲烷衍生物:
本发明将具有式I所示结构的EWG取代苯磺酰氯与水合肼进行取代反应,得到具有式II所示结构的EWG取代苯磺酰肼。本发明优选将具有式I所示结构的EWG取代苯磺酰氯溶解在四氢呋喃中,得EWG取代苯磺酰氯溶液;将所述EWG取代苯磺酰氯溶液降温至-30-10℃,向其中滴加入水合肼进行取代反应。
本发明为了判断取代反应的进行程度,优选检测反应液中的EWG取代苯磺酰氯是否消失,EWG取代苯磺酰氯消失,则反应完成。
所述式I的结构中,EWG为吸电子基团,所述吸电子基团为2-硝基、4-硝基、2,4-二硝基、2-三氟甲基、2-氰基、2,3,4,5,6-五氟、2,3,4,6-四氟、2,4,6-三氟、3,4,5-三氟中的一种,优选为2-硝基、4-硝基、2,4-二硝基、2-三氟甲基,2,3,4,5,6-五氟,具体结构如下式所示:
本发明中,所述EWG取代苯磺酰氯的物质的量与四氢呋喃的体积比优选为1mmol:1.5-5mL,更优选为1mmol:2mL;所述EWG取代苯磺酰氯与水合肼的摩尔比为优选为1:1-3,更优选为1:2.5。本发明对降温方法没有特殊限制,选用本领域常规降温方法,本发明优选为冰水浴降温;本发明所述的保温进行取代反应的温度优选为0℃。
本发明对检测EWG取代苯磺酰氯的方法没有特殊限制,采用本领域常用的检测方法,本方法优选为薄层色谱检测。
取代反应后,本发明优选将所述取代反应的产物与乙酸乙酯混合,进行萃取,得到有机相;将所述有机相洗涤、干燥和抽滤;将所述抽滤得到的产物与石油醚混合,析出具有式II所示结构的EWG取代苯磺酰肼粗晶;将所述EWG取代苯磺酰肼粗晶过滤和重结晶,得到具有式II所示结构的EWG取代苯磺酰肼。
在本发明中,所述反应液与乙酸乙酯的体积比优选为1:1-3;本发明对分液的方法没有特殊限制,选优本领域常规的分液方法。本发明对洗涤的方法没有特殊限制,选用本领域常规的洗涤方法,本发明优选为使用氯化钠水溶液进行洗涤,氯化钠水溶液的浓度优选为10%。本发明对干燥、抽滤的方法没有特殊限制,选用本领域常规的干燥、抽滤方法。
所述抽滤后,本发明优选将所述抽滤得到的有机相滴加到石油醚中,析出EWG取代苯磺酰肼粗晶。在本发明中,所述有机相与石油醚的体积比优选为3-5:8;
得到具有式II所示结构的EWG取代苯磺酰肼后,本发明将所述具有式II所示结构的EWG取代苯磺酰肼与具有式III所示结构的醛或酮缩合反应,得到具有式IV所示结构的EWG取代苯磺酰腙。具体的本发明优选将具有式II所示结构的EWG取代苯磺酰肼溶于三氟甲烷磺酸镧和甲醇的混合液中,得到EWG取代苯磺酰肼溶液;将所述EWG取代苯磺酰肼溶液与具有III所示结构的醛或者酮混合反应,析出固体后,加入乙醚,得到EWG取代苯磺酰腙粗晶;将所述EWG取代苯磺酰腙粗晶过滤、重结晶和真空干燥,得到具有式IV所示结构的EWG取代苯磺酰腙的黄白色晶体。
在本发明中,所述具有式II所示结构的EWG取代苯磺酰肼和三氟甲烷磺酸镧的物质的量与甲醇的体积比优选为50mmol:0.8-2mmol:50-200mL优选为50mmol:1mmol:100mL;
本发明优选将具有式III所示结构的醛或酮滴加到溶解液中,进行缩合反应。在本发明中,具有式III所示结构的醛或酮中的所述R1为芳基、杂芳基、烷基、烯基或炔基,优选为芳基,杂芳基,烯基;R2为氢,芳基、杂芳基或烷基,优选为氢或芳基,具体优选结构如下式所示:
在本发明中,所述缩合反应中,具有式II所示结构的EWG取代苯磺酰肼与具有III所示结构的醛或者酮的摩尔比为1:1-2.5,优选为1:1.2-1.3。
在本发明中,具有式II所示结构的EWG取代苯磺酰肼与乙醚的比例为1mmol:1-5ml,优选为1mmol:1-2ml。
本发明对检测有式II所示结构的EWG取代苯磺酰肼的方式没有特殊限制,选用本领域常规的检测方法,本发明优选为采用薄层色谱进行检测;
本发明对过滤、重结晶及真空干燥的方法没有特殊限制,选用本领域常规方法即可。
得到具有式IV所示结构的EWG取代苯磺酰腙后,本发明将所述具有式IV所示结构的EWG取代苯磺酰腙与碱和有机溶剂混合进行分解反应,得到具有式V所示结构的重氮甲烷衍生物。具体的,本发明优选将具有式IV所示结构的EWG取代苯磺酰腙与碱和有机溶剂混合,搅拌,进行分解反应,得到具有式V所示结构的重氮甲烷衍生物。本发明中所述碱优选为氢化钠、叔丁醇钠、叔丁醇锂、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸铯和磷酸钾中的一种或几种,更优选为叔丁醇钠、氢氧化钾、碳酸钾中的一种或几种;所述有机溶剂优选为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六环、甲苯、苯、乙腈、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜中的一种或几种,更优选为、1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六环、四氢呋喃中的一种或几种;
在本发明中,所述具有式IV所示结构的EWG取代苯磺酰腙与碱的物质的量与有机溶剂的体积比优选为10mmol:10-30mmol:30-100mL,更优选为10mmol:15mmol:50mL。
在本发明中,所述分解反应的温度优选为-20-40℃,更优选为0-35℃,最优选为20-30℃;所述分解反应的时间优选为2-48h,更优选为5-40h,最优选为10-20h。
所述重氮甲烷衍生物优选为具有式a、式b、式c或式d所示结构:
本发明提供一种张力小环的制备方法,通过上述制备方法得到的重氮甲烷衍生物与张力小环前体和催化剂混合,保温反应,得到张力小环。具体的在氮气条件下,本发明将重氮甲烷衍生物与张力小环前体和催化剂混合,保温搅拌至监测反应完毕,得反应液,将反应液过滤得滤液,将滤液减压浓缩,层析分离得到张力小环。
本发明中重氮甲烷衍生物与张力小环前体和催化剂的摩尔比优选为100:200-1000:10-30,更优选为100:500:20。所述张力小环前体为具有式IX或式X所示结构的化合物,所述式IX结构中,R3优选为芳基、杂芳基、烷基或氢;R4优选为芳基、杂芳基、烷基、烯基或炔基;R5优选为芳基、杂芳基、烷基或氢;所述X结构中R6优选为芳基、杂芳基、烷基或氢;R7优选为芳基、杂芳基、烷基。具体的,所述张力小环前体优选为E-二苯烯、5-癸炔。所述催化剂优选为碳酸银、乙酸银、三氟甲烷磺酸银、三氟乙酸银、六氟锑酸银、氟化银或磷酸银,更优选为碳酸银或三氟甲烷磺酸银。所述保温温度优选为20-60℃,更优选为30-40℃;所述保温时间优选为4-48h,更优选为15-25h;所述监测方法优选为薄层色谱法,本发明对过滤方法没有特殊限制,采用本领域常规方法。本发明中层析方法优选为硅胶柱层析法。
本发明提供一种四取代硅烷衍生物的制备方法,将得到重氮甲烷衍生物与具有式XI结构的三取代硅烷和催化剂混合,保温反应,得到具有式VIII结构的硅烷。具体的在氮气条件下,本发明将重氮甲烷衍生物与具有式XI结构的硅烷和催化剂混合,保温搅拌,得反应液,将反应液降温,过滤得滤液,将滤液减压浓缩后,层析分离得到无色液体为具有式VIII所示结构的硅烷。
本发明中重氮甲烷衍生物与具有式XI所示结构的硅烷和催化剂的摩尔比优选为100:200-1000:10-30,更优选为100:500:30;所述式XI结构中R8,R9,R10独立地选自烷基,芳基,杂芳基。所述催化剂优选为碳酸银、乙酸银、三氟甲烷磺酸银、三氟乙酸银、六氟锑酸银、氟化银或磷酸银,更优选为碳酸银或三氟甲烷磺酸银;保温温度优选为60-120℃,更优选为90-110℃;保温时间优选为3-24h,更优选为4-15h;本发明对过滤方法没有特殊限制,采用本领域常规方法;本发明中层析分离方法优选为硅胶柱层析分离法。
下面结合实施例对本发明提供的重氮甲烷衍生物的制备方法进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)
氮气条件下,向250mL的反应瓶中加入邻硝基苯磺酰氯(11.0g,50mmol)和四氢呋喃(100mL),搅拌至溶解,冰水浴降温至0℃,滴加入水合肼(6.1mL,125mmol),滴毕,0℃反应至薄层色谱监测邻硝基苯磺酰氯消失,将反应液倾入乙酸乙酯(200mL)中,分液,有机相用10%氯化钠水溶液洗涤,干燥,抽滤,滴入800ml石油醚中,逐渐有邻硝基苯磺酰肼析出,过滤,重结晶,真空干燥得到黄色固体(9.1g,收率83.9%),即邻硝基苯磺酰肼,结构表征如图1、图2及以下数据所示。
黄色固体,m.p.100-101℃;1H-NMR(600MHz,CD3CN)δ8.10-8.08(m,1H),7.88-7.83(m,3H),6.96(s,1H),4.21(s,2H);13C-NMR(150MHz,CD3CN)δ149.6,135.6,133.5,133.3,131.0,125.9;HRMS(ESI)m/z calculated for C6H8N3O4S[M+H]+218.0236,found218.0216.
(2)氮气保护条件下,向25mL反应瓶中加入依次加入邻硝基苯磺酰肼(2.2g,10mmol),三氟甲烷磺酸镧(117.0mg,0.2mmol)以及20mL甲醇,然后缓慢向体系中加苯甲醛(1.2g,11mmol),体系逐渐有固体析出,加入20ml醚,保持良好搅拌至薄层色谱监测邻硝基苯磺酰肼消失。过滤,重结晶,真空干燥得到白色固体(2.6g,收率85.2%),即苯甲醛的邻硝基苯磺酰腙,结构表征如图3、图4及以下数据所示。
白色固体,m.p.149-150℃;1H-NMR(500MHz,DMSO-d6)δ12.17(s,1H),8.08-8.07(m,2H),8.02-8.00(m,1H),7.89-7.87(m,2H),7.58-7.57(m,2H),7.39-7.38(m,3H);13C-NMR(125MHz,DMSO-d6)δ148.4,148.3,135.3,133.9,133.1,131.4,131.0,130.9,129.3,127.5,125.1;HRMS(ESI)m/z calcd.for C13H11N3O4SNa[M+H]+328.0362,found 328.0368.
(3)氮气条件下,向反应瓶中加入苯甲醛的邻硝基苯磺酰腙(157.0mg,0.5mmol)和60%氢化钠(30.0mg,0.75mmol),1,4-二氧六环5mL,在25℃保温搅拌8h,薄层色谱监测显示邻硝基苯磺酰腙消耗完毕。加入对二甲苯0.5mmol作为内标,核磁标定苯基重氮甲烷的收率为89.0%。
(4)氮气条件下,向上述生成的苯基重氮甲烷溶液中加入20mmol%三氟甲烷磺酸银,和E-二苯乙烯(360.0mg,2mmol),25℃保温搅拌18h,薄层色谱(TLC)监测反应完毕。体系过滤,滤液室温减压浓缩,柱层析分离得到无色液体环丙烷(128.3mg,收率94.9%),其结构表征如图5、图6及以下数据所示。
无色液体;1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ7.35-7.32(m,4H),7.24-7.23(m,1H),7.15-7.09(m,6H),7.02-7.00(m,4H),2.84-2.83(m,3H);13C-NMR(125MHz,CDCl3)δ142.0,137.6,128.9,128.5,127.8,126.4,126.1,125.9,34.5,30.7;HRMS(ESI)m/z calcd.for C21H18Na[M+Na]+293.1301,found 293.1318。
实施例1中(1)-(4)步骤的反应式如下式所示:
实施例2
(1)氮气条件下,向250mL的反应瓶中加入邻三氟甲基苯磺酰氯(12.2g,50mmol)和四氢呋喃(100mL),搅拌至溶解,降温至-10℃,滴加入水合肼(6.1mL,125mmol)。滴毕,-10℃反应至薄层色谱监测邻三氟甲基苯磺酰氯消失,将反应液倾入乙酸乙酯(200mL)中,分液,有机相10%氯化钠水溶液洗涤,干燥,抽滤,滴入800ml石油醚中,逐渐有邻三氟甲基苯磺酰肼析出,过滤,重结晶,真空干燥得到白色晶体为邻三氟甲基苯磺酰肼(9.7g,收率80.7%),其结构表征如图7、图8及以下数据所示。
白色晶体,m.p.111-112℃;1H-NMR(600MHz,CD3CN)δ8.20-8.19(m,1H),7.99-7.98(m,1H),7.86-7.83(m,2H),6.77(s,1H),3.87(s,2H);13C-NMR(150MHz,CD3CN)δ137.0,134.4,133.9,133.7,129.6(q,J=6.3Hz),128.5(q,J=33.1Hz),124.6(q,J=273.1Hz);HRMS(ESI)m/z calculated for C7H8F3N2O2S[M+H]+241.0255,found 241.0256。
(2)氮气保护条件下,向25mL反应瓶中加入依次加入邻三氟甲基苯磺酰肼(2.4g,10mmol),三氟甲烷磺酸镧(117.0mg,0.2mmol)以及20mL 甲醇,然后缓慢向体系中加对氯苯甲醛(1.5g,11mmol),体系逐渐有固体析出,适量加入20mL乙醚,保持良好搅拌至薄层色谱监测邻三氟甲基苯磺酰肼消失。过滤,重结晶,真空干燥得到白色固体为对氯苯甲醛的邻三氟甲基苯磺酰腙(2.9g,收率79.9%),其结构表征如图9图10及以下数据所示。
白色固体,m.p.141-142℃;1H-NMR(600MHz,DMSO-d6)δ12.16(s,1H),8.14(d,J=7.8Hz,1H),8.05(s,1H),8.00(d,J=7.8Hz,1H),7.93-7.90(m,1H),7.87-7.84(m,1H),7.56(d,J=7.8Hz,2H),7.43(d,J=7.8Hz,2H);13C-NMR(150MHz,DMSO-d6)δ146.1,138.5,135.1,133.9,133.7,132.9,131.7,129.3,128.9,128.8(q,J=6.5Hz),126.9(q,J=32.9Hz);123.7(q,J=275.1Hz);HRMS(ESI)m/z calcd.for C13H11N3O4SNa[M+Na]+328.0362,found 328.0368.
(3)氮气条件下,向反应瓶中加入对氯苯甲醛的邻三氟甲基苯磺酰腙(181.4mg,0.5mmol)和60%氢化钠(30.0mg,0.75mmol),1,2-二氯乙烷5mL,在25℃保温搅拌8h,薄层色谱监测显示消耗完毕。加入对二甲苯0.5mmol作为内标,核磁标定对氯苯基重氮甲烷的收率为98.0%。
(4)氮气条件下,向上一步制备所得的对氯苯基重氮甲烷溶液中加入5-癸炔(451ul,2.5mmol)和催化剂碳酸银(27.5mg,20mol%),然后在25℃保温反应32h,薄层色谱监测反应完毕,将体系减压浓缩后,硅胶柱层析分离得到无色液体为环丙稀121.8mg,收率为92.7%,环丙烯的结构表征如图11、图12及以下数据所示。
无色液体;1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ7.16(d,J=8.0Hz,2H),6.96(d,J=8.0Hz,2H)2.40-2.38(m,5H),,1.52-1.50(m,4H),1.36-1.35(m,4H),0.89(t,J=7.5Hz,6H);13C-NMR(125MHz,CDCl3)δ146.6,129.8,127.9,126.4,110.1,29.6,24.6,23.9,22.5,13.8;HRMS(ESI)m/z calcd.for C17H26Cl[M+H]+265.8413,found 265.8427。
实施例2中(1)-(4)步骤的反应式如下式所示:
实施例3
(1)与实施例1中的反应相同。
(2)氮气保护条件下,向25mL反应瓶中加入依次加入邻硝基苯磺酰肼(2.2g,10mmol),三氟甲烷磺酸镧(117.0mg,0.2mmol)以及20mL甲醇,然后缓慢向体系中加二苯甲酮(2.0g,11mmol),适量加入20mL乙醚保持良好搅拌,体系逐渐有固体析出,反应薄层色谱监测邻硝基苯磺酰肼消失。过滤,重结晶,真空干燥得到白色固体为二苯甲酮的邻硝基苯磺酰腙(3.1g,收率81.3%),其结构表征如图13、图14及以下数据所示。
白色固体,m.p.154-155℃;1H-NMR(600MHz,DMSO-d6)δ10.70(s,1H),8.11-8.10(m,1H),8.04-8.02(m,1H),7.91-7.91(m,2H),7.59-7.57(m,3H),7.39-7.37(m,1H),7.35-7.32(m,2H),7.30-7.28(m,4H);13C-NMR(150MHz,DMSO-d6)δ156.3,148.8,137.1,135,2,133.0,132.6,131.4,130.8,130.5,130.2,129.5,129.1,128.8,127.8,124.9;HRMS(ESI)m/z calcd.for C19H16N3O4Sa[M+H]+382.4130,found 382.4125.
(3)氮气条件下,向10mL反应瓶中加入二苯甲酮的邻硝基苯磺酰腙(191.0mg,0.5mmol)和60%氢化钠(30.0mg,0.75mmol),加入1,4-二氧六环5ml,在40℃保温搅拌8h,薄层色谱检测显示邻硝基苯磺酰腙消耗完毕。将体系过滤,滤液在室温下减压浓缩后,硅胶柱层析快速分离得到纯净液体二苯基重氮甲烷,该化合物的结构表征如图15、16及以下数据所示。
纯净液体;1H-NMR(600MHz,CDCl3):7.45-7.42(m,4H),7.36-7.34(m,4H),7.25-7.22(m,2H).13C-NMR(150MHz,CDCl3)δ129.5,129.1,125.6,125,2。
(4)氮气条件下,将上述制备的二苯基重氮甲烷(97.1mg,0.5mmol)溶于5mL1,4-二氧六环中,加入三乙基硅烷(290.7mg,2.5mmol)和20mol%的催化剂三氟甲烷磺酸银,密封反应管,然后快速搅拌下在100℃保温4h。将反应体系降温到室温,过滤,滤液减压浓缩后,硅胶柱层析分离得到无色液体为硅烷(63.5mg,收率为45.0%),硅烷的结构表征如图17、图18及以下数据所示。
无色液体;1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ7.27-7.22(m,8H),7.13-7.10(m,2H),3.65(s,1H),0.84(t,J=8.0Hz,9H),0.60(q,J=8.0Hz,6H);13C NMR(CDCl3,125MHz)δ142.9,128.8,128.2,125.0,43.0,7.5,3.4;HRMS(ESI)m/z calculated for C26H45Si2[2M+H]+:413.3058,found:413.3054。
实施例3中步骤(2)-(4)的反应式如下式所示:
实施例4
(1)与实施例1中反应相同
(2)氮气保护条件下,向反应瓶中加入顺序加入邻硝基苯磺酰肼(2.17g,10mmol),催化剂三氟甲烷磺酸镧(117mg,0.2mmol)以及20ml甲醇作为溶剂,接着缓慢向体系中加苯甲酰甲酸乙酯(1.96g,11mmol),随着反应进行体系逐渐有固体析出,加入20mL乙醚保持良好搅拌,反应至薄层色谱检测邻硝基苯磺酰肼消失。过滤,重结晶,真空干燥得到黄色固体为苯甲酰甲酸乙酯的邻硝基苯磺酰腙(3.10g,收率82.1%),其结构表征如图19、20及以下数据所示。
黄色固体,m.p.105-106℃;1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ11.78(s,1H),8.29-8.27(m,1H),7.86-7.84(m,1H),7.77-7.75(m,2H),7.55-7.54(m,2H),7.39-7.34(m,3H),4.44(q,J=7.0Hz,2H),1.38(t,J=7.0Hz,3H);13C-NMR(125MHz,CDCl3)δ161.7,148.1,141.4,134.4,133.4,132.7,132.3,131.9,129.8,128.4,128.1,125.2,62.8,14.0;HRMS(ESI)m/z calcd.for C16H15N3O6SNa[M+Na]+400.0574,found 400.0567.
(3)氮气条件下,向反应瓶中加入苯甲酰甲酸乙酯的邻硝基苯磺酰腙(188.7mg,0.5mmol)和60%氢化钠(30.0mg,0.75mmol),1,4-二氧六烷5mL,在30℃保温搅拌12h,薄层色谱检测邻硝基苯磺酰腙消耗完毕。将体系减压浓缩后,硅胶柱层析分离得到重氮甲烷衍生物(91.3mg,收率为96.0%),其结构表征如图21、图22及以下数据所示。
1H-NMR(500MHz,CDCl3)δ7.48(d,J=7.5Hz,2H),7.37(t,J=7.5Hz,2H),7.17(t,J=7.5Hz,1H),4.32(q,J=7.0Hz,2H),1.33(t,J=7.0Hz,3H);13C-NMR(125MHz,CDCl3)δ165.1,128.8,125.7,125.5,123.9,60.9,14.4.
实施例4中步骤(2)-(3)的反应式如下式所示:
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。