1_3_偶极环加成反应在杂螺环化合物合成中的应用

1 实验部分
1. 1 原料及仪器 4, 42亚甲基212甲基哌啶由 12甲基242哌啶酮与三苯基溴化磷在无水呋喃中, 正丁基锂存在 下经 W it t ig 反应制备[ 4 ]. 氧化腈 ( 2a～ 2c) 由苯甲醛及衍生物、 N 2氯化丁酰亚氨和三甲胺在氯
仿中制备[ 3 ]. 氧化腈 ( 2d ) 由硝基乙烷与苯异氰酸酯在三甲胺存在下无水苯中脱水制备[ 5 ]. 亲偶极体 ( 1) 与偶极体 ( 2) 在氯仿中发生 1, 32偶极环加成反应生成了环化合物 ( 3 ) , 副产 ). 物为二聚氧化 3, 42二芳基 ( 3d ) 为二甲基呋喃 ( 3’
1997201213 收稿, 1997207210 修回
国家教委留学回国人员科研基金资助课题
6
应用化学 第 14 卷
13 B rucker A C 2200 核磁共振仪 ( C NM R 数据未经质子去偶 ) , TM S 作内标, CDC l3 作溶
剂 . 1. 2 32芳基 ( 或烷基) 282甲基212氧杂22, 82二氮杂螺 [ 415 ] 葵烯22 ( 3) 的制备 将 9138 mm o l N 2氯代丁二酰亚氨悬浮于 10 mL 无水氯仿中, 在 N 2 环境中滴加 7186 mm o l 醛肟及 0103 mL 吡啶, 在 50 ℃加热 20 m in. 在 20 m in 内慢慢滴加 5 mL 含 7186 mm o l 4, 42亚甲基212甲基哌啶的无水氯仿溶液和 10 mL 含 9183 mm o l 三甲胺的无水氯仿溶液 . 此 反应混合物加热到 40 ～ 50 ℃反应 1 h, 室温搅拌 12 h. 反应结束后, 加入 20 mL 水和 20 mL 10%N aO H 溶液, 分离有机相, 水相用乙醚萃取, 有机相合并后, 通过 N a 2 SO 4 干燥, 过滤, 除去 溶剂, 粗产品经柱色谱展开, 氯仿 甲醇 ( 20 1) 为展开剂, 结果见表 1.
第5期
冯亚青等: 1, 32偶极环加成反应在杂螺环化合物合成中的应用
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C NM R , ∆: 13139 ( q, CH 3 ) , 35175 ( t, C 26, C 210 ) , 45183 ( q, N 2 CH 3 ) , 48157 ( t, C 24) , 52147 ( t, C 27, C 29) , 82144 ( s, C 25) , 154180 ( s, C 23). 1. 3 通用 Χ- 氨基醇 4 的制备 814 mm o l L iA lH 4 悬浮在无水乙醚中, 慢慢滴加含 1182 mm o l ( 3 ) 的无水乙醚溶液, 反应
油状物 62 ～ 64 30 ～ 32 178 ～ 180 30 ～ 32 66 ～ 68 110 ～ 112 78 ～ 80
32苯基282甲基212氧杂22, 82二氮杂螺 [ 415 ] 葵烯22 ( 3a ) : 1H NM R , ∆: 1182 ～ 2110 (m , 4H , ～ 2170 (m , 4H , H 2 27, H 2 29) , 3110 ( s, 2H , H 2 24) , [ 7130 H 2 26, H 2 210) , 2132 ( s, 3H , N 2 CH 3 ) , 2141 ～ 7150 (m , 3H ) , 7160～ 7175 (m , 2H ) , 芳环 H ]. 13 C NM R , ∆: 35171 ( t, C 26, C 210 ) , 44183 ( t, C 24 ) , 45170 ( q, CH 3 ) , 52125 ( t, C 27, C 29 ) , 83169 ( s, C 25 ) , [ 126120 ( d, 2c ) , 128145 ( d, 2c ) , 129169 ( d ) , 129180 ( s) , 芳环 C ], 155196 ( s, C 23). 32( 42氯苯基) 282甲基212氧杂22, 82二氮杂螺 [ 415 ] 葵烯22 ( 3b ) : 1H NM R , ∆: 1170～ 2110 (m , 4H , H 2 26, H 2 210 ) , 2132 ( s, 3H , N 2 CH 3 ) , 2140～ 2170 (m , 4H , H 2 27, H 2 29 ) , 3105 ( s, 2H ,
表 1 化合物数据
化合物
3a 3b 3c 3d 4a 4b 5a 5b 5c 5d 5e mp ℃ 67 ～ 70 108 ～ 110 66 ～ 68
收率 %
70 37 42 27 78 40 89 82 59 29 84
分子式
C 14H 18N 2O C 14H 17N 2O C l C 14H 17N 3O 3 C 9H 16N 2O C 14H 22N 2O C 9H 20N 2O C 21H 25N 3O 3 C 21H 25N 3O 3 C 21H 25N 3O 3 C 21H 25N 2O C l C 16H 23N 3O 3
杂螺化合物广泛存在于诸如信息素、 抗生素、 生物碱、 抗肿瘤物质以及低毒除草剂中[ 1 ] , 因 而, 愈来愈多的化学家研究其合成方法以合成新的杂螺化合物[ 2 ]. 1, 32偶极环加成反应是合 成五元杂环的常用方法[ 3 ] , 采用环外亚烯结构的化合物可得到相应的杂螺 [ 415 ] 环化合物 . 我 们选用氧化腈为偶极体, 亚甲基哌啶为亲偶极体, 进行 1, 32偶极环加成反应合成了一类新的 杂环体系及一系列新的螺异口恶唑衍生物, 此杂螺化合物经还原开环后, 再与适宜的试剂环合 可得到另一类扩展的新的杂螺环体系及螺 [ 515 ] 环化合物 .
1997 年 10 月
CH I N ESE JOU RNAL O F A PPL IED CH EM ISTR Y
O ct. 1997
1, 32偶极环加成反应在杂螺环化合物合成中的应用
冯亚青3 张晓东1 张卫红 周维义2
( 天津大学应用化学系 天津 300072; 天津大学制药厂1 天津; 天津大学分析中心 2 天津)
R H 3C N 1 CH 2 + R C N+ 2 OH 3C N O 3
L iA lH 4
R + N O
R N+ 3’ O-
N
R H 3C N 5 O N Ar
A rCHO
R Hwk.baidu.com3C N 4 OH NH2
2a ～ d, 3a ～ d: R: a. Ph; b. 42 ～ b: R: a. Ph; b. CH 3; C lPh; c. 32 NO 2 Ph; d. CH 3; 4a 5a ～ e: a. R = Ph, A r= 42 NO 2 Ph; b. R = Ph, A r= 32 NO 3Ph; c. R = Ph, A r= 22 NO 2 Ph; d. R = Ph, A r= 42 C lPh; e. R = CH 3 , A r= 42 NO 2 Ph
元素分析实测值 ( 计算值) %
C 72. 78 (73. 01) 36. 54 (36. 52) 61. 00 (61. 09) 64. 57 (64. 29) 71. 55 (71. 76) 62. 86 (62. 66) 68. 69 (68. 66) 68. 76 (68. 66) 68. 96 (68. 66) 70. 79 (70. 69) 62. 65 (62. 95) H 7. 71 (7. 88) 6. 45 (6. 43) 6. 23 (6. 18) 9. 50 (9. 52) 9. 22 (9. 46) 11. 73 (11. 63) 6. 86 (6. 81) 6. 99 (6. 81) 6. 83 (6. 81) 7. 21 (7. 01) 7. 54 (7. 54) N 12. 03 (12. 16) 10. 56 (10. 59) 15. 27 (15. 27) 16. 64 (16. 67) 11. 66 (11. 95) 16. 40 (16. 28) 11. 48 (11. 44) 11. 54 (11. 44) 11. 44 (11. 44) 7. 65 (7. 85) 13. 77 (13. 77)
( s, 2H , H 2 24).
混合物回流 8 h, 反应结束后, 加入 20 mL 10% 的 N aO H 溶液, 分离有机相, 水相用乙醚萃取, 有机相合并后经 N a 2 SO 4 干燥, 过滤, 除去溶剂, 产品在高真空下干燥, 结果见表 1. 12甲基242羟基242( 22苯基222氨基乙基) 哌啶 ( 4a ) : 1H NM R , ∆: 1150 ～ 2150 (m , 9H ) , 2125 ～ 2170 (m , 4H , H 2 22, H 2 26 ) , 2130 ( s, 3H , N 2 CH 3 ) , 4119 ( dd, 1H , J 2’ , 1’ A = 12 18 H z, J 2’ , 1’ B= 1
摘 要 氧化腈与 4, 42亚甲基212甲基哌啶的 1, 32偶极环加成反应生成了杂螺 [ 415 ] 葵烷化合物, 反应具有立体专一性. 产物经 L iA lH 4 还原生成了 Χ 2氨基醇, 最后经插入 C 21 单元扩环生成了新的 杂螺 [ 515 ] 十一烷化合物. 关键词 偶极环加成, 杂螺环化合物, 合成
H 2 24) , [ 7138 ( d, 2H , J = 915 H z ) , 7160 ( d, 2H ) , 芳环 H ].
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C NM R , ∆: 35195 ( t, C 26, C 210 ) ,
44171 ( t, C 24 ) , 45192 ( q, N 2 CH 3 ) , 52143 ( t, C 27, C 29 ) , 82128 ( s, C 25 ) , [ 127150 ( d, 2c ) , 128160 ( s) , 128175 ( d, 2c) , 135160 ( s) , 芳环 C ], 155103 ( s, C 23). 32( 32硝基苯基282甲基212氧杂22, 82二氮杂螺 [ 415 ] 葵烯22 ( 3c ) : 1H NM R , ∆: 1182～ 2115 (m , 4H , H 2 26, H 2 210 ) , 2138 ( s, 3H , N 2 CH 3 ) , 2145～ 2172 (m , 4H , H 2 27, H 2 29 ) , 3112 ( s, 2H , ) , 8124 ( d, 1H , J = H 2 24 ) , [ 7160 ( dd, 1H , J 1 = J 2 = 915 H z, H 25) , 8109 ( d, 1H , J = 915 H z, H 26’ ) , 8139 ( s, 1H , H 22’ ) , 芳环 H ]. 13C NM R , ∆: 35139 ( t, C 26, C 210) , 44140 ( t, C 24) , 915 H z, H 24’ 45135 ( q, N 2 CH 3 ) , 51193 ( t, C 27, C 29 ) , 84187 ( s, C 25 ) , [ 121102 ( d ) , 124114 ( d ) , 129162 ( d ) , 131163 ( s) , 131179 ( d ) , 148115 ( s) , 芳环 C ], 154145 ( s, C 23). 类似于 ( 3a ～ 3c) 的制备方法, 采用乙醛肟代替苯甲醛可得到 3d. 3, 82二甲基212氧杂22, 82二氮杂螺 [ 415 ] 葵烯22 ( 3d ) : 1H NM R , ∆: 1160～ 1192 (m , 4H , ～ 2160 (m , 4H , H 2 27, H 2 29) , 2162 H 2 26, H 2 210) , 1193 ( s, 3H , 32 CH 3 ) , 2130 ( s, 3H , N 2 CH 3 ) , 2132