β-酯基-γ-丁内酰胺及γ-酯基-δ-戊内酰胺的合成方法转让专利

申请号 : CN201611091109.6

文献号 : CN106748952B

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发明人 : 李争宁干苗苗梁婷婷冯云云姜岚

申请人 : 大连大学

摘要 :

本发明属于化工技术领域,具体涉及到β‑酯基‑γ‑丁内酰胺及γ‑酯基‑δ‑戊内酰胺的合成方法。本发明通过以ZnEt2为烷基化试剂,在室温附近实现了对富马酸酯、衣康酸酯、甲叉基戊二酸酯的选择性烷基化、对亚胺的Mannich加成和随后的环化反应。本发明方法反应原料常见、价格低廉,不需要过渡金属催化剂,通过串联反应,在同一反应容器中,实现一锅法合成,减少分离过程和产品损失,操作简便、过程高效,反应可在常温或近室温下进行,条件温和。

权利要求 :

1.一种合成β-酯基-γ-丁内酰胺的方法,所述的β-酯基-γ-丁内酰胺的结构式(Ⅰ)如下:其特征在于:所述的合成方法为:在有机溶剂中,ZnEt2与α,β-不饱和羧酸酯、N-取代亚胺在-78℃~60℃温度下反应4~12h,生成β-酯基-γ-丁内酰胺;

所述的α,β-不饱和羧酸酯结构式(Ⅱ)如下:

其中R1选自C1~C10的链状烷基;

2 3 2 3

所述的N-取代亚胺的结构为:R-CH=N-R ,其中R 、R独立选自苯基、被一个卤素、硝基取代的苯基。

2.一种合成β-酯基-γ-丁内酰胺的方法,所述的β-酯基-γ-丁内酰胺的结构式(Ⅲ)如下:其特征在于:所述的合成方法为:在有机溶剂中,ZnEt2与α,β-不饱和羧酸酯、N-取代亚胺在-78℃~60℃温度下反应4~12h,生成β-酯基-γ-丁内酰胺;

所述的α,β-不饱和羧酸酯结构式(Ⅳ)如下:

其中R1选自C1~C10的链状烷基;

所述的N-取代亚胺的结构为:R2-CH=N-R3,其中R2、R3独立选自苯基、被一个卤素、硝基取代的苯基。

3.一种合成γ-酯基-δ-戊内酰胺的方法,所述的γ-酯基-δ-戊内酰胺的结构式(Ⅴ)如下:其特征在于:所述的合成方法为:在有机溶剂中,ZnEt2与α,β-不饱和羧酸酯、N-取代亚胺在-78℃~60℃温度下反应4~20h,生成γ-酯基-δ-戊内酰胺;

所述的α,β-不饱和羧酸酯结构式(Ⅵ)如下:

其中R1独立选自C1~C10的链状烷基;

所述的N-取代亚胺的结构为:R2-CH=N-R3,其中R2、R3独立选自苯基、被一个卤素、硝基取代的苯基。

4.根据权利要求1~3所述的任一种合成方法,其特征在于:所述的有机溶剂为乙醚、丁醚、甲基叔丁基醚、苯甲醚、苯乙醚、四氢呋喃、1,4-二氧六环、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、苯、甲苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷,所述溶剂为单一溶剂或上述溶剂的混合物。

5.根据权利要求1~3所述的任一种合成方法,其特征在于:所述的ZnEt2与N-取代亚胺的摩尔比为1.0:1~5.0:1,α,β-不饱和羧酸酯与N-取代亚胺的摩尔比为1.0:1.0~3.0:

1.0;所述有机溶剂与N-取代亚胺的比为3:1~1000:1L/mol。

说明书 :

β-酯基-γ-丁内酰胺及γ-酯基-δ-戊内酰胺的合成方法

技术领域

[0001] 本发明属于化工技术领域,具体涉及到一种β-酯基-γ-丁内酰胺及γ-酯基-δ-戊内酰胺的合成方法。

背景技术

[0002] 环内酰胺γ-丁内酰胺和δ-戊内酰胺结构广泛存在于多种天然产物和生物医药分子中[1]。治疗脑供血不足、脑老化现象的药物吡拉西坦、茴拉西坦、奥拉西坦、吡硫醇等都含有γ-丁内酰胺结构。γ-丁内酰胺化合物也是一种合成药物和生物活性分子的重要有机中间体[2]-[4]。δ-戊内酰胺类HDAC抑制剂被发现有不同程度的抗炎和细胞生长抑制活性,这类[5]化合物通过抑制细胞生长和诱导细胞分化而有抗炎和抗肿瘤活性 。β-羧基-γ-丁内酰胺、β-羧基-δ-戊内酰胺易于通过选择性水解β-酯基-γ-丁内酰胺、β-酯基-δ-戊内酰胺得到。迄今已有众多文献报道关于γ-丁内酰胺和δ-戊内酰胺骨架的构建方法。Hartwig等采用Pd催化邻卤酰胺的环化反应合成苯并γ-丁内酰胺[6],但其需要贵金属Pd催化且仅获得了中等收率。Yoon等曾报道Rh催化重氮化合物的分子内C-H键活化反应形成γ-丁内酰胺[7],反应也需要使用昂贵的Rh催化剂,且重氮化合物具有一定的危险性。2007年,Kim等由苯基链状伯胺经多步合成δ-戊内酰胺[8],其合成的δ-戊内酰胺类HDAC抑制剂被发现有不同程度的抗炎和细胞生长抑制活性,但其反应步骤较多,同时,还存在着收率不高等局限性。
2007年,William A等由碘代八元环内酯与叠氮化钠反应后经Lindlar催化还原、环化得到δ-戊内酰胺[9],其反应步骤较多、叠氮化钠危险性大,不利于大规模应用。李争宁等以Cu化合物为催化剂、α,β-不饱和二羧酸酯与N-取代亚胺及硅烷反应生成β-酯基-γ-丁内酰胺(中国专利申请号201410332597.X),生成的环内酰胺的仅能在不饱和二酸酯的β-C上引入H原子、无法引入烷基取代基,而且反应后处理较复杂。Shaw报道马来酸酐、胺、醛、硫醇反应合成β-烷硫基或芳硫基-β-羧基-γ-丁内酰胺[10],无法直接给分子环上引入烷基,且需通过脱烷硫基或芳硫基才能得到有应用价值的β-羧基-γ-丁内酰胺。Isoda报道Rh催化不饱羧酸酯、亚胺、ZnEt2的反应、生成β-丙内酰胺[11],反应中ZnEt2起还原剂的作用,给产物中引入氢原子。如果给β-酯基-γ-丁内酰胺或δ-戊内酰胺中引入烷基,可调节其溶解性能和其它性能。因此研究一种可引入烷基、反应条件温和、后处理简单的、适于更大范围的β-酯基-环内酰胺的合成方法具有重要意义。
[0003] [1]R.Bergann;R.Gericke;J.Med.Chem.1990,33,492.
[0004] [2]Y.Kobayashi;C.B.Gilley;J.Org.Chem.2008,73,4198.
[0005] [3]C.V.Stevens;I.Ghiviriga;Eur.J.Org.Chem.2010,5444.
[0006] [4]J.Davidson;J.Zhang;K.Sarma;Eur.J.Org.Chem.2006,3730.
[0007] [5]H.M.Kim;D.K.Ryu;J.Med.Chem.2007,50,2737.
[0008] [6]S.Lee;J.F.Hartwig;J.Org.Chem.2001,66,3402.
[0009] [7]C.H.Yoon;A.Nagle;C.Chen;Org.Lett.2003,5,2259.
[0010] [8]H.M.Kim;S.H.Hong;Bioorg.Med.Chem.Lett.2007,17,6234.
[0011] [9]A.William;S.Sandra;Org.Lett.2007,9,2673.
[0012] [10]J.Wei,J.T.Shaw;Org.Lett.,2007.9,4077-4080.
[0013] [11]M.Isoda,K.Sato,M.Funakoshi,et al.J.Org.Chem.2015,80,8398.

发明内容

[0014] 本发明为解决现有技术中合成β-酯基-γ-丁内酰胺及γ-酯基-δ-戊内酰胺的合成方法中需要外加铜或其它过渡金属催化剂,以及生成β-酯基-γ-丁内酰胺、γ-酯基-δ-戊内酰胺仅能在不饱和羧酸酯β-C引入氢原子后产生的环内酰胺的问题,提供了克服上述局限的方法,所得到的环内酰胺为在不饱和羧酸酯β-C引入乙基后产生的环内酰胺,具有更广泛的范围。
[0015] 本发明通过以ZnEt2为烷基化试剂,在室温附近实现了对富马酸酯、衣康酸酯、甲叉基戊二酸酯的选择性烷基化、对亚胺的Mannich加成和随后的环化反应,高dr值及高产率得得到产物。
[0016] 一种合成β-酯基-γ-丁内酰胺的方法,所述的β-酯基-γ-丁内酰胺的结构式(Ⅰ)如下:
[0017]
[0018] 所述的合成方法为:在有机溶剂中,ZnEt2与α,β-不饱和羧酸酯、N-取代亚胺在-78℃~60℃温度下反应4~12h,生成β-酯基-γ-丁内酰胺;
[0019] 所述的α,β-不饱和羧酸酯结构式(Ⅱ)如下:
[0020]
[0021] 其中R1选自C1~C10的链状烷基;
[0022] 所述的N-取代亚胺的结构为:R2-CH=N-R3,其中R2、R3独立选自C1~C10的链状烷基、苯基、被一个卤素、硝基取代的苯基。
[0023] 一种合成β-酯基-γ-丁内酰胺的方法,所述的β-酯基-γ-丁内酰胺的结构式(Ⅲ)如下:
[0024]
[0025] 所述的合成方法为:在有机溶剂中,ZnEt2与α,β-不饱和羧酸酯、N-取代亚胺在-78℃~60℃温度下反应4~12h,生成β-酯基-γ-丁内酰胺;
[0026] 所述的α,β-不饱和羧酸酯结构式(Ⅳ)如下:
[0027]
[0028] 其中R1选自C1~C10的链状烷基;
[0029] 所述的N-取代亚胺的结构为:R2-CH=N-R3,其中R2、R3独立选自C1~C10的链状烷基、苯基、被一个卤素、硝基取代的苯基。
[0030] 一种合成γ-酯基-δ-戊内酰胺的方法,所述的γ-酯基-δ-戊内酰胺的结构式(Ⅴ)如下:
[0031]
[0032] 所述的合成方法为:在有机溶剂中,ZnEt2与α,β-不饱和羧酸酯、N-取代亚胺在-78℃~60℃温度下反应4~20h,生成γ-酯基-δ-戊内酰胺;
[0033] 所述的α,β-不饱和羧酸酯结构式(Ⅵ)如下:
[0034]
[0035] 其中R1独立选自C1~C10的链状烷基;
[0036] 所述的N-取代亚胺的结构为:R2-CH=N-R3,其中R2、R3独立选自C1~C10的链状烷基、苯基、被一个卤素、硝基取代的苯基。
[0037] 优选的,所述的有机溶剂为乙醚、丁醚、甲基叔丁基醚、苯甲醚、苯乙醚、四氢呋喃、1,4-二氧六环、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、苯、甲苯、二甲苯、乙腈、乙酸乙酯、二氯甲烷、
1,2-二氯乙烷,所述溶剂为单一溶剂或上述溶剂的混合物。
[0038] 优选的,所述的ZnEt2与N-取代亚胺的摩尔比为1.0:1~5.0:1,α,β-不饱和羧酸酯与N-取代亚胺的摩尔比为1.0:1.0~3.0:1.0;所述有机溶剂与N-取代亚胺的比为3:1~1000:1(L/mol)。
[0039] 本发明的有益效果是:(a).不需要额外的过渡金属催化剂,仅用ZnEt2可在不饱和羧酸酯β-C上引入烷基;(b)使用范围广,既能合成五元环内酰胺又能合成六元环内酰胺化合物;(c).操作简便,在同一反应器中连续进行三步反应,不需要分离中间产物、直接生成内酰胺;(d).反应条件温和,本发明在室温或接近室温下进行。

具体实施方式

[0040] 下面结合实施例对本发明做进一步说明。
[0041] 实施例1
[0042] 在氮气保护下,向干燥的反应瓶中加入富马酸二甲酯(130mg,0.90mmol)、苯甲醛苯基亚胺(109mg,0.60mmol)、四氢呋喃(1.0mL)和甲苯(1.0mL)搅拌溶解,搅拌下给上述溶液中加入ZnEt2(1.2mL,1.2mmol),室温搅拌反应6h,然后加入饱和NH4Cl水溶液(2mL),并继续搅拌5min,然后加入稀盐酸(2N,2mL),并继续搅拌5min,分相,用二氯甲烷萃取水相(3×10mL),合并后的有机相经过饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥、浓缩后,再经柱层析分离得到白色固体和无色油状液体N-苯基-α-乙基-β-甲氧基酰基-γ-苯基-γ-丁内酰胺异构体的混合物(异构体比12.4:1)(193mg,产率>99%)。
[0043] 实施例2
[0044] 在氮气保护下,向干燥的反应瓶中加入富马酸二甲酯(130mg,0.90mmol)、对甲氧基苯甲醛苯基亚胺(127mg,0.60mmol)、四氢呋喃(1.0mL)和甲苯(1.0mL)搅拌溶解,搅拌下给上述溶液中加入ZnEt2(1.2mL,1.2mmol),室温搅拌反应8h,然后加入饱和NH4Cl水溶液(2mL),并继续搅拌5min,然后加入稀盐酸(2N,2mL,2mL),并继续搅拌5min,分相,用二氯甲烷萃取水相(3×10mL),合并后的有机相经过饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥、浓缩后,再经柱层析分离得到无色油状液体α-乙基-β-甲氧基酰基-N-苯基-γ-对甲氧基苯基-γ-丁内酰胺异构体的混合物(异构体比10:1)(212mg,产率>99.9%)。
[0045] 实施例3
[0046] 在氮气保护下,向干燥的反应瓶中加入富马酸二甲酯(130mg,0.90mmol)、苯甲醛苯基亚胺(109mg,0.60mmol)、四氢呋喃(1.0mL)和甲苯(1.0mL)搅拌溶解,-28℃搅拌下给上述溶液中加入ZnEt2(1.2mL,1.2mmol),-28℃搅拌反应4h后常温反应,常温搅拌4h,然后加入饱和NH4Cl水溶液(2mL),并继续搅拌5min,然后加入稀盐酸(2N,2mL),并继续搅拌5min,分相,用二氯甲烷萃取水相(3×10mL),合并后的有机相经过饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥、浓缩后,再经柱层析分离得到白色固体和无色油状液体N-苯基-α-乙基-β-甲氧基酰基-γ-苯基-γ-丁内酰胺异构体的混合物(异构体比8.9:1)(194mg,产率>99.9%)。
[0047] 实施例4
[0048] 在氮气保护下,向干燥的反应瓶中加入富马酸二甲酯(130mg,0.90mmol)、苯甲醛对氯苯基亚胺(130mg,0.60mmol)、四氢呋喃(1.0mL)和甲苯(1.0mL)搅拌溶解,搅拌下给上述溶液中加入ZnEt2(1.2mL,1.2mmol),室温搅拌反应9h,然后加入饱和NH4Cl水溶液(2mL),并继续搅拌5min,然后加入稀盐酸(2N,2mL),并继续搅拌5min,分相,用二氯甲烷萃取水相(3×10mL),合并后的有机相经过饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥、浓缩后,再经柱层析分离得到无色固体N-对氯苯基-α-乙基-β-甲氧基酰基-γ-苯基-γ-丁内酰胺异构体的混合物(异构体比7.7:1)(207mg,产率96.6%)。
[0049] 实施例5
[0050] 在氮气保护下,向干燥的反应瓶中加入富马酸二异丙酯(135ul,0.67mmol)、苯甲醛苯基亚胺(109mg,0.60mmol)、四氢呋喃(1.0mL)和甲苯(1.0mL)搅拌溶解,搅拌下给上述溶液中加入ZnEt2(1.2mL,1.2mmol),室温搅拌反应9h,然后加入饱和NH4Cl水溶液(2mL),并继续搅拌5min,然后加入稀盐酸(2N,2mL),并继续搅拌5min,分相,用二氯甲烷萃取水相(3×10mL),合并后的有机相经过饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥、浓缩后,再经柱层析分离得到无色油状液体N-苯基-α-乙基-β-异丙氧基酰基-γ-苯基-γ-丁内酰胺异构体的混合物(异构体比6.8:1)(189mg,产率89.7%)。
[0051] 实施例6
[0052] 在氮气保护下,向干燥的反应瓶中加入富马酸二正癸酯(265mg,0.67mmol)、苯甲醛苯基亚胺(109mg,0.60mmol)、四氢呋喃(1.0mL)和甲苯(1.0mL)搅拌溶解,搅拌下给上述溶液中加入ZnEt2(1.2mL,1.2mmol),室温搅拌反应9h,然后加入饱和NH4Cl水溶液(2mL),并继续搅拌5min,然后加入稀盐酸(2N,2mL),并继续搅拌5min,分相,用二氯甲烷萃取水相(3×10mL),合并后的有机相经过饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥、浓缩后,再经柱层析分离得到N-苯基-α-乙基-β-癸氧基酰基-γ-苯基-γ-丁内酰胺异构体的混合物(异构体比8.0:1)(163mg,产率61%)
[0053] 实施例7
[0054] 在氮气保护下,向干燥的反应瓶中加入衣康酸二甲酯(87mg,0.55mmol)、苯甲醛苯基亚胺(91mg,0.50mmol)、四氢呋喃(1.0mL)和甲苯(1.0mL)搅拌溶解,搅拌下给上述溶液中加入ZnEt2(1.0mL,1.0mmol),室温搅拌反应6h,然后加入饱和NH4Cl水溶液(2mL),并继续搅拌5min,然后加入稀盐酸(2N,2mL),并继续搅拌5min,分相,用二氯甲烷萃取水相(3×10mL),合并后的有机相经过饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥、浓缩后,再经柱层析分离得到无色油状液体N-苯基-β-丙基-β-甲氧基酰基-γ-苯基-γ-丁内酰胺异构体的混合物(异构体比1:2.4)(140mg,产率83%)。
[0055] 实施例8
[0056] 在氮气保护下,向干燥的反应瓶中加入衣康酸二异丙酯(118mg,0.55mmol)、对氯苯甲醛对甲氧基苯基亚胺(122mg,0.50mmol)、四氢呋喃(1.0mL)和甲苯(1.0mL)搅拌溶解,搅拌下给上述溶液中加入ZnEt2(1.0mL,1.0mmol),室温搅拌反应6h,然后加入饱和NH4Cl水溶液(2mL),并继续搅拌5min,然后加入稀盐酸(2N,2mL),并继续搅拌5min,分相,用二氯甲烷萃取水相(3×10mL),合并后的有机相经过饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥、浓缩后,再经柱层析分离得到无色油状液体N-对甲氧基苯基-β-丙基-β-异丙氧基酰基-γ-对氯苯基-γ-丁内酰胺异构体的混合物(异构体比1:3.1)(170mg,产率79.1%)。
[0057] 实施例9
[0058] 在氮气保护下,向干燥的反应瓶中加入衣康酸二正癸酯(275mg,0.67mmol)、苯甲醛苯基亚胺(109mg,0.60mmol)、四氢呋喃(1.0mL)和甲苯(1.0mL)搅拌溶解,搅拌下给上述溶液中加入ZnEt2(1.2mL,1.2mmol),室温搅拌反应9h,然后加入饱和NH4Cl水溶液(2mL),并继续搅拌5min,然后加入稀盐酸(2N,2mL),并继续搅拌5min,分相,用二氯甲烷萃取水相(3×10mL),合并后的有机相经过饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥、浓缩后,再经柱层析分离得到N-苯基-β-丙基-β-正癸氧基酰基-γ-苯基-γ-丁内酰胺异构体的混合物(异构体比1:3.5)(161mg,产率58%)
[0059] 实施例10
[0060] 在氮气保护下,向干燥的反应瓶中加入甲叉基戊酸二甲酯(163mg,0.94mmol)、苯甲醛苯基亚胺(109mg,0.60mmol)、甲苯(1.5mL)搅拌溶解,搅拌下给上述溶液中加入ZnEt2(1.2mL,1.2mmol),室温搅拌反应8h,60℃反应14h,然后加入饱和NH4Cl水溶液(2mL),并继续搅拌5min,然后加入稀盐酸(2N,2mL),并继续搅拌5min,分相,用二氯甲烷萃取水相(3×10mL),合并后的有机相经过饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥、浓缩后,再经柱层析分离得到无色固体N-苯基-δ-戊内酰胺γ-丙基-γ-甲氧基酰基-δ-苯基-异构体的混合物(异构体比18.2:1)(192mg,产率91%)。
[0061] 实施例11
[0062] 在氮气保护下,向干燥的反应瓶中加入甲叉基戊酸二甲酯(153mg,0.90mmol)、对甲基苯甲醛苯基亚胺(117mg,0.60mmol)、甲苯(1.5mL)搅拌溶解,搅拌下给上述溶液中加入ZnEt2(1.2mL,1.2mmol),室温搅拌反应8h,60℃反应14h,然后加入饱和NH4Cl水溶液(2mL),并继续搅拌5min,然后加入稀盐酸(2N,2mL),并继续搅拌5min,分相,用二氯甲烷萃取水相(3×10mL),合并后的有机相经过饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥、浓缩后,再经柱层析分离得到无色固体N-苯基-γ-丙基-γ-甲氧基酰基-δ–对甲基苯基-δ-戊内酰胺异构体的混合物(异构体比14.3:1)(191mg,产率87.2%)。
[0063] 实施例12
[0064] 在氮气保护下,向干燥的反应瓶中加入甲叉基戊酸二甲酯(153mg,0.90mmol)、对氯苯甲醛苯基亚胺(129mg,0.60mmol)、甲苯(1.5mL)搅拌溶解,搅拌下给上述溶液中加入ZnEt2(1.2mL,1.2mmol),室温搅拌反应8h,60℃反应14h,然后加入饱和NH4Cl水溶液(2mL),并继续搅拌5min,然后加入稀盐酸(2N,2mL),并继续搅拌5min,分相,用二氯甲烷萃取水相(3×10mL),合并后的有机相经过饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥、浓缩后,再经柱层析分离得到无色固体N-苯基-γ-丙基-γ-甲氧基酰基-δ–对氯苯基-δ-戊内酰胺异构体的混合物(异构体比16.9:1)(230mg,产率99.6%)。
[0065] 实施例13
[0066] 在氮气保护下,向干燥的反应瓶中加入甲叉基戊酸二正癸酯(382mg,0.90mmol)、苯甲醛苯基亚胺(109mg,0.60mmol)、甲苯(1.5mL)搅拌溶解,搅拌下给上述溶液中加入ZnEt2(1.2mL,1.2mmol),室温搅拌反应8h,60℃反应14h,然后加入饱和NH4Cl水溶液(2mL),并继续搅拌5min,然后加入稀盐酸(2N,2mL),并继续搅拌5min,分相,用二氯甲烷萃取水相(3×10mL),合并后的有机相经过饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥、浓缩后,再经柱层析分离得到N-苯基-γ-丙基-γ–正癸氧基酰基-δ-苯基-δ-戊内酰胺异构体的混合物(异构体比15.3:1)(160mg,产率56%)。