一种高效的含氮或含氧三元小环化合物的开环方法技术

本发明专利技术涉及一种高效简单的含氮或含氧三元小环化合物的开环方法，可制备多种含氮或含氧１，２－双官能团化合物。该方法可适用于多种不同类型的含氮或含氧三元小环化合物，同时也适用于多种不同类型的开环试剂。该方法简便，条件温和，产率较好、无需加入任何金属盐类化合物，尤其可用水做溶剂，是一种绿色、环境友好的工业化生产方法，更有利于药物的生产和处理。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种含氮或含氧三元小环化合物的高效开环方法，该方法还可用于合成多种含氮或含氧的1.2-双官能团化合物。
技术介绍
含氮或含氧三元小环化合物的开环是合成含氮或含氧化合物的重要途径之一。在许多药物的合成中，它往往是一关键步骤。关于氮杂或氧杂环丙烷类化合物的开环反应报道已很多，但是大多数报道的方法都只限于一种或几种特定结构的小环化合物或开环试剂。而且，反应条件一般都较为苛刻，例如需强碱的存在，或使用金属盐做为催化剂(1)D.Tanner，Angew.Chem.Int.Ed.Engl.1994，33，599-619；2)T.Ibuka，Chem.Soc.Rev.1998，27，145-154；3)H.Stamm，J.Prakt.Chem.1999，319-331；4)G.Pattenden in Comprehensive Organic Synthesis，Vol.3(Eds.B.M.Trost，I.Fleming)，Pergamon Press，Oxford，1991，pp.223-280；5)E.N.Jacobsen，M.H.Wu，In Comprehensive Asymmetric Catalysis，(Eds.E.N.Jacobsen，A.Pfaltz，H.Yamamoto)，Springer，New York，1999，Chapter35)，这无疑限制了氮杂或氧杂三元小环化合物的开环在有机合成和药物生产中的运用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高效的适合于多种不同类型氮杂和氧杂三元小环化合物与多种不同类型开环试剂的开环方法。本专利技术的方法还是一种高效而简单且条件温和的合成1，2-含氮或含氧双官能团化合物的方法。本专利技术的一种含氮或含氧三元小环化合物的高效开环方法，提供了合成多种含氮或含氧双官能团化合物，含氮或含氧双官能团化合物的结构通式是 其中R1或R2＝H，F，Cl，Br，I，烃氧基，C1-16的烷基，烯基，炔基，环烷基，苄基，R5取代的芳基。R3＝H，R5取代的芳基磺酰基，苄基，分子式为R6CO的酰基，R5取代的芳基。R4＝C1-16的烷基、苄基、R5取代的芳基。X＝N、O；Y＝NH、O、S。R6＝C1-12的烷基、叔丁基氧基、R5取代的芳基。R5＝H，F，Cl，Br，I，C1-16的烷基，烃氧基，苯基，硝基，酯基，酰基。本专利技术的含氮或含氧1，2-双官能团化合物是以分子式为 的含氮或含氧三元小环化合物为原料，在水或有机溶剂的存在下，以分子式为R3P的有机膦为催化剂，与多种不同开环试剂反应制得，可用下式表示 三元小环化合物、开环试剂、有机膦的摩尔比为1∶1.0-2∶0.01-0.2。在0℃至110℃温度下，反应3-96小时。其中R1、R2、R3、R4、X、Y同前所述。有机膦催化剂为三烃基膦，其中烃基R＝C1-12的链烷基、C5-8环烷基或R5取代的芳基。本专利技术方法中，所述水为蒸馏水，最好是低温除氧后的蒸馏水。所述有机溶剂可以是极性或非及性溶剂。如苯、四氯化碳、石油醚、四氢呋喃、二甲基甲酰胺、乙醚、二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯、二甲苯、环己烷、正己烷、正庚烷、二烷六环、乙腈等。采用本专利技术方法所得产物可以用重结晶，薄层层析，柱层析减压蒸馏等方法加以分离。如用重结晶的方法，推荐溶剂为极性溶剂与非极性溶剂的混合溶剂。推荐溶剂可为二氯甲烷--正己烷，异丙醇--石油醚，乙酸乙酯--石油醚，乙酸乙酯--正己烷，异丙醇--乙酸乙酯--石油醚等混合溶剂。用薄层层析和柱层析方法，所用的展开剂为极性溶剂与非极性溶剂的混合溶剂。推荐溶剂可为异丙醇--石油醚，乙酸乙酯--石油醚，乙酸乙酯--正己烷，异丙醇--乙酸乙酯--石油醚等混合溶剂，其体积比可以分别是极性溶剂∶非极性溶剂＝1∶0.1-500。例如乙酸乙酯∶石油醚＝1∶0.1-50，异丙醇∶石油醚＝1∶1-500。本专利技术提供了一种高效简单的含氮或含氧三元小环化合物的开环方法；提供了制备多种含氮或含氧1，2-双官能团化合物的方法。与现有方法相比，该方法可适用于多种不同类型的含氮或含氧三元小环化合物，同时也适用于多种不同类型的开环试剂。该方法简便，条件温和，且其中一个较大优点是可用水做溶剂，这无疑为工业化生产提供了一个绿色，环境友好的方法。另外，反应中无需加入任何金属盐类化合物，从而有利于药物的生产和处理。且反应的产率也较好，一般达到78％-98％。附图说明具体实施例方式通过下述实施例将有助于理解本专利技术，但并不限制本专利技术的内容。实施例1氮杂环丙烷在三丁基膦存在下与含硫试剂的开环反应在有机溶剂中将氮杂环丙烷(1mmol)和相应硫试剂1.2mmol溶于乙腈中，加入三丁基膦0.1mmol，室温下反应，薄层层析跟踪至原料消失，减压除去溶剂，柱层析得相应2-硫醚基胺。在水中将氮杂环丙烷(1mmol)和相应硫试剂1.2mmol混和，加入三丁基膦0.1mmol后加入2ml水，反应12小时后，加入2ml乙酸乙酯，分液，水相使用乙酸乙酯(2ml×3)萃取，有机相合并，减压除去溶剂，柱层析得相应2-硫醚基胺。P1(N-对甲苯磺酰基-环己基氮杂环丙烷，硫试剂为PhSH)1HNMR(300MHz，CDCl3，25℃，TMS)δ＝1.20-1.50(m，4H)，1.50-1.75(m，2H)，2.00-2.10(m，1H)，2.20-2.30(m，1H)，2.45(s，3H；CH3)，2.80-3.00(m，2H)，5.10-5.20(d，3J＝3.6Hz，1H；NH)，7.20-7.40(m，7H)，7.75(d，3J＝8.3Hz，2H)；IR(film)ν＝3265cm-1(NH)；EI-MS m/z(％)361(7)，252(13)；元素分析C19H23NO2S2.计算值C，63.13；H，6.41；N，3.87；实测值C，63.07；H，6.48；N，3.91.P2(N-对甲苯磺酰基-环己基氮杂环丙烷，硫试剂为p-CH3PhSH).1H NMR(CDCl3/TMS)(ppm)1.22-1.36(m，4H)，1.57-1.61(m，3H)，1.96-1.99(m，1H)，2.32(s，3H)，2.44(s，3H)，2.78-2.81(m，1H)，2.91-2.93(m，1H)，5.29(d，J＝3.5Hz，1H)，7.05(d，J＝8.0Hz，2H)，7.11-7.17(m，2H)，7.26-7.37(m，2H)，7.76(d，J＝8.2Hz，2H)；IR(film)3279，1598，1377cm-1；EI-MS m/z(％)375(M+，44)，252(39)，204(100)；Anal.for C20H25NO2S2.CalcdC，63.96；H，6.71；N，3.73.FoundC，63.82；H，6.73；H，3.46P3(N-对甲苯磺酰基-环己基氮杂环丙烷，硫试剂为p-CH3PhCH2SH)1H NMR(CDCl3/TMS)(ppm)1.01-1.50(m，4H)，1.52-1.73(m，2H)，1.92-2.12(m，1H)，2.14-2.27(m，1H)，2.27(s，3H)，2.33-2.38(m，1H)，2.41(s，3H)，2.78-2.92(m本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效的含氮或含氧三元小环化合物的开环方法，该含氮或含氧双官能团化合物的结构式如下：＊＊＊其中：Ｒ↑［１］或Ｒ↑［２］＝Ｈ，Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ，烃氧基，Ｃ↓［１－１６］的烷基，烯基，炔基，环烷基，苄基，Ｒ↑［５］取代的芳基；Ｒ ↑［３］＝Ｈ，Ｒ↑［５］取代的芳基磺酰基，苄基，分子式为Ｒ↑［６］ＣＯ的酰基，Ｒ↑［５］取代的芳基；Ｒ↑［４］＝Ｃ↓［１－１６］的烷基、苄基、Ｒ↑［５］取代的芳基；Ｘ＝Ｎ、Ｏ；Ｙ＝ＮＨ、Ｏ、Ｓ；Ｒ↑［６］＝Ｃ↓［１－１２］的烷基、叔丁基氧基、Ｒ↑［５］取代的芳基，Ｒ↑［５］＝Ｈ，Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ，Ｃ↓［１－１６］的烷基，烃氧基，苯基，硝基，酯基，酰基，其特征是以分子式为＊的含氮或含氧三元小环化合物，在水或有机溶剂中，与分子式为Ｒ↓［３］Ｐ的有机膦催化剂和开环试剂在０℃至１１０℃温度下，反应３－９６小时，三元小环化合物、开环试剂、有机膦催化剂的摩尔比为１∶１．０－２∶０．０１－０．２，其中Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］、Ｒ↑［３］、Ｒ↑［４］、Ｘ、Ｙ同前所述，Ｒ＝Ｃ↓［１－１２］的链烷基、Ｃ↓［５－８］环烷基或Ｒ↑［５］取代的芳基。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯雪龙，范仁华，戴立信，
申请(专利权)人：中国科学院上海有机化学研究所，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]