一种合成多取代吡咯衍生物的方法技术

本发明专利技术公开了一种合成多取代吡咯衍生物的方法。所述方法包括：提供包含2H‑氮杂环丙烷、二酮类化合物、催化剂、添加剂和溶剂的混合反应体系，使所述混合反应体系于‑10～40℃反应4～24h，经由银催化2H‑氮杂环丙烷与二酮类化合物的[3+2]环加成反应，获得一系列多取代吡咯衍生物。本发明专利技术首次实现银催化2H‑氮杂环丙烷与二酮类化合物的[3+2]环加成反应，成功一步构建多取代吡咯衍生物；本发明专利技术方法对水和空气稳定不敏感，操作简单，反应条件温和，反应效率高，产率高达99％，底物的适用范围广，原子利用率高，反应区域选择性和化学选择性高，所制备的吡咯衍生物结构新颖，具有潜在的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种合成多取代吡咯衍生物的方法
本专利技术涉及一种多取代吡咯衍生物的合成方法，尤其涉及一种使用银催化二酮类化合物与2H-氮杂环丙烷的[3+2]环加成反应合成多取代吡咯衍生物的新方法，属于有机合成

技术介绍
吡咯类化合物是一类重要的杂环化合物，是广泛存在于药物化学中的一个特殊结构单元，如抗菌剂、抑制剂以及拮抗剂、非甾体抗炎药(NSAID)和VLA-4的强拮抗剂均含有此结构单元。除此之外，吡咯骨架也广泛地存在于天然化合物、染料、香料和先进材料中。目前报道的合成多取代吡咯衍生物的方法包括：钌催化酮与胺、邻二醇的三元偶联反应、Ir或Ru催化β-氨基醇与醇的脱氢偶联、铑催化1-磺酰基-1，2，3-三唑与β-二酮反应，α-亚氨基铑卡宾与烯醇醚或β-二酮的反应。然而，现有的制备方法往往存在以下问题：使用昂贵的过渡金属催化剂，起始原料制备复杂、反应条件苛刻、底物范围受限。由此可见，发展新的合成多取代吡咯衍生物的方法具有重要的意义。根据文献【XuanJ.，XiaX.D.，Zeng，T.T.，Feng，Z.J.，Chen，J.R.，Lu，L.Q.；Xiao，W.J.Angew.Chem.Int.Ed.2014，53，5653-5656】所述，氮杂环丙烷与炔烃发生[3+2]环加成反应，合成路线如下：该方法在光催化剂的作用下实现了氮杂环丙烷与炔烃的[3+2]环加成反应，但是使用的炔烃必须带有缺电子酯基或氰基，限制了吡咯的取代基类型。2H-氮杂环丙烷环张力大，反应活性高，主要通过三种断裂方式发生开环反应：1)C-N键断裂生成烯基乃春，2)过渡金属催化或者光催化C-C键断裂生成腈偶极子，3)C-C和C-N键同时断裂生成卡宾中间体。然而，银催化2H-氮杂环丙烷C-C键断裂与二酮类化合物反应还未见报道。根据文献【FilhoS.；SchuchardtU.Angew.Chem.lnt.Ed.1977，16，647-645】所述，2H-氮杂环丙烷与高活性酮发生开环反应，合成路线如下：该方法实现了2H-氮杂环丙烷与高活性酮的[3+2]环加成反应，但使用的镍催化剂和丙酮溶剂对环境危害大。根据文献【China，CN105566195A2016-05-11】所述，亚甲基氮杂环丙烷与炔，以银-偶氮四唑金属有机框架材料为催化剂，可以发生[3+2]环加成反应制备取代的吡咯衍生物。但是该方法存在如下局限性：亚甲基氮杂环丙烷合成困难，官能团受限；不能合成四取代吡咯衍生物；催化剂制备复杂，价格较碳酸银等常规银盐昂贵。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种合成多取代吡咯衍生物的方法，从而克服现有技术的不足。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：本专利技术实施例提供了一种合成多取代吡咯衍生物的方法，其包括：使包含2H-氮杂环丙烷、二酮类化合物、催化剂、可选择加入或不加入的添加剂和溶剂的混合反应体系反应，获得多取代吡咯衍生物；所述2H-氮杂环丙烷的结构式为其中R1、R2选自取代或未取代的芳基；所述二酮类化合物的结构式为其中R3、R4、R5包括取代或未取代的芳基或者烷基，所述催化剂包括Ag2CO3。进一步地，所述烷基包括甲基、乙基、丙基或-CF3等，但不限于此。在一些实施方式中，所述方法具体包括：将2H-氮杂环丙烷、二酮类化合物、催化剂、可选择加入或不加入的添加剂和溶剂混合均匀，形成所述混合反应体系，并于-10～40℃反应4～24h，经历[3+2]环加成反应，获得一系列多取代吡咯衍生物。本专利技术实施例还提供了由前述方法制备的多取代吡咯衍生物，所述多取代吡咯衍生物具有吡咯结构单元，其结构式为其中R1、R2选自取代或未取代的芳基，R3、R4、R5包括取代或未取代的芳基或者烷基。较之现有技术，本专利技术的有益效果在于：1)本专利技术提供的合成多取代吡咯衍生物的方法首次将碳酸银用于催化2H-氮杂环丙烷与二酮化合物的[3+2]环加成反应，该方法使用简单易得的二酮作为合成子，经历[3+2]环加成反应，为扩充2H-氮杂环丙烷的反应类型提供了支持；2)本专利技术采用廉价的Ag2CO3作为催化剂，绿色环保的乙醇作为溶剂，减少了对环境的污染，是一种绿色的合成方法；3)本专利技术发展的催化剂体系可以在室温进行，无需加热，减少了能源的浪费；4)本专利技术提供的合成多取代吡咯衍生物的方法选择的催化剂体系满足[3+2]环加成反应的需求，大大提高了反应的原子利用率，简化反应步骤，充分体现了汇聚合成方法的优势；5)本专利技术不仅仅适用于开链的酮还适用于环状的二酮化合物6)本专利技术提供的合成多取代吡咯衍生物的方法对水和空气稳定不敏感，反应无需惰性气体保护，无需在惰性气体中进行，操作简单，反应条件温和，反应效率高，底物的适用范围广，原子利用率高，反应区域选择性和化学选择性高，多种官能团都适用于此反应条件，对于环状的二酮类底物，该方法也能取得很好的反应效果。附图说明为了更清楚地说明本申请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申请中记载的一些实施例，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。图1是本专利技术一典型实施例中合成多取代吡咯衍生物的方法的化学反应原理示意图；图2是本专利技术实施例1所获多取代吡咯衍生物3aa的核磁共振图谱之氢谱；图3是本专利技术实施例1所获多取代吡咯衍生物3aa的核磁共振图谱之碳谱；图4是本专利技术实施例12所获多取代吡咯衍生物3ab的核磁共振图谱之氢谱；图5是本专利技术实施例12所获多取代吡咯衍生物3ab的核磁共振图谱之碳谱；图6是本专利技术实施例13所获多取代吡咯衍生物3ac的核磁共振图谱之氢谱；图7是本专利技术实施例13所获多取代吡咯衍生物3ac的核磁共振图谱之碳谱；图8是本专利技术实施例15所获多取代吡咯衍生物3ae的核磁共振图谱之氢谱；图9是本专利技术实施例15所获多取代吡咯衍生物3ae的核磁共振图谱之碳谱；图10是本专利技术实施例16所获多取代吡咯衍生物3ba的核磁共振图谱之氢谱；图11是本专利技术实施例16所获多取代吡咯衍生物3ba的核磁共振图谱之碳谱；图12是本专利技术实施例17所获多取代吡咯衍生物3ca的核磁共振图谱之氢谱；图13是本专利技术实施例17所获多取代吡咯衍生物3ca的核磁共振图谱之碳谱；图14是本专利技术实施例18所获多取代吡咯衍生物3da的核磁共振图谱之氢谱；图15是本专利技术实施例18所获多取代吡咯衍生物3da的核磁共振图谱之碳谱；图16是本专利技术实施例19所获多取代吡咯衍生物3ea的核磁共振图谱之氢谱；图17是本专利技术实施例19所获多取代吡咯衍生物3ea的核磁共振图谱之碳谱；图18是本专利技术实施例20所获多取代吡咯衍生物3fa的核磁共振图谱之氢谱；...

【技术保护点】
1.一种合成多取代吡咯衍生物的方法，其特征在于包括：/n使包含2H-氮杂环丙烷、二酮类化合物、催化剂、可选择加入或不加入的添加剂和溶剂的混合反应体系反应，获得多取代吡咯衍生物；/n所述2H-氮杂环丙烷的结构式为

【技术特征摘要】
1.一种合成多取代吡咯衍生物的方法，其特征在于包括：
使包含2H-氮杂环丙烷、二酮类化合物、催化剂、可选择加入或不加入的添加剂和溶剂的混合反应体系反应，获得多取代吡咯衍生物；
所述2H-氮杂环丙烷的结构式为其中R1、R2选自取代或未取代的芳基；所述二酮类化合物的结构式为其中R3、R4、R5包括取代或未取代的芳基或者烷基，所述催化剂包括Ag2CO3。


2.根据权利要求1所述的合成多取代吡咯衍生物的方法，其特征在于：所述烷基包括甲基、乙基、丙基或-CF3；
和/或，所述R1的取代基包括氢原子、甲基、乙基、Cl-、F-、Br-、I-、CF3-或-OMe，所述R2的取代基包括氢原子、甲基、乙基、Cl-、F-、Br-、I-、CF3-或-OMe；所述R3，R4，R5中芳基的取代基包括甲基、乙基、Cl-、F-、Br-、I-、CF3-、MeO-或苯基。


3.根据权利要求1所述的合成多取代吡咯衍生物的方法，其特征在于具体包括：将2H-氮杂环丙烷、二酮类化合物、催化剂、可选择加入或不加入的添加剂和溶剂混合均匀，形成所述混合反应体系，并于-10～40℃反应4～24h，经历[3+2]环加成反应，获得一系列多取代吡咯衍生物。


4.根据权利要求1或3所述的合成多取代吡咯衍生物的方法，其特征在于：所述二酮类化合物与催化剂的摩尔比为1～80∶1；和/或，所述2H-氮杂环丙烷与催化剂的摩尔比为1～50∶1；和/或，所述二酮类化合物与2H-氮杂环丙烷的摩尔比为1.5～80∶1；和/或，在所述混合反应体系中，所述二酮类化合物或2H-氮杂环丙烷的浓度为0.1～1mol/L...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐粉，孟彦羽，王晓杰，朱雯静，卜刚刚，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：河南;41