一种含吡咯环的单环或多环化合物的制备方法
阅读说明：本技术 一种含吡咯环的单环或多环化合物的制备方法 (Preparation method of pyrrole ring-containing monocyclic or polycyclic compound ) 是由 程寒松 刘开 李晨光 文家武 于 2019-11-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种含吡咯环的单环或多环化合物的制备方法。以烯胺类化合物为原料,连续经过重氮化、还原和与含羰基类化合物环化合成,所得反应混合物经过滤、洗涤、干燥后即得所述含吡咯环的单环或多环化合物。本发明公开的合成方法,原料廉价易得,操作简单,反应条件温和,经济效益高,易于工业化连续生产含吡咯环的单环或多环化合物,该方法具有普遍适用性。(The invention discloses a preparation method of a pyrrole ring-containing monocyclic or polycyclic compound. Taking enamine compounds as raw materials, continuously carrying out diazotization, reduction and cyclization synthesis with carbonyl-containing compounds, filtering, washing and drying the obtained reaction mixture to obtain the pyrrole ring-containing monocyclic or polycyclic compound. The synthesis method disclosed by the invention has the advantages of cheap and easily-obtained raw materials, simple operation, mild reaction conditions, high economic benefit, easiness for industrial continuous production of the pyrrole ring-containing monocyclic or polycyclic compound and universal applicability.)
技术领域
本发明属于精细化工技术领域，特别涉及一种适合工业化生产含吡咯环的单环或多环化合物的方法。
背景技术
含吡咯环的单环或多环化合物是一类重要的含氮杂环化合物，广泛存在于自然界中，这类多环化合物大多具有许多独特的理化性质及生物活性，广泛应用于医药、染料、农药、食品和材料等领域。随着含吡咯环的单环或多环化合物的应用领域不断拓展，研究者对他们的合成方法研究也越来越多，上世纪50年代RonaldGrigg、Bartolo Gabriele、Yong-Jiang Bian等化学家均使用经典的脂基胺基化反应，再通过钯催化剂催化合成吡咯衍生物。Matthew L.Crawley利用Sonogashira利用偶联反应、钯催化炔基烯基化合成吡咯衍生物。Darlene Q.Tan等采用亚胺的环加成和酸酐反应合成吡咯衍生物。Fischer合成法、Hantzsch吡咯合成法和氧化环化合成法等。在这些方法中，钯金属催化合成法及偶联反应合成法得到的收率较低，成本较高。Fischer合成法一直被认为是最经济和最便捷的方式，在含吡咯环的单环或多环化合物的合成有着广泛应用。但是传统的Fischer合成法多使用浓硫酸和Lewis酸为催化剂，这些催化剂存在腐蚀性强，且收率不高等因素。此外传统的Fischer合成法大都使用有刺激性和挥发性的有机溶剂乙酸和甲苯，这些溶剂不仅对环境有危害而且还有一定的毒性。因此，发明操作简单又环保经济高效的含吡咯环的单环或多环化合物合成方法显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中合成含吡咯环的单环或多环化合物中使用催化剂量大原料和溶剂毒性强、设备腐蚀性强、操作繁琐、污染环境等一系列问题，提供一种无需添加催化剂、在水介质中合成含吡咯环的单环或多环化合物合成方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种含吡咯环的单环或多环化合物的制备方法，所述制备方法是以烯胺类化合物1a和含羰基类化合物4a为原料，反应式下所示：其中R1为H、-CnH2n+1、-℃nH2n+1或-CnH2n-；R2为H、-CnH2n+1、-℃nH2n+1、X、-NO2或-CnH2n-；R3为-CnHn-、-NCnH2n+1或-℃nH2nO-；R4为-CnHn-、-NCnH2n+1或-℃nH2nO-；X为F、Cl、Br或I。
进一步的，具体包括以下步骤：
(1)烯胺类化合物1a在低温下及酸溶液中，与重氮化试剂作用制得重氮盐2a；
(2)重氮盐2a被还原剂还原成相应肼盐3a；
(3)肼盐3a与含羰基类化合物4a反应，经Borsche环化制得含吡咯环的单环或多环化合物5a。
进一步的，步骤(1)(2)(3)中的反应介质为正己烷、水、二氯甲烷、乙酸乙酯、乙醇、甲醇、四氢呋喃、甲苯中的一种或两种以上的混合物。
进一步的，步骤(1)中的酸为盐酸、硝酸、硫酸、磷酸、苯磺酸、丙酸、醋酸中的一种或两种以上的混合物。
进一步的，步骤(1)中的重氮化试剂为亚硝酸钠、亚硝酸酰、亚硝酰氯、亚硝酰硫酸中的一种或两种以上的混合物，所述烯胺类化合物与重氮化试剂的摩尔比为1:1～1:2，重氮反应转化率为80％～100％。
进一步的，步骤(1)的反应温度为-30～30℃。
进一步的，步骤(2)的还原剂为SnCl2、Pd/C、Pd/Al2O3、亚硫酸氢钠、氯化亚铁、亚硫酸铵、亚硫酸氢铵、焦亚硫酸钠、氢氧化钠、硫酸亚铁、亚硫酸钠中的一种或两种以上的混合物，重氮盐与还原剂的摩尔比为1:0.1～1:4。
进一步的，步骤(2)还原反应温度为0～130℃。
进一步的，步骤(3)中关环反应温度为20～200℃。
进一步的，步骤(3)中肼盐与含羰基类化合物的摩尔比为1:0.9～1:3。
本发明倡导一种绿色、高效的合成理念，使用了廉价易得的胺类化合物为原料，反应条件更加温和，操作更加简单，合成过程对环境友好，产物易分离，产率和纯度高，且反应时间短具有普适性等特点。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)连续反应用到的所有原料，不仅原料廉价易得，毒性小，还方便运输和存储。
(2)在水介质中反应，降低成本，减少对环境污染。
(3)反应时间短，操作简单，收率和产品纯度高。
综上所述，本发明所述一种含吡咯环的单环或多环化合物的合成方法是一种经济高效的绿色合成法，适用于工业生产。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1
在250mL两口瓶中加入70mL盐酸，置于0℃搅拌下加入2-丁烯胺(20g，280mmol)，搅拌10min后缓慢滴加配置好的亚硝酸钠溶液40mL，保温反应30min得淡黄色液体重氮盐；将制备好的重氮液用亚硫酸氢钠(58.5g，562.4mmol)还原，升温至60℃反应2h，再向反应液中滴加2-丁酮(20.1g，280mmol)，反应2h后过滤得粗产品，粗产品经水溶液洗至中性，干燥后得式1产物，30.6g，收率88.3％。
实施例2
在250mL两口瓶中加入27mL稀盐酸，置于0℃搅拌下加入苯胺(6g，64.5mmol)，搅拌10min后缓慢滴加配置好的亚硝酸钠溶液12mL，保温反应30min得淡黄色液体重氮盐；将制备好的重氮液用亚硫酸氢钠(23.5g，225.8mmol)还原，升温至60℃反应2h，再向反应液中滴加2-茚酮(9.4g，71mmol)，反应2h后过滤得粗产品，粗产品经水溶液洗至中性，干燥后得式2产物，11.2g，收率85％。
实施例3
在250mL两口瓶中加入88mL(20％)浓盐酸，置于0℃搅拌下加入苯胺(20g)，搅拌10min后缓慢滴加配置好的亚硝酸钠溶液(40mL)，保温反应30min得淡黄色液体重氮盐；将制备好的重氮液用亚硫酸氢钠(20g)在80℃下反应2h，再向反应液中加1,4-环己二酮(12g)，反应2h后过滤得粗产品，粗产品经水溶液洗至中性，石油醚洗涤，干燥后得式3产物，23.1g，收率85％。
本发明通过上述实施例来说明详细合成方法，但本发明并不局限于上述方法，即不意味着本发明必须依赖上述反应条件才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明反应溶剂催化剂的等效替换及反应具体条件的改变等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：从香蕉花中提取的生物碱类化合物及其提取方法