一种苯并内酰胺类化合物的合成方法
阅读说明：本技术 一种苯并内酰胺类化合物的合成方法 (Synthetic method of benzo lactam compound ) 是由 傅颖 李瑞娟 李明鹏 于 2021-01-12 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种苯并内酰胺类化合物的合成方法,是在乙酸与水的混合溶剂中,以对苯二酚与N-烷基-4-哌啶酮为原料,酞菁铁(II)作为光敏剂,在O_2氛围、白光照射下室温反应12~36 h后纯化而得。本发明将对苯二酚与N-烷基-4-哌啶酮在光催化的条件下,通过交叉脱羟基胺化的方法合成苯并内酰胺类化合物,首次实现了叔胺用于苯酚的胺化,具有反应成本低,合成效率高,合成操作简便,反应条件温和,且具有很高的化学和区域选择性。(The invention provides a method for synthesizing a benzo lactam compound, which comprises the step of dissolving hydroquinone and water in a mixed solvent of acetic acid and water N -alkyl-4-piperidones as starting materials, iron (II) phthalocyanine as photosensitizer, in O 2 Reacting at room temperature for 12-36 h under the irradiation of atmosphere and white light, and purifying to obtain the product. The invention relates to the reaction of hydroquinone with N The benzo lactam compound is synthesized by the cross dehydroxylation amination method of the-alkyl-4-piperidone under the photocatalysis condition, the tertiary amine is used for amination of phenol for the first time, and the method has the advantages of low reaction cost, high synthesis efficiency, simple and convenient synthesis operation, mild reaction condition and high chemical and regioselectivity.)
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，涉及一种苯并内酰胺类化合物的合成方法，其涉及一种可见光促进对苯二酚与N-烷基-4-哌啶酮，通过脱羟基交叉胺化反应合成苯并内酰胺类化合物的方法。
背景技术
苯并内酰胺类化合物在天然产物化学和药物研究等领域中得到了广泛的应用。例如，Benzazepril是用于治疗高血压的一种血管紧张素转化酶抑制剂[J. Clin. Invest.,1987, 80, 867-874]。（±）-z-Clausenamide被发现存在于芸苔属植物龙骨的叶子中，它能够保护肝脏，并且能够缓解人的健忘[Chin. Chem. Lett., 1991, 2, 291-292]。Alsterpaullone是一种细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂[Eur. J. Biochem., 2000, 267,5983–5994.]。因此，合成苯并内酰胺类化合物成为近年来化学家们研究的热点之一。然而，由于这些中等大小的杂环在合成的过程中跨环相互作用具有很大的难度。所以，合成此类化合物的方法文献报道相对较少，例如分子内羰基化[J. Am. Chem. Soc., 2005, 127,14776-14784]、闭环易位[Med. Chem., 2004, 12, 4375-4385]和环化反应[Org. Lett,2007 , 9, 1387-1390]。因此，开发一种简单、高效的方法合成苯并内酰胺类化合物是很有必要的。
近年来，氨基酚广泛存在于药物中，在天然产物中也广泛存在。因此，苯酚的氧化胺化[Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 4102-4104]（C-N键的形成）受到了广泛的关注[J. Med. Chem., 2013, 56, 4104-4115]。然而，由于叔烷基胺中的C-N键的解离能较高[Acc. Chem. Res., 2003, 36, 255-263]，它很少参与这种转化。因此，目前大多数的苯酚胺化的方法仅限于伯胺和仲胺。
苯并内酰胺类化合物的结构式如下：
式中R1为烷基、卤素中的一种或几种，R2为C1~C20的烷基、苄基、烯丙基、苯丙基、炔丙基、酯基中的一种。
发明内容
本发明的目的是提供一种苯并内酰胺类化合物的合成方法。
本发明苯并内酰胺类化合物的合成方法，是在乙酸与水的混合溶剂中，以对苯二酚与N-烷基-4-哌啶酮为原料，酞菁铁(II)作为光敏剂，在O2氛围、白光照射下室温反应12~36 h后纯化而得，其合成路线如下：
所述对苯二酚的结构式如下：
R1为烷基、卤素中的一种或几种。
所述N-甲基-4-哌啶酮的结构式如下：
R2为C1~C20的烷基、苄基、烯丙基、苯丙基、炔丙基、酯基中的任何一种。
所述对苯二酚与N-烷基-4-哌啶酮的摩尔比为1:1~1:2（优选1:1.5）。
所述光敏剂酞菁铁(II)的用量为对苯二酚摩尔量的1~3%（优选2%）。
所述混合溶剂中，乙酸与水的比例为1:1~1:3（优选1:2）。
本发明制备的产物经波谱表征，确证了所合成的化合物即为目标化合物。
本发明合成方法相对现有技术具有以下优点：
1、本发明将对苯二酚与N-烷基-4-哌啶酮通过交叉脱羟基胺化的方法合成苯并内酰胺类化合物，首次实现了叔胺用于苯酚的胺化，具有很高的化学和区域选择性；
2、在光照条件下完成反应，合成效率高，反应条件温和，操作简便，成本低。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明苯并内酰胺类化合物的合成做进一步的说明。
实施例1：8-羟基-1-甲基-5,6-二氢苯并[b]偶氮辛-2,4（1H，3H）-二酮
在10 mL反应管中加入对苯二酚（55 mg ，0.5 mmol），N-甲基-4-哌啶酮（86 mg，0.75 mmol），光敏剂酞菁铁(II)（11.4 mg，2 mmol %），乙酸（1 mL）水（2ml）的混合溶剂。在氧气氛围、室温、5 W 的 LED 白灯照射下使反应混合物反应 36 小时。完成后，将反应混合物用NaHCO3水溶液淬灭，然后加乙酸乙酯（10 mL）溶解反应体系，依次用水（2×10 mL）和盐水（10 mL）洗涤。用乙酸乙酯（10 mL）进一步萃取水相并如前洗涤。合并有机相，用无水Na2SO4干燥并浓缩。通过硅胶柱色谱法纯化，8-羟基-1-甲基-5,6-二氢苯并[b]偶氮辛-2,4（1H，3H）-二酮 74.5 mg，产率68％。
该化合物的核磁数据如下：1H NMR (600 MHz, CDCl3) δ (ppm): 7.23 (dd, J =8.9, 2.8 Hz, 1H), 7.08 (d, J = 2.7 Hz, 1H), 6.99 (dd, J = 8.8, 2.3 Hz, 1H),3.22 (td, J = 9.3, 8.7, 4.9 Hz, 1H), 3.10 – 3.06 (m, 1H), 2.85 – 2.79 (m,1H), 2.70 (q, J = 8.3 Hz, 1H), 2.50 (s, 3H), 2.38 (ddd, J = 13.6, 8.4, 4.9Hz, 1H), 2.27 – 2.21 (m, 1H).13C NMR (151 MHz, CDCl3) δ (ppm): 202.1 , 166.3 ,152.0 , 128.2 , 120.2 , 114.1 , 108.0 , 95.5 , 65.0 , 55.7 , 41.9 , 36.5.HRMS (ESI) m/z: Calcd for C12H13NO3 [M+H]+ 220.0968; Found 220.0966.
实施例2：8-羟基-1-（3-苯丙基）-5,6-二氢苯并[b]偶氮-2,4（1H，3H）-二酮
在10 mL反应管中加入对苯二酚（55 mg , 0.5 mmol），1-(3-苯基丙基)-哌啶-4-酮（162.8 mg, 0.75 mmol），光敏剂酞菁铁(II)（11.4 mg, 2 mmol %），乙酸（1 mL）水（2ml）的混合溶剂。在氧气氛围、室温、5 W的 LED 白灯照射下使反应混合物反应 36 小时。完成后，将反应混合物用NaHCO3水溶液淬灭，然后加乙酸乙酯（10 mL）溶解反应体系，依次用水（2×10 mL）和盐水（10 mL）洗涤。用乙酸乙酯（10 mL）进一步萃取水相并如前洗涤。合并有机相，用无水Na2SO4干燥并浓缩。通过硅胶柱色谱法纯化，8-羟基-1-（3-苯丙基）-5,6-二氢苯并[b]偶氮-2,4（1H，3H）-二酮84.1 mg，产率52％。
该化合物的核磁数据如下：1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm): 7.26 (d, J =7.2 Hz, 1H), 7.23 (d, J = 7.3 Hz, 1H), 7.21 – 7.18 (m, 1H), 7.15 (d, J = 7.5Hz, 3H), 7.07 (d, J = 2.8 Hz, 1H), 6.96 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.21 (td, J =8.4, 4.7 Hz, 1H), 3.10 (d, J = 10.9 Hz, 1H), 2.75 (d, J = 10.7 Hz, 1H), 2.62(dt, J = 16.1, 7.6 Hz, 5H), 2.34 (ddd, J = 13.4, 8.4, 4.8 Hz, 1H), 2.20 (dt,J = 14.3, 7.5 Hz, 1H), 1.88 (p, J = 7.7 Hz, 2H).13C NMR (151 MHz,CDCl3) δ(ppm): 202.6, 166.5, 151.8, 141.7, 128.3, 128.3, 128.3, 128.3, 125.9, 125.9,120.2, 114.2, 108.0, 95.2, 63.4, 55.5, 53.8, 35.9, 33.7, 30.0.HRMS (ESI) m/z:Calcd for C20H21NO3 [M+H]+ 324.1594; Found 324.1592.
实施例3：8-羟基-1-异丙基-5,6-二氢苯并[b]偶氮辛-2,4（1H，3H）-二酮
在10 mL反应管中加入对苯二酚（55 mg , 0.5 mmol），N-异丙基-4-哌啶酮（105.8mg, 0.75 mmol），光敏剂酞菁铁(II)（11.4 mg, 2 mmol %），乙酸（1 mL）水（2ml）的混合溶剂。在氧气氛围、室温、5 W的 LED 白灯照射下使反应混合物反应 36 小时。完成后，将反应混合物用NaHCO3水溶液淬灭，然后加乙酸乙酯（10 mL）溶解反应体系，依次用水（2×10 mL）和盐水（10 mL）洗涤。用乙酸乙酯（10 mL）进一步萃取水相并如前洗涤。合并有机相，用无水Na2SO4干燥并浓缩。通过硅胶柱色谱法纯化，8-羟基-1-异丙基-5,6-二氢苯并[b]偶氮辛-2,4（1H，3H）-二酮66.7 mg，产率54％。
该化合物的核磁数据如下：1H NMR (600 MHz, CDCl3) δ (ppm): 7.23 (dd, J =8.9, 2.8 Hz, 1H), 7.10 (d, J = 2.7 Hz, 1H), 6.97 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 3.30 –3.24 (m, 1H), 3.18 (d, J = 10.8 Hz, 1H), 2.80 (d, J = 10.9 Hz, 1H), 2.68 (td,J = 8.9, 7.3 Hz, 1H), 2.58 (p, J = 6.3 Hz, 1H), 2.34 (ddd, J = 13.6, 8.6, 4.9Hz, 1H), 2.24 – 2.16 (m, 1H), 1.17 (d, J = 6.3 Hz, 3H), 1.14 (d, J = 6.3 Hz,3H).13C NMR (151 MHz, CDCl3) δ (ppm): 202.5 , 166.4 , 151.7 , 128.3 , 120.2 ,114.1 , 108.2 , 95.1 , 61.5 , 55.0 , 51.6 , 35.8 , 21.3 , 21.2 .HRMS (ESI) m/ z: Calcd for C14H17NO3 [M+H]+ 248.1281; Found 248.1280.
实施例4：1-环丙基-8-羟基-5,6-二氢苯并[b]偶氮辛-2,4（1H，3H）-二酮
在10 mL反应管中加入对苯二酚（55 mg , 0.5 mmol），N-环丙基-4-哌啶酮（104.3mg, 0.75 mmol），光敏剂酞菁铁(II)（11.4 mg, 2 mmol %），乙酸（1 mL）水（2ml）的混合溶剂。在氧气氛围、室温、5 W的 LED 白灯照射下使反应混合物反应 36 小时。完成后，将反应混合物用NaHCO3水溶液淬灭，然后加乙酸乙酯（10 mL）溶解反应体系，依次用水（2×10 mL）和盐水（10 mL）洗涤。用乙酸乙酯（10 mL）进一步萃取水相并如前洗涤。合并有机相，用无水Na2SO4干燥并浓缩。通过硅胶柱色谱法纯化，1-环丙基-8-羟基-5,6-二氢苯并[b]偶氮辛-2,4（1H，3H）-二酮67.7 mg，产率55％。
该化合物的核磁数据如下：1H NMR (600 MHz, CDCl3) δ (ppm): 7.20 (dd, J =8.9, 2.8 Hz, 1H), 7.06 (d, J = 2.8 Hz, 1H), 6.99 (d, J = 8.8 Hz, 1H), 3.26(td, J = 8.7, 5.1 Hz, 1H), 3.15 (d, J = 11.1 Hz, 1H), 2.96 (d, J = 11.0 Hz,1H), 2.85 (q, J = 8.4 Hz, 1H), 2.34 (ddd, J = 11.5, 8.5, 4.2 Hz, 1H), 2.22 –2.12 (m, 1H), 1.84 (dt, J = 7.1, 3.1 Hz, 1H), 0.63 – 0.44 (m, 4H).13C NMR (151MHz, CDCl3) δ (ppm): 166.6 , 151.0 , 135.0 , 127.6 , 120.4 , 114.2 , 108.0 ,95.9 , 63.5 , 53.7 , 36.2 , 35.5 , 5.9 , 5.8 .HRMS (ESI) m/z: Calcd forC14H15NO3 [M+H]+ 246.1125; Found 246.1126.
实施例5：1-烯丙基-8-羟基-5,6-二氢苯并[b]偶氮-2,4（1H，3H）-二酮
在10 mL反应管中加入对苯二酚（55 mg , 0.5 mmol），N-烯丙基-4-哌啶酮（104.4mg, 0.75 mmol），光敏剂酞菁铁(II)（11.4 mg, 2 mmol %），乙酸（1 mL）水（2ml）的混合溶剂。在氧气氛围、室温、5 W的 LED白灯照射下使反应混合物反应 36 小时。完成后，将反应混合物用NaHCO3水溶液淬灭，然后加乙酸乙酯（10 mL）溶解反应体系，依次用水（2×10 mL）和盐水（10 mL）洗涤。用乙酸乙酯（10 mL）进一步萃取水相并如前洗涤。合并有机相，用无水Na2SO4干燥并浓缩。通过硅胶柱色谱法纯化，1-烯丙基-8-羟基-5,6-二氢苯并[b]偶氮-2,4（1H，3H）-二酮 53.9 mg ，产率44％。
该化合物的核磁数据如下：1H NMR (600 MHz, CDCl3) δ (ppm): 7.21 (dd, J =8.9, 2.8 Hz, 1H), 7.06 (d, J = 2.8 Hz, 1H), 6.98 (d, J = 8.9 Hz, 1H), 6.00 –5.89 (m, 1H), 5.26 (dq, J = 17.1, 1.5 Hz, 1H), 5.18 (dd, J = 9.8, 1.3 Hz,1H), 3.36 – 3.28 (m, 2H), 3.28 – 3.22 (m, 1H), 3.14 (d, J = 11.3 Hz, 1H),2.86 (d, J = 11.3 Hz, 1H), 2.78 (ddd, J = 9.7, 8.4, 6.9 Hz, 1H), 2.36 (ddd, J= 13.9, 8.4, 5.5 Hz, 1H), 2.22 (dtd, J = 14.0, 7.7, 7.3, 1.2 Hz, 1H), 2.09(s, 1H).13C NMR (151 MHz, CDCl3) δ (ppm): 201.8 , 166.3 , 151.6 , 133.8 ,127.9 , 120.2 , 118.9 , 114.2 , 108.0 , 94.9 , 62.4 , 58.5 , 53.2 , 35.8.HRMS (ESI) m/z: Calcd for C14H15NO3 [M+H]+ 246.1125; Found 246.1124.
实施例6：2-（8-羟基-2,4-二氧基-3,4,5,6-四氢苯并[b]偶氮-1（2H）-基）乙酸乙酯
在10 mL反应管中加入对苯二酚（55 mg , 0.5 mmol），2-(4-氧哌啶-1-基）乙酸乙酯（138.8 mg, 0.75 mmol），光敏剂酞菁铁(II)（11.4 mg, 2 mmol %），乙酸（1 mL）水（2ml）的混合溶剂。在氧气氛围、室温、5 W的 LED 白灯照射下使反应混合物反应 36 小时。完成后，将反应混合物用NaHCO3水溶液淬灭，然后加乙酸乙酯（10 mL）溶解反应体系，依次用水（2×10 mL）和盐水（10 mL）洗涤。用乙酸乙酯（10 mL）进一步萃取水相并如前洗涤。合并有机相，用无水Na2SO4干燥并浓缩。通过硅胶柱色谱法纯化，2-（8-羟基-2,4-二氧基-3,4,5,6-四氢苯并[b]偶氮-1（2H）-基）乙酸乙酯78.6 mg ，产率54％。
该化合物的核磁数据如下：1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ (ppm): 7.32 – 7.21(m, 1H), 7.10 (dd, J = 2.8, 1.3 Hz, 1H), 6.97 (dd, J = 8.9, 1.3 Hz, 1H), 4.32– 4.02 (m, 2H), 3.49 (dd, J = 8.9, 1.3 Hz, 1H), 3.38 (d, J = 1.3 Hz, 1H),3.24 (d, J = 10.8 Hz, 1H), 3.04 – 2.77 (m, 2H), 2.53 (s, 1H), 2.44 – 2.27 (m,1H), 2.22 (dt, J = 13.9, 7.1 Hz, 1H), 1.27 (td, J = 7.0, 1.3 Hz, 3H).13C NMR(151 MHz, CDCl3) δ (ppm): 202.3 , 170.3 , 166.4 , 151.7 , 128.0 , 120.1 ,114.1 , 107.9 , 95.4 , 62.8 , 60.9 , 55.9 , 53.5 , 52.8 , 14.1 .HRMS (ESI) m/ z: Calcd for C15H17NO5 [M+H]+ 292.1179; Found 292.1178.
实施例7：8-羟基-1,9,10-三甲基-5,6-二氢苯并[b]偶氮-2,4（1H，3H）-二酮
在10 mL反应管中加入2,3-二甲基对苯二酚（69 mg , 0.5 mmol），N-甲基-4-哌啶酮（86 mg, 0.75 mmol），光敏剂酞菁铁(II)（11.4 mg, 2 mmol %），乙酸（1 mL）水（2 ml）的混合溶剂。在氧气氛围、室温、5 W的 LED 白灯照射下使反应混合物反应 36 小时。完成后，将反应混合物用NaHCO3水溶液淬灭，然后加乙酸乙酯（10 mL）溶解反应体系，依次用水（2×10 mL）和盐水（10 mL）洗涤。用乙酸乙酯（10 mL）进一步萃取水相并如前洗涤。合并有机相，用无水Na2SO4干燥并浓缩。通过硅胶柱色谱法纯化，8-羟基-1,9,10-三甲基-5,6-二氢苯并[b]偶氮-2,4（1H，3H）-二酮79.1 mg ，产率64％。
该化合物的核磁数据如下：1H NMR (600 MHz, CDCl3) δ (ppm): 6.83 (s, 1H),3.16 (td, J = 8.6, 4.2 Hz, 1H), 3.00 (d, J = 10.6 Hz, 1H), 2.69 (d, J = 10.6Hz, 1H), 2.57 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 2.45 (s, 3H), 2.33 (ddd, J = 13.8, 8.3,4.3 Hz, 2H), 2.25 (s, 3H), 2.23 (s, 3H).13C NMR (151 MHz, CDCl3) δ (ppm):202.7 ,165.9 , 149.7 , 137.0 , 122.8 , 116.6 , 103.9 , 63.6 , 58.1 , 54.2 ,36.1 , 21.8 , 12.0 , 11.3 .HRMS (ESI) m/z: Calcd for C14H17NO3 [M+H]+ 248.1281;Found 248.1279.
实施例8：7,10-二溴-8-羟基-1-甲基-5,6-二氢苯并[b]偶氮-2,4（1H，3H）-二酮
在10 mL反应管中加入2,5-二溴对苯二酚（133.95 mg , 0.5 mmol），N-甲基-4-哌啶酮（86 mg, 0.75 mmol），光敏剂酞菁铁(II)（11.4 mg, 2 mmol %），乙酸（1 mL）水（2 ml）的混合溶剂。在氧气氛围、室温、5 W的 LED 白灯照射下使反应混合物反应 36 小时。完成后，将反应混合物用NaHCO3水溶液淬灭，然后加乙酸乙酯（10 mL）溶解反应体系，依次用水（2×10 mL）和盐水（10 mL）洗涤。用乙酸乙酯（10 mL）进一步萃取水相并如前洗涤。合并有机相，用无水Na2SO4干燥并浓缩。通过硅胶柱色谱法纯化，7,10-二溴-8-羟基-1-甲基-5,6-二氢苯并[b]偶氮-2,4（1H，3H）-二酮131.2 mg ，产率70％。
该化合物的核磁数据如下：1H NMR (600 MHz, CDCl3) δ (ppm): 7.54 (s, 1H),3.20 – 3.12 (m, 1H), 3.08 (d, J = 11.0 Hz, 1H), 2.79 (d, J = 10.9 Hz, 1H),2.65 (dt, J = 9.2, 7.8 Hz, 1H), 2.47 (s, 3H), 2.38 (ddd, J = 13.9, 8.1, 4.7Hz, 1H), 2.33 – 2.25 (m, 1H).13C NMR (151 MHz, CDCl3) δ (ppm): 199.5 , 163.9 ,152.9 , 148.7 , 128.4 , 118.9 , 110.0 , 105.9 , 103.0 , 97.4 , 65.4 , 55.9 ,41.8 , 37.0 .HRMS (ESI) m/z: Calcd for C12H11Br2NO3 [M+H]+ 375.9178; Found375.9175.
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