用酰胺缩醛法合成单(双)长链烷基脒基化合物*

杜 杰, 段 明, 蒋晓慧

(1. 西南石油大学 “油气藏地质及开发工程”国家重点实验室，四川 成都 610500；2. 西华师范大学 化学化工学院，四川 南充 637002)

脒类化合物是重要的有机合成中间体[1]，广泛用作消炎药、除草剂、驱虫药、杀螨剂、利尿药、治疗糖尿病以及心脑血管疾病的药物和抗癌性药物[2～5]。脒基化合物在水环境下能与CO2形成阳离子络合物[6，7]，再通N2形成中性脒基化合物。Liu等[8]最先合成了带有长烷基链“开关”的脒基化合物，将其用作表面活性剂，利用CO2和N2实现了原油乳化和破乳，开拓了脒类化合物在石油工业上的新应用。单长链甲脒的合成方法有P2O5催化法[9]和酰胺法[10]，这两种方法比较复杂、副产物多、提纯困难、产率较低，大大限制了脒基化合物的应用。

本文提出了一种简便的合成方法，在氮气保护下，以N,N-二甲基甲酰胺二甲缩醛(1)和初级长链脂肪胺(2a～2d)为原料，采用酰胺缩醛法合成了单(双)长链烷基脒基化合物——N′-烷基-N,N-二甲基甲脒(3a～3d)和N,N′-双烷基甲脒(4a～4d)，产率高于83%，其结构经NMR, IR和MS表征。

Scheme1

该方法具有反应条件温和、反应过程容易控制、产物处理方便、产率高等优点，是合成长链烷基脒的较好方法。

1 实验部分

1．1 仪器与试剂

Bruker 300型核磁共振仪(CDCl3为溶剂,TMS为内标);Nicolet 6700型红外光谱仪(KBr压片);Finnigan LCQDECA型高效液相色谱/质谱联用仪(LC-MS)。

十二胺(2a),十四胺(2b),十六胺(2c),十八胺(2d)和乙腈，分析纯，成都科龙化工试剂厂；1，色谱纯，上海阿拉丁试剂公司。 反应需在无水条件下进行，反应容器和试剂均应作除水处理。

1．2 合成

(1) 3的合成

在反应瓶中加入11.5 g(12.6 mmol)和210.5 mmol， N2保护，搅拌下于80 ℃反应2 h。冷却至室温，减压蒸除甲醇和过量的1得无色液体3a～3d。

(2)4的合成

在反应瓶中加入11.5 g(12.6 mmol)和225.2 mmol， N2保护，搅拌下于85 ℃反应2.5 h。冷却至室温，减压蒸除甲醇和过量的2得无色液体4a；或残余物用乙腈重结晶，减压抽滤，滤饼干燥得白色固体4b～4d。

3a: 产率83%;1H NMRδ: 0.86(t, 3H, CH2CH3), 1.24(m, 18H, C9H18), 1.48(s, 2H, NCH2CH2), 2.81(s, 6H, NCH3), 3.19(t, 2H, NCH2), 7.24(s, 1H, N=CH);13C NMRδ: 13.93, 22.52, 26.75, 29.11～29.49(multiple), 31.76, 32.67, 36.98, 56.12, 154.69; IRν: 722, 1 065, 1 104, 1 261, 1368, 1656(C=N), 2 853, 2 924 cm-1; LC-MS: Calcd for C15H32N2240.26, found 241.38。

3b: 产率86%;1H NMRδ: 0.88(t, 3H, CH2CH3), 1.26(m, 22H, C11H22), 1.50(s, 2H, NCH2CH2), 2.83(s, 6H, NCH3), 3.21(t, 2H, NCH2), 7.26(s, 1H, N=CH);13C NMRδ: 13.65, 22.52, 26.86, 29.18～29.51(multiple), 31.74, 32.67, 36.95, 56.15, 154.47; IRν: 721, 1 065, 1 104, 1 261, 1 367, 1 658(C=N), 2 853, 2 923 cm-1; LC-MS: Calcd for C17H36N2268.29, found 268.47。

3c: 产率85%;1H NMRδ: 0.86(t, 3H, CH2CH3), 1.24(m, 26H, C13H26), 1.47(s, 2H, NCH2CH2), 2.80(s, 6H, NCH3), 3.18(t, 2H, NCH2), 7.24(s, 1H, N=CH);13C NMRδ: 13.30， 22.52, 27.10, 29.21～29.55(multiple), 31.77, 32.67, 36.90, 56.20, 154.54; IRν: 720, 1 065, 1 104, 1 261, 1 366, 1 656(C=N), 2 849, 2 917 cm-1; LC-MS: Calcd for C19H40N2296.32, found 297.05。

3d: 产率87%;1H NMRδ: 0.88(t, 3H, CH2CH3), 1.26(m, 30H, C15H30), 1.52(s, 2H, NCH2CH2), 2.83(s, 6H, NCH3), 3.21(t, 2H, NCH2), 7.26(s,1H,N=CH);13C NMRδ: 13.94, 22.54, 27.11, 29.02～29.56(multiple), 31.78, 32.69, 36.88, 56.14, 154.69; IRν: 721, 1 065, 1 104, 1 261, 1 367, 1 655(C=N), 2 851, 2 920 cm-1; LC-MS: Calcd for C21H44N2324.35, found 325.66。

4a: 产率85%;1H NMRδ: 0.90(t, 6H, CH3), 1.27(s, 36H, C9H18), 1.52(s, 4H, NCH2CH2), 3.18(t, 4H, NCH2), 7.36(s, 1H, N=CH);13C NMRδ: 13.98, 22.57, 26.98, 29.24～29.55(multiple), 31.16, 31.80, 77.12, 152.07; IRν: 720, 1 375, 1 469, 1 665(N=C), 2 848, 2 915, 3 292 cm-1; LC-MS: Calcd for C25H52N2380.69, found 381.52。

4b: 产率83%, m.p.29 ℃～30 ℃;1H NMRδ: 0.90(t, 6H, CH3), 1.27(s, 44H, C11H22), 1.53(s, 4H, NCH2CH2), 3.18(t, 4H, NCH2), 7.36(s, 1H, N=CH);13C NMRδ: 13.68, 22.58, 26.94, 29.14～29.54(multiple), 31.21, 31.82, 77.11, 151.99; IRν: 715, 1 375, 1 466, 1 665(N=C), 2 843, 2 922, 3 231 cm-1; LC-MS: Calcd for C29H60N2436.48, found 437.63。

4c: 产率86%, m.p.35 ℃～36 ℃;1H NMRδ: 0.89(t, 6H, CH3), 1.27(s, 52H, C13H26), 1.57(s, 4H, NCH2CH2), 3.22(t, 4H, NCH2), 7.33(s, 1H, N=CH);13C NMRδ: 14.00, 22.58, 26.97, 29.25～29.59(multiple), 31.25, 31.82, 77.10, 151.80; IRν: 719, 1 375, 1 466, 1 665(N=C), 2843, 2 918, 3 175 cm-1; LC-MS: Calcd for C33H68N2492.54, found 493.66。

4d:产率87%, m.p.40 ℃～41 ℃;1H NMRδ: 0.90(t, 6H, CH3), 1.27(s, 60H, C15H30), 1.52(s, 4H, NCH2CH2), 3.18(t, 4H, NCH2), 7.36(s, 1H, N=CH);13C NMRδ: 13.99, 22.57, 26.74, 29.12～29.58(multiple), 31.30, 31.81, 77.11, 152.38; IRν: 715, 1 375, 1 470, 1 661(N=C), 2 847, 2 913, 3 196 cm-1; LC-MS: Calcd for C37H76548.60, found 549.72。

2 结果与讨论

表 1 r对产率的影响*Table 1 Effect of r on the yields

*反应条件同1.2

反应条件同1.2,以3c和4c为例,考察原料摩尔比[r=n(2) ∶n(1)]对产率的影响,结果见表1。从表1可以看出，当r=1.0 ∶1.2时，3c产率最高；当r=2 ∶1时，4c产率最高。

[1] Stephem C Fields, Marshall H Parker, W Randal Erickson. A simple route to unsymmetrically substituted 1,2,4,5-tetrazines[J].J Org Chem,1994,59(26):8284-8287.

[2] Nestruzzi C, Gambar R. Antitumor activity oftrans-dermally delivered aromatic tetra-amidines[J].J Controlled Release,1994,29(1-2):53-56.

[3] Gambar R, Nastruzzi C. Biochem Pharmacol.DNA-binding activity and biological effects of aromatic polyamidines[J].Biochemical Pharmacology,1994,47(4):599-610.

[4] 秦芳,杨静,文辉. 芳基、芳甲基及哌嗪基脒类化合物的设计与合成及5-HT和NE重摄取双重抑制活性[J].高等学校化学学报,2009,30(5):938-944.

[5] 张成华,薛英,郭勇.N-二(对氟苄基)-N′-(2′,3′-二脱氧-3′-硫代胞苷)甲脒水解反应的理论研究[J].高等学校化学学报,2008,29(12):2354-2359.

[6] Jessop P G, Heldebrant D J, Xiangwang L. Reversible nonpolar-to-polar solvent[J].Nature,2005,(436):1102.

[7] Heldebrant D J, Jessop P G, Thomas C A. The reaction of 1,8-diazabicyclo-[5.4.0]-undec-7-ene(DBU) with carbon dioxide[J].J Org Chem,2005,(70):5335-5338.

[8] Yingxin Liu, Philip G Jessop. Michael cunningham.Switchable surfactants[J].Science, 2006,313:958-960.

[9] Hang E, Kantlchner W. A facile synthese forN,N,N′-trisubstituted amidine[J].Synthesis,1983,(1):35-37.

[10] Erik B Pedersen. A facile synthesis of acaricide-insecticide and defoliantN′,N″-dimethylformamidines[J].Synthesis,1979,(7):546-547.