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1-苯基-5-庚炔酮肟及其衍生物的合成(Ⅱ)

2013-08-14许航线王存德

化学与生物工程 2013年7期
关键词:烯丙基氧基苯基

许航线,孙 倩,王存德

(1.陕西国防工业职业技术学院化学工程学院,陕西 西安710300;2.宿迁市出入境检验检疫局,江苏 宿迁223800;3.扬州大学化学化工学院,江苏 扬州225000)

肟类化合物具有优良的杀虫、杀菌、除草、抗植物病毒[1]、抑制芳香酶[2]、避孕[3]、抗癌[4]等生物活性,不少品种还具有低毒、低残留等优点,广泛应用于医药、农药等领域。研究表明,肟基团的存在是这类化合物具有生物活性的主要原因。此外,文献报道炔基类化合物亦具有良好的生物活性,如对亚洲玉米螟5龄幼虫具有拒食活性[5],对多种病原菌、传病蚊虫[6]、植物线虫[7]和某些杂食性和寡食性鳞翅目昆虫除具有光活化致毒作用外,还具有产卵忌避和抑制生长发育的作用[8,9]。为此,作者以 2-甲基-1,3-环己二酮为原料经三氟甲磺酰化、开环、肟基化、醚化等反应合成出了1-苯基-5-庚炔酮肟及其衍生物,以期通过后续生物活性研究,发现具有良好生物活性的小分子炔基酮肟类化合物。

a.Tf2O,Pyridine,DCM,N2,rt,24h b.PhLi(1.8mol·L-1),Bu2O,THF,N2,0°C,12hc.H2NOH·HCl,NaOAc,CH3CN,reflux,60min d.Allylic bromide,NaH,THF,N2,rt,30mine.ClCH2COCl,Pyridine,CH2Cl2,N2,0℃,30min,rt,60min

1-苯基-5-庚炔酮肟及其衍生物的合成路线如图1所示。

1 实验

1.1 试剂与仪器

三氟甲磺酸酐(Tf2O)、2-甲基-1,3-环己二酮、正己烷、乙酸乙酯、苯基锂(PhLi)、氯化铵、盐酸羟胺、无水醋酸钠、乙腈、无水硫酸钠、乙醚、氢化钠、甲醇、丙酮、烯丙基溴、氯乙酰氯、吡啶、二氯甲烷(DCM)、叔丁基醚(Bu2O)、四氢呋喃(THF)。

Tensor 27型红外光谱仪(KBr压片法,检测范围4000~400cm-1)、Advance 600型核磁共振仪(CDCl3为溶剂,TMS为内标),瑞士Bruker公司;XT-4型双目显微熔点测定仪,北京泰克仪器有限公司;240C型元素分析测定仪,Perkin-Elmer。

1.2 合成

1.2.1 2-甲基-3-三氟甲磺酰氧基-2-环烯己酮(Ⅱ)的合成

在-78℃、氮气保护下,用干净的注射器将0.96 mL(5.82mmol)三氟甲磺酸酐加入到670mg(5.30 mmol)2-甲 基-1,3-环 己 二 酮 (Ⅰ )、460mg(5.82 mmol)吡啶和50mL干燥二氯甲烷的混合溶液中。当混合物达到环境温度后搅拌反应24h。蒸发溶剂,粗产品用柱层析 (正己烷∶乙酸乙酯=3∶1)提纯,得到无色油状液体即2-甲基-3-三氟甲磺酰氧基-2-环烯己酮(Ⅱ)1.30g,收率95%。

1.2.2 1-苯甲酰基-5-庚炔酮(Ⅲ)的合成

在-78℃下,将0.31mL(0.55mmol,1.8mol·L-1in Bu2O)苯基锂在 30min内滴加至 0.142g(0.55mmol)化合物Ⅱ的 THF溶液(2mL)中,然后在0℃、氮气保护下反应12h。加入氯化铵饱和溶液淬灭反应,混合物用25mL乙酸乙酯萃取。有机相用水和盐水洗,用硫酸钠干燥,过滤,浓缩。残留物用硅胶柱(正己烷∶醚=50∶1)提纯,得到淡黄色油状液体即1-苯甲酰基-5-庚炔酮(Ⅲ)88mg,收率94%。

1.2.3 1-苯基-5-庚炔酮肟(Ⅳ)

将373mg(2.0mmol)化合物Ⅲ加入到278mg(4.0mmol)H2NOH· HCl、392mg(4.0mmol)NaOAc和15mL CH3CN的混合物中,回流反应60min。冷却至室温,将混合物倒入25mL冰水中,用25mL乙酸乙酯萃取。有机相用水和盐水洗,硫酸钠干燥,过滤,浓缩。残留物用柱层析(正己烷∶乙酸乙酯=10∶1)提纯,得到白色晶体即1-苯基-5-庚炔酮肟(Ⅳ)386.42mg,收率96%,熔点(正己烷)69~70℃。

1.2.4 1-苯基-5-庚炔-O-烯丙基肟(Ⅴ)

将201mg(1.0mmol)化合物Ⅳ和324mg(5.0 mmol)37%NaH溶于10mL干燥THF中,在室温、氮气保护下加入242mg(2.0mmol)烯丙基溴,在氮气保护下反应30min。在0℃下加入2.0mL甲醇淬灭反应,用35mL乙醚萃取,有机相用水和盐水洗,硫酸钠干燥,过滤,浓缩。残留物用硅胶柱(正己烷∶二氯甲烷=1∶1)提纯,得到油状液体即1-苯基-5-庚炔-O-烯丙基肟(Ⅴ)236mg,收率98%。

1.2.5 1-苯基-5-庚炔-O-(2-氯乙酰氧基)肟(Ⅵ)

在0℃、氮气保护下,将181mg(1.6mmol)氯乙酰氯加入到201mg(1mmol)化合物Ⅳ、160mg(2mmol)无水吡啶和10mL干燥二氯甲烷的溶液中,搅拌反应30min,再在室温、氮气保护下搅拌反应60min。反应结束后,用乙醚 (50mL)稀释混合物,水洗有机相,静置。有机相用 NaHCO3和盐水洗,硫酸钠干燥,过滤,浓缩。残留物用柱层析(正己烷∶二氯甲烷=1∶2)提纯,得到油状液体即1-苯基-5-庚炔-O-(2-氯乙酰氧基)肟(Ⅵ)234mg,收率84%。

2 结果与讨论

2.1 中间体及目标化合物的结构表征

2-甲基-3-三氟甲磺酰氧基-2-环烯己酮(Ⅱ):IR,ν,cm-1:1693,1669,1422,1243,1213,1139;1HNMR(CDCl3,600MHz),δ:1.86 (t,J=2.1Hz,3H),2.14~2.04(m,2H),2.52~2.47(m,2H),2.79~2.73(m,2H);13CNMR(CDCl3,150MHz),δ:197.5,162.1,128.0,118.3(q,J=319Hz),36.5,28.7,20.6,9.0;C8H9F3O4S元素分析实测值(理论值):C 37.21(37.21),H 3.51(3.51)。

1-苯甲 酰 基-5-庚 炔 酮 (Ⅲ):IR,ν,cm-1:3061,1688,1597,1448,1230,746,690;1HNMR(CDCl3,600 MHz),δ:1.75(t,J=2.4Hz,3H),1.90(m,2H),2.24(m,2H),3.07(t,J=7.2Hz,2H),7.43(m,2H),7.50(m,1H),7.96(m,2H);13CNMR(CDCl3,150MHz),δ:199.4,136.9,132.7,128.4(2C),127.9(2C),78.3,76.2,37.1,23.4,18.1,3.2;C13H14O 元素分析实测 值 (理论值):C 83.64(83.83),H 7.50(7.58)。

1-苯基-5-庚炔酮肟(Ⅳ):IR,ν,cm-1:3247,1626,1598,1575,1455,932,761,694;1HNMR(CDCl3,600 MHz),δ:1.77(m,5H),2.21(m,2H),2.91(dt,J=7.5Hz,5.7Hz,2H),7.42~7.35(m,3H),7.64~7.60(m,2H),9.88(s,1H);13CNMR(CDCl3,150 MHz),δ:159.3,135.8,129.3,128.7(2C),126.4(2C),78.7,76.3,25.9,19.1,3.5;C13H15ON 元素分析实测值(理论值):C 77.50(77.58),H 7.68(7.51)。

1-苯基-5-庚 炔-O-烯 丙 基 肟 (Ⅴ ):IR,ν,cm-1:3080,3061,3020,1646,1596,1569,1496,1444,1033,1002,922,763,694;1HNMR(CDCl3,600MHz),δ:1.74(m,2H),1.77(t,J=2.7Hz,3H),2.18(m,2H),2.85(m,2H),4.68(m,2H),5.30(m,2H),6.03(m,1H),7.34(m,3H),7.65(m,2H);13CNMR(CDCl3,150MHz),δ:158.0,135.7,134.5,128.9,128.3(2C),126.2(2C),116.9,78.5,76.0,74.8,25.9,18.9,3.3;C16H19NO 元素分析实测值(理论值):C 79.50(79.63),H 7.68(7.94),N 5.54(5.80)。

1-苯基-5-庚炔-O-(2-氯乙酰氧基)肟(Ⅵ):IR,ν,cm-1:1779,1610,1570,1496,1233,1128,694;1HNMR(CDCl3,600MHz),δ:1.76(m,2H),1.79(t,J=2.7Hz,3H),2.21(m,2H),2.98 (t,J=7.8Hz,2H),4.32(s,2H),7.44(m,3H),7.75(m,2H);13CNMR(CDCl3,150MHz),δ:167.6,165.5,133.4,131.1,128.9(2C),127.4(2C),78.0,76.8,40.4,27.5,26.2,18.9,3.5;C15H16ClNO2元素分析实测值(理论值):C 64.50(64.87),H 5.55(5.81)。

2.2 讨论

(1)在用烯丙基溴对1-苯基-5-庚炔酮肟进行烯丙基醚化时,为了防止烯丙基溴水解影响反应收率,反应前需通氮气一段时间以除去反应体系中的水分,保证反应体系处于无水状态。在反应结束后用甲醇淬灭时,为了使体系温度不至于过高,选择在冰浴冷却下进行。在用氯乙酰氯进行酰化时,必须用氮气保护,严格控制体系无水。

(2)分析化合物Ⅴ的IR光谱数据发现,化合物Ⅳ在3247cm-1处的肟羟基的吸收峰消失,在3080 cm-1、3061cm-1、3020cm-1处出现烯烃双键氢的伸缩振动吸收峰;化合物Ⅴ的1HNMR图谱中,化合物Ⅳ的肟羟基氢在9.88ppm处的峰消失,在4.68ppm处出现的多重峰为烯丙基亚甲基的两个氢的峰,5.30 ppm处的多重峰为烯丙基末端双键上氢的峰,6.03 ppm处的多重峰为烯丙基末端双键上氢的峰;化合物Ⅴ的13CNMR图谱中,134.5ppm和116.9ppm的峰为烯丙基双键碳的峰。综合上述分析,表明化合物Ⅴ确为目标产物1-苯基-5-庚炔-O-烯丙基肟。

分析化合物Ⅵ的IR光谱数据发现,化合物Ⅳ在3247cm-1处的肟羟基的吸收峰消失;化合物Ⅵ的1HNMR图谱中,化合物Ⅳ的肟羟基氢在9.88ppm处的峰消失,4.32ppm处单峰是羰基旁边亚甲基氢的出峰位置;化合物Ⅵ的13CNMR图谱中,167.6ppm处是羰基碳的出峰位置。综合上述分析,表明化合物Ⅵ确为目标产物1-苯基-5-庚炔-O-(2-氯乙酰氧基)肟。

3 结论

以2-甲基-1,3-环己二酮为原料,经过三氟甲磺酰化、开环、肟基化、醚化合成得到了1-苯基-5-庚炔酮肟及其衍生物1-苯基-5-庚炔-O-烯丙基肟和1-苯基-5-庚炔-O-(2-氯乙酰氧基)肟,每一步反应收率均在90%以上。

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