三氯乙酸催化合成β-烯胺酮类化合物

2014-07-04李江飞王永秋

淮北师范大学学报(自然科学版) 2014年3期

袁慰，李江飞，肖兰，王永秋

（淮北师范大学化学与材料科学学院，安徽淮北 235000）

从广义上讲，β-烯胺酮就是指结构中含有N—C＝C—C＝O 的化合物，也被称为β-氨基-α，β-不饱和酮或烯胺基酮［1］.β-烯胺酮具有共轭结构，使其既具有烯胺的亲核性，又具有烯酮的亲电性.正是由于该物理化学性质不同于一般的酮，所以β-烯胺酮是十分重要的有机合成中间体，常被应用于药物合成，如抗菌药物的合成［2］，抗癌药物的研发［3］，抗痉挛药物的合成［4］等.除此之外，β-烯胺酮也常被应用于合成杂环化合物，如喹啉［5］，四氢苯并噁嗪酮［6］，吡啶酮［7］等.因此合成β-烯胺酮具有现实意义.早在20世纪，Martin［8］研究用β-二羰基化合物与胺反应可以合成β-烯胺酮.近几年，探索有效的催化体系称为研究热点.根据文献报道常用催化剂有 Yb（OTf）3［9］、Zn（ClO4）2·6H2O［10］、ZrCl4［11］、Bi（TFA）3［12］等，但是大多数催化剂都有不足之处，反应原料价格昂贵、反应条件苛刻、产率不高等.

本文采用三氯乙酸作为催化剂，廉价且易获取，操作简单，反应条件温和，是一种绿色催化剂.在三氯乙酸条件下催化β-二酮和芳胺类化合物，合成β-烯胺酮.反应路线如下：

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

WPS-1 型数字熔点仪（温度计未校正）；TLC 进行跟踪反应；Bruker 核磁共振仪（TMS 为内标，400 Hz）；PE-2400 型元素自动分析仪；三氯乙酸，所用试剂均为AR级.

1.2 β–烯胺酮类化合物合成步骤

1.2.1 化合物3a的合成

在25 mL的圆底烧瓶中，加入乙酰丙酮0.3 g（3 mmol）、对甲苯胺0.321 g（3 mmol）、三氯乙酸0.2 g、乙醇10 mL，室温搅拌，TLC跟踪反应.反应结束后抽滤，取滤液，向滤液中加入适量水，冷却结晶.待结晶析出后，减压抽滤，滤饼干燥得β–烯胺酮类化合物3a.

采用上述合成方法，换用不同的R1和R2分别进行室温反应，可得到一系列相关产物.

2 化合物的结构和表征

合成一系列β–烯胺酮类化合物，详见表1.

表1 三氯乙酸催化合成β-烯胺酮类化合物

3a［13］，黄色固体，产率95%，熔点66-67 °C.1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ 12.40（s，1H），7.05-7.23（m，4H），5.17（s，1H），2.34（s，3H），2.08（s，3H），1.96（s，3H）.13C NMR（100 MHz，CDCl3）δ 195.75，160.50，135.99，135.35，129.53，124.74，97.08，77.24，76.92，76.60，28.96，20.75，19.59.Anal.calcd for C，76.16；H，7.99；N，7.40；found C，76.13；H，7.95；N，7.42.

3b［13］，黄色固体，产率 92%，熔点 60-61 °C.1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ 12.42（s，1H），7.32-7.16（m，4H），5.20（s，1H），2.09（s，3H），1.97（s，3H）.13C NMR（100 MHz，CDCl3）δ 189.23，159.55，137.27，130.85，129.09，125.73，125.72，98.00，79.89，29.11，19.65.Anal.calcd for C，63.01；H，5.77；N，6.68；found C，63.00；H，5.75；N，6.65.

3c［13］，黄色固体，产率86%，熔点48-49 °C.1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ 12.49（s，1H），7.45-7.03（m，5H），5.20（s，1H），2.08（s，3H），2.00（s，3H）.13C NMR（100 MHz，CDCl3）δ 189.13，160.13，138.63，128.98，125.45，124.66，97.49，29.08，19.74.Anal.calcd for C，75.40；H，7.48；N，7.99；found C，75.42；H，7.45；N，7.97；

3d，黄色固体，产率89%，熔点193-194 °C.1H NMR（400 MHz，DMSO）δ 12.12（s，1H），9.86（s，1H），7.23-6.66（m，4H），5.13（s，1H），1.95（s，6H）.13C NMR（100 MHz，DMSO）δ 194.57，160.36，150.75，126.50，125.41，119.41，116.15，97.51，40.55 40.34，40.13，39.84，39.72，39.40，39.29，29.20，19.80.Anal.calcd for C，69.09；H，6.85；N，7.32；found C，69.06；H，6.86；N，7.30.

3e，黄色液体，产率93%.1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ 10.78（s，1H），5.07-4.70（m，1H），3.25-2.93（m，2H），2.01-1.80（m，6H），1.50（m，2H），1.01-0.77（m，3H）.13C NMR（101 MHz，CDCl3）δ 194.30，163.02，94.80，23.17，11.15.Anal.calcd for C，68.04；H，10.71；N，9.92；found C，68.05；H，10.70；N，9.90.

3f［14］，黄色固体，产率95%，熔点90-91 °C.1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ 13.04（s，1H），7.87-7.41（m，5H），7.21-7.05（m，4H），5.89（s，1H），2.37（s，3H），2.13（s，3H）.13C NMR（100 MHz，CDCl3）δ 188.38，162.45，140.03，129.62，126.92，124.74，93.78，20.81，20.22.Anal.calcd for C，81.24；H，6.82；N，5.57；found C，81.23；H，6.84；N，5.55.

3g，黄色固体，产率93%，熔点156-157 °C.1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ 13.00（s，1H），8.76（s，1H），7.90-7.32（m，5H），7.32-6.60（m，4H），5.89（s，1H），2.16（s，3H）.13C NMR（100 MHz，CDCl3）δ 188.95，131.03，129.95，128.34，127.01，116.54，111.78，94.36，20.31.Anal.calcd for C，75.87；H，5.97；N，5.53；found C，75.89；H，5.95；N，5.54.

3h［9］，黄色固体，产率86%，熔点178-180 °C.1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ 7.38-7.15（m，5H），6.93（s，1H），5.56（s，1H），2.51（t，J=6.1 Hz，2H），2.34（t，J=6.4 Hz，2H），2.06-1.96（m，2H）.13C NMR（100 MHz，CDCl3）δ 198.22，162.34，138.05，129.19，125.39，123.82，99.55，36.39，29.59，21.74.Anal.calcd for C，76.98；H，7.00；N，7.48；found C，76.97；H，7.03；N，7.47.

3i［14］，黄色固体，产率89%，熔点192-191 °C.1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ 7.36-7.07（m，4H），5.48（s，1H），2.50（t，J=6.0 Hz，2H），2.33（t，J=6.4 Hz，2H），2.01（m，2H）.13C NMR（100 MHz，CDCl3）δ 198.28，162.24，136.68，130.63，129.29，125.03，99.72，36.38，29.48，21.68.Anal.calcd for C，65.02；H，5.46；Cl，15.99；N，6.32；found C，65.00；H，5.47；N，6.33.

3j，黄色固体，产率88%，熔点127-128 °C.1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ 7.38-6.80（m，4H），6.39（s，1H），5.70（s，1H），3.83（s，3H），2.52（t，J=6.0 Hz，2H），2.35（t，J=6.3 Hz，2H），2.03（m，2H）.13C NMR（100 MHz，CDCl3）δ 198.25，160.92，127.32，125.13，123.02，120.54，110.91，100.25，55.51，36.39，30.01，21.74.Anal.calcd for C，71.87；H，6.96；N，6.45；found C，71.89；H，6.95；N，6.43.

3k，黄色固体，产率91%，熔点180-181 °C.1H NMR（400 MHz，Acetone）δ 7.15（t，J=8.0 Hz，1H），6.76（s，1H），6.64（m，2H），5.60（s，1H），2.57（t，J=6.1 Hz，2H），2.25（t，J=6.4 Hz，2H），2.03-1.89（m，2H）.13C NMR（100 MHz，CDCl3）δ 202.30，167.37，163.31，145.32，134.97，118.91，116.79，114.92，103.88，41.36，26.86，4.25.Anal.calcd for C，70.92；H，6.45；N，6.89；found C，70.90；H，6.46；N，6.87.

3l［14］，黄色固体，产率93%，熔点198-199 °C.1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ 7.19-7.08（m，4H），6.50（s，1H），5.51（s，1H），2.33（s，5H），2.19（s，2H），1.09（s，6H）.13C NMR（100MHz，CDCl3）δ 197.60，160.70，135.44，135.32，129.73，123.95，98.21，50.25，43.39，32.70，28.20，20.79.Anal.calcd for C，78.56；H，8.35；N，6.11；found C，78.52；H，8.36；N，6.14.

3m［14］，黄色固体，产率88%，熔点208-209 °C.1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ 7.37-7.04（m，4H），6.44（s，1H），5.52（s，1H），2.34（s，2H），2.22（s，2H），1.11（s，6H）.13C NMR（100 MHz，CDCl3）δ 198.45，136.69，129.35，124.94，98.96，50.24，43.43，32.72，28.19.Anal.calcd for C，67.33；H，6.46；N，5.61；found C，67.35；H，6.45；N，5.63.

3n［14］，黄色固体，产率90%，熔点184-185 °C.1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ 7.38-7.04（m，5H），6.90（s，1H），5.57（s，1H），2.35（s，2H），2.20（s，2H），1.08（s，6H）.13C NMR（100 MHz，CDCl3）δ 197.23，138.17，129.18，125.34，123.75，98.29，50.25，43.37，32.70，28.19.Anal.calcd for C，78.10；H，7.96；N，6.51；found C，78.12；H，7.92；N，6.52.

3o，黄色固体，产率89%，熔点240-241 °C.1H NMR（400 MHz，DMSO）δ 9.54（s，1H），8.69（s，1H），7.27-6.77（m，4H），5.37（s，1H），2.35（s，2H），2.04（s，2H），1.00（s，6H）.13C NMR（100 MHz，DMSO）δ 195.81，160.22，158.30，140.62，130.20，113.72，111.74，109.91，97.41，42.47，32.58，28.29.Anal.calcd for C，72.70；H，7.41；N，6.06；found C，72.73；H，7.40；N，6.07.

3p，黄色固体，产率91%，熔点130-131 °C.1H NMR（400 MHz，CDCl3）δ 7.45-6.85（m，4H），6.23（s，1H），5.76（s，1H），3.86（s，3H），2.38（s，2H），2.25（s，2H），1.13（s，6H）.13C NMR（100 MHz，CDCl3）δ 197.99，158.72，150.50，127.55，124.91，122.56，120.60，110.82，99.24，55.53，50.24，43.96，32.69，28.23.Anal.calcd for C，78.56；H，8.35；N，6.11；found C，78.55；H，8.33；N，6.10.

3 结论

总之，虽然合成β–烯胺酮类化合物的方法有很多种，但是我们采用三氯乙酸作为催化剂合成目标产物，反应条件温和，产率较高，得到一条合成β–烯胺酮类化合物的有效方法.

［1］GREENHILL J V.Enaminones［J］.Chem Soc Rev，1977，6（3）：277－294.

［2］WANG Y T，IZAWA T，KOBAYASHI S，et al.Stereocontrolled synthesis of（+）-Negamycin from an acyclic homoallyl⁃amine by 1，3-asymmetric induction［J］.J Am Chem Soc，1982，104：6465-6466.

［3］MICHEAL J P，KONING C B，HOSKEN G D，et al.Reformatsky reactions with N-arylp-yrrolidine-2-thiones：synthesis of tricyclic analogues of quinolone antibacterial agents［J］.Tetrahedron，2001，57：9635-9648.

［4］BOGER D L，ISHIZAKI T，WYSOCKI J R J，et al.Samarium（Ⅱ）iodide mediated transformation of carbohydrates to car⁃bocycles［J］.J Am Chem Soc，1989，111：6461-6463.

［5］CHAABAN I，GREENHILL J V，AKHTAR P.Enaminones in the mannich reaction.Part 2.Further investigations of internal mannich reactions［J］.J Chem Soc，1979（1）：1593-1596.

［6］MULLER A，MAIER A，NEUMANN R，et al.（A lkoxycarbonyl）carbene transfer to semicyclic enaminones.A route to cyclo⁃penta［b］pyrrole and indole ring systems［J］.Eur J Org Chem，1998，6：1177-1187.

［7］ALBEROLA A，CALVO LA，ORTEGA A G，et al.Regioselective synthesis of 2（1h）-pyridinones from β-aminoenones and malononitrile reaction mechanism［J］.J Org Chem，1999，64（26）：9493-9498.

［8］MARTIN D F，JANUSONIS G A，MARTIN B B.Stabilities of bivalent metal complexes of some B-KETOIMINES［J］.J Am Chem Soc，1961，83：73-75.

［9］EPIFANO F，GENOVESE S，CURINIM.Ytterbium triflate catalyzed synthesis of β-enaminones［J］.Tetrahedron Letters，2007，48（15）：2717-2720.

［10］BARTOLIG，BOSCO M，LOCATELLI M，et al.Zn（ClO4）·6H2O as a powerful catalyst for the conversion of β-ketoesters into β-enamino esters［J］.Synlett，2004（2）：239-242.

［11］LIN J，ZHANG L F.ZrCl4-Catalyzed efficient synthesis of enaminones and enamino esters under solventfree conditions［J］.Monatsh Chem，2007，138：77-81.

［12］KHOSROPOUR A R，KHODAEIM M，KOOKHAZADEHM.A mild，efficient and environmentally friendly method for the region and chemoselective synthesis of enaminones using Bi（TFA）3as a reusable catalyst in aqueous media［J］.Tetrahe⁃dron Letters，2004，45（8）：1725-1728.

［13］瞿益萍，王龙翔，周晓玉.铜催化胺与1，3-二羰基化合物的缩合反应合成烯胺酮化合物［J］.有机化学，2013，33（4）：860.

［14］HOSSEIN E，SEYED M，ELHAM S，et al.Silica supported Fe（HSO4）3as an efficient，heterogeneous and recyclable cata⁃lystfor synthesis of β-enaminones and β-enamino esters［J］.Journal of Molecular Catalysis A：Chemical，2012，363：430-434.