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6-苯基-4-己烯对甲苯磺酰胺的合成*

2016-01-17刘玉龙张婧芳第四军医大学药学院陕西西安710032

合成化学 2015年6期
关键词:己烯柱层析苯基

王 谢,姚 琳,刘玉龙,张婧芳,何 炜(第四军医大学药学院,陕西西安 710032)



6-苯基-4-己烯对甲苯磺酰胺的合成*

王谢,姚琳,刘玉龙,张婧芳,何炜
(第四军医大学药学院,陕西西安710032)

摘要:以1,4-丁二醇为起始原料,经9步反应合成了6-苯基-4-己烯对甲苯磺酰胺,总收率40%,其结构经1H NMR,13C NMR,IR和HR-ESI-MS确证。

关键词:6-苯基-4-己烯对甲苯磺酰胺;药物中间体;合成

吡咯衍生物是许多特效药和天然产物的核心结构[1],如奥拉西坦、特拉匹韦[2]、茴香霉素和生物碱(+)-preussin[3]。6-苯基-4-己烯对甲苯磺酰胺(9)是合成吡咯衍生物的重要中间体,其合成受到研究人员的广泛关注。如Yoshida小组[4]以苯乙炔和1-溴-3-氯丙烷为原料,在正丁基锂作用下经还原、卤代、磺酰化反应合成了5-苯基-4-戊烯对甲苯磺酰胺。Kocieński小组[5]通过环己烯醇与芳烃格氏试剂的开环反应先合成6-苯基-4-己烯醇,再依次经Mitsnobu反应和磺酰化反应制得9。Chemler小组[6]报道了二取代乙腈与烯丙基溴经亲核取代、选择性还原和酰化等多步反应合成3,3-二取代-4-戊烯对甲苯磺酰胺的方法。

虽然9及其类似物的合成已取得诸多成果,但文献方法仍存在反应条件苛刻、原料毒性大和重复性较差等缺点。继续探索一种成本低廉、条件温和、重复性好的合成9的方法具有重要意义。

本文根据逆合成原理,以1,4-丁二醇为起始原料,经硅醚化反应选择性保护一个端羟基制得4-叔丁基二苯基硅氧基丁醇(1); 1经卤代反应制得4-叔基二苯基硅氧基碘丁烷(2); 2与三苯基膦反应合成相应的膦盐(3); 3经Wittig反应制得非末端烯烃(4); 4脱除保护基制得6-苯基-4-烯己醇(5); 5与甲磺酰氯反应得6-苯基-4-己烯甲磺酸酯(6); 6依次经叠氮化和还原反应合成了6-苯基-4-己烯胺(8); 8与4-甲苯磺酰氯反应合成9(Scheme 1),总收率40%,其结构经1H NMR,13C NMR,IR和HR-ESI-MS确证。并对部分反应条件进行了优化。

Scheme 1

1 实验部分

1.1仪器与试剂

XRC-1型熔点仪(温度未校正); Mercury-Plus-400 MHz型核磁共振仪(CDCl3为溶剂,TMS为内标); IR-750型红外光谱仪(KBr压片); Waters Quatropremier型质谱仪。

1,4-丁二醇,叔丁基二苯基氯硅烷,甲磺酰氯(MsCl),三苯基磷,苯乙醛,正丁基锂,六甲基磷酰胺(HMPA),四正丁基氟化铵(TBAF),四氢锂铝和4-甲苯磺酰氯(TsCl),百灵威化学试剂公司,分析纯;其余所用试剂均为化学纯或分析纯。

1.2合成

(1)1的合成[7]

在反应瓶中依次加入1,4-丁二醇7.37 mL的无水CH2Cl2(30 mL)溶液和二异丙基乙胺15.0 mL,氮气保护下于室温搅拌10 min;加入叔丁基二苯基氯硅烷7.50 mL,反应12 h。减压蒸除溶剂后经硅胶柱层析[洗脱剂A:V(石油醚)∶V(乙酸乙酯)=20∶1]纯化得淡黄色油状液体1 8.08 g,收率91%;1H NMR δ:7.67(d,J=8.0 Hz,4H),7.65~7.37(m,6H),3.71~3.65(m,4H),2.09(br s,1H),1.72~1.63(m,4H),1.05(s,9H); IR ν:3 419,3 070,2 931,2 858,1 635,1 427,1 112,842,700 cm-1; EI-MS m/z:329.43。

(2)2的合成[8]

在反应瓶中加入1 8.08 g(24.6 mmol),三乙胺5.1 mL和CH2Cl260 mL,冰浴冷却,氮气保护下搅拌10 min;加入MsCl 2.3 mL,于室温反应1 h。加入乙酸乙酯淬灭反应,用饱和NaCl溶液萃取,有机层用无水Na2SO4干燥,依次加入丙酮60 mL和NaI 11.07 g(77.8 mmol),回流(70℃)反应5 h(TLC检测)。冷却至室温,减压蒸除溶剂,析出蓝色固体;过滤,滤饼用乙酸乙酯充分溶解后用饱和Na2S2O3溶液洗涤至蓝色消失,用无水Na2SO4干燥得淡黄色油状液体2 10.8 g,收率96%; IR ν:2 956,2 931,2 856,1 652,1 471,1 188,1 112,1 045,703 cm-1。

(3)3的合成[9]

在反应瓶中依次加入2 8.4 g(19.2 mmol),三苯基膦5.0 g(19.2 mmol)和MeNO250 mL,搅拌下回流(70℃)反应12 h。冷却至室温,加入适量乙醚,抽滤,滤饼用石油醚重结晶得淡黄色固体3 13.87 g,收率97%,m.p.172℃~173℃。3未经进一步检测,直接投入下一步反应。

(4)4的合成[10]

在反应瓶中加入3 15.8 g(22.5 mmol),无水THF 80 mL和HMPA 28.2 mL,氮气保护下于0℃缓慢加入正丁基锂11 mL,反应2 h。加入苯乙醛3.31 g(27.1 mmol),于室温反应12 h。减压蒸除溶剂,残余物加入乙酸乙酯,用饱和NH4Cl溶液洗涤,无水Na2SO4干燥后经硅胶柱层析(洗脱剂:石油醚)纯化得淡黄色油状液体4 9.7 g,收率69%; IR ν:3 070,2 954,2 929,2 856,1 737,1 677,1 436,1 186,1 112,744,700 cm-1。

(5)5的合成[11]

在反应瓶中加入4 3.2 g(7.71 mmol),无水THF 30 mL和TBAF 11.0 mL,搅拌下于室温反应8 h。用饱和NH4Cl溶液猝灭反应,减压蒸除溶剂,用乙酸乙酯萃取,合并有机层,用无水Na2SO4干燥,残余物经硅胶柱层析(洗脱剂:A=7∶1)纯化得黄色油状液体5 1.1 g,收率82%;1H NMR δ:7.30~7.25(m,2H),7.19(d,J=7.2 Hz,3H),5.64~5.82(m,1H),5.56~5.52(m,1H),3.68(s,2H),3.42(d,J=6.8 Hz,2H),2.25(dd,J=14.4 Hz,7.2 Hz,2H),1.72~1.67(m,2H); IR ν:3 396,2 956,2 931,2 858,1 683,1 652,1 471,1 353,1 118,1 068,860,742,700 cm-1。

(6)6的合成[12]

在反应瓶中加入5 1.1 g(5.67 mol),CH2Cl225 mL和Et3N 3.10 mL,冰浴冷却,加入MsCl 0.7 mL,于室温反应10 h。用饱和NaHCO3溶液洗涤,无水MgSO4干燥,经硅胶柱层析(洗脱剂:A=7∶1)纯化得黄色油状物6 1.6 g,收率95%;1H NMR δ:7.28(dd,J=15.2 Hz,8.0 Hz,2H),7.19(t,J=7.2 Hz,3H),5.70~5.63(m,1H),5.51~5.45(m,1H),4.24(t,J=12.8 Hz,2H),3.41(d,J=7.2 Hz,2H),2.97(s,3H),2.30(dd,J=14.8 Hz,7.2 Hz,2H),1.90~1.83(dt,J=14.0 Hz,6.8 Hz,2H); IR ν:2 954,2 925,2 856,1 739,1 683,1 652,1 471,1 353,1 174,970,825,746 cm-1。

(7)7的合成[13]

在反应瓶中依次加入6 534.8 mg的甲醇/水(21.0 mL/3.5 mL)溶液,NH4Cl 1.13 g和NaN3823.0 mg,搅拌下回流(85℃)反应12 h。减压蒸除溶剂,残余物用CH2Cl2萃取,合并有机相,用无水Na2SO4干燥得黄色油状液体7 464.0 mg; IR ν:2 931,2 856,2 096,1 687,1 652,1 259,1 118,1 083,748,700 cm-1。7未经进一步纯化,直接投入下一步反应。

(8)8的合成[14]

在反应瓶中加入7 464.0 mg的无水乙醚(15 mL)溶液,冰浴冷却,搅拌下分批加入四氢锂铝200.3 mg,于室温反应12 h。缓慢加入Na2SO4· 10H2O 0.8 g,用活化硅藻土抽滤,滤液用无水Na2SO4干燥后经硅胶柱层析(洗脱剂:A)纯化得淡黄色油状液体8 303.4 mg,收率75%;1H NMR δ:7.30~7.29(m,2H),7.18(d,J=7.2 Hz,3H),5.63~5.57(m,1H),5.52~5.46(m,1H),3.40(d,J=7.2 Hz,2H),2.81(t,J=7.2 Hz,2H),2.25~2.18(m,2H),1.71~1.66(m,2H); IR ν:3 024,2 927,2 854,1 652,1 558,1 494,1 452,1 409,1 319,964,815,764 cm-1; EI-MS m/z:175.02。

(9)9的合成[15]

在反应瓶中加入8 529.4 mg(3.02 mmol),CH2Cl220 mL,Et3N 0.5 mL和TsCl 633.3 mg(3.32 mmol),搅拌下于室温反应6 h。用饱和NaHCO3溶液洗涤,无水Na2SO4干燥后经硅胶柱层析(洗脱剂:A=60∶1)纯化得白色固体9 398.1 mg,收率40%;1H NMR δ:7.74(d,J=8.4 Hz,2H),7.30~7.28(m,4H),7.20~7.17(m,1H),7.14(d,J=7.2 Hz,2H),5.62~5.55(m,1H),5.43~5.37(m,1H),4.47(t,J=6.0 Hz,1H),3.33(d,J=7.2 Hz,2H),2.96(dd,J=13.2 Hz,6.4 Hz,2H),2.42(s,3H),2.14(dd,J=14.4 Hz,7.2 Hz,2H),1.60~1.55(m,2H);13C NMR δ:143.6,141.0,137.1,129.9,129.5,129.3,128.6,128.5,127.3,126.1,21.7,43.0,33.6,29.7,24.5; IR ν:3 280,3 026,2 925,2 866,1 652,1 598,1 494,1 448,1 325,1 159,1 093,813,742 cm-1; HR-ESI-MS m/z:352.134 2{[M + Na]+},found 352.134 6。

2 结果与讨论

2.1合成2的反应条件优化

(1)卤代试剂

1 8.08 g,三乙胺5.1 mL,CH2Cl260 mL,MsCl 2.3 mL,物料比r[n(NaX)∶n(1)]=3,其余反应条件同1.2(2),考察了NaX(X=Cl,Br,I)对2收率的影响,结果见表1。由表1可见,NaI作卤代试剂可使1完全转化,2收率96%; NaBr作卤代试剂,转化率25%,收率很低(20%); NaCl作卤代试剂,无法反应。此外,2与三苯基磷反应生成的3收率高达97%,远高于文献值(38%[9])。因此,合成2的最佳卤代试剂为NaI。

表1 NaX对2收率的影响*Table 1 Effect of NaX on yield of 2

表2 y对2收率的影响*Table 2 Effect of y on yield of 2

(2)物料比y[n(NaX)∶n(1)]

以NaI为卤代剂,其余反应条件同2.1(1),考察y对2收率的影响,结果见表2。由表2可见,y对2的收率影响不大。综合成本考虑,合成2的最佳y为3。

2.2合成4的反应条件优化

为优化4的合成条件,考察了碱、溶剂和反应温度对4收率的影响,结果见表3。由表3可见,合成4的较优条件为:n-BuLi作碱,THF为溶剂,反应温度0℃。值得注意的是,该反应条件下合成的4为顺反异构混合物,这可能与3的活泼性有关。但据文献[15]报道,4的构型对下一步反应无显著影响。

表3 反应条件对4收率的影响*Table 3 Effect of reaction conditions on yield of 4

2.3 8的合成

8的合成是整条路线的关键步骤。本文首先尝试了由5经Mitsnobu反应“一锅法”合成8。该路线反应产物复杂,分离困难。后改用本文路线,虽步骤更长,但反应操作简便,重复性好,产率较高。

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·制药技术·

Synthesis of 6-Phenyl-4-hexene-p-benzenesulfonamide

WANG Xie,YAO Lin,LIU Yu-long,ZHANG Jing-fang,HE Wei
(School of Pharmacy,Fourth Military Medical University,Xi’an 710032,China)

Abstract:6-Phenyl-4-hexene-p-benzenesulfonamide,in total yield of 40%,was synthesized by a nine-step reaction from 1,4-butanediol.The structure was confirmed by1H NMR,13C NMR,IR and HR-ESI-MS.

Keywords:6-phenyl-4-hexene-p-benzenesulfonamide; drug intermediate; synthesis

通讯作者:何炜,教授,Tel.029-84774470,E-mail:weihechem@ fmmu.edu.cn

作者简介:王谢(1989-),女,汉族,陕西高陵人,硕士研究生,主要从事有机合成的研究。

基金项目:国家自然科学基金资助项目(21272272)

收稿日期:2014-11-19;

修订日期:2015-04-22

DOI:10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2015.06.0553 *

文献标识码:A

中图分类号:O623.3; R914.5

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