一鍋法合成n-甲基硝酮類化合物的方法

2023-05-25 14:19:51 2

專利名稱：一鍋法合成n-甲基硝酮類化合物的方法
技術領域：
本發明屬於化學合成技術領域，涉及一種N-甲基硝酮類化合物的合成方 法，尤其涉及一種一鍋法合成N-甲基硝酮類化合物的方法。硝酮化合物作為一種重要的l,3-偶極試劑，在l,3-偶極環加成反應研究中 佔有非常重要的地位。硝酮與烯烴的環加成反應可以形成C-N鍵及C-O鍵，更 為重要的是硝酮類化合物的N原子的存在為生物鹼和相關天然化合物的全合 成提供了特別有效而便捷的途徑。尤其是N-甲基硝酮類化合物，是合成異噁唑 啉類雜環化合物的主要原料和重要中間體，由此形成的異噁唑啉類雜環化合物 在農藥領域是一類全新的化合物。N-甲基硝酮類化合物的結構如下目前，N-甲基硝酮類化合物的合成方法是首先把硝基甲烷在高壓的條件下 還原生成N-甲基羥胺的鹽酸鹽，然後再使N-甲基羥胺鹽酸鹽和芳香醛作用來合 成的，這種方法要經過兩個步驟才得到目標產物，合成工藝相對複雜，反應條 件比較苛刻，產率低，合成成本高，操作不便。本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種一鍋法合成N-甲基硝酮 類化合物的方法。本發明一鍋合成N-甲基硝酮類化合物的方法，是先將硝基甲烷用金屬還原 劑還原，然後直接在反應液中加入芳香醛，加熱回流就可以得到高產率的目標 產物。其具體工藝為將硝基甲垸與金屬還原劑以1:1 1:5的摩爾比，於有機溶劑中，冷卻至 0 10°C，加入硝基甲烷摩爾量1 5倍的有機酸反應2.5 3.5小時；加入硝基甲發明內容烷摩爾量0.4 1.0倍的芳香醛，在25~78"下反應1~3小時，分離得到目標化 合物。硝基甲烷與金屬還原劑的還原反應可以在甲醇、乙醇、丙醇等質子性溶劑 中進行，也可以在四氫呋喃、氯仿、二氯甲烷、三氯甲垸、1,4-二氧六環等非 質子溶劑中進行。所述有機金屬試劑為鋅、錫或二氯亞錫。所述芳香醛為苯甲醛或鄰位、間位或對位由滷素、羥基、硝基、垸氧基或 烷基取代的苯甲醛。所述的有機酸為乙酸、甲酸、丙酸、檸檬酸、酒石酸中的任何一種，其用 量一般為硝基甲烷的1.0 5.0倍，優選用量為硝基甲烷的1.5~2.5倍。本發明的反應方程式如下本發明合成的產物，經核磁共振數據表明，其結構與N-甲基硝酮類化合 物一致，表明N-甲基硝酮類化合物合成成功。本發明與現有技術相比具有以下優點和有益效果1、 本發明採用硝基甲烷、芳香醛為原料，以機金屬試劑為鋅、錫等為金 屬還原劑，採用一鍋法加熱回流，直接合成N-甲基硝酮類化合物，其工藝簡 單，合成路線短，不僅可以節約合成時間，還可以節約原料，是合成硝酮類化 合物有效而且便捷的方法。2、 原料廉價易得，反應條件溫和，易於操作，合成成本低。3、 本發明合成的N-甲基硝酮類化合物為純品，產品質量好；合成產率高在92%以上。
具體實施方式
下面通過具體實施例對本發明的化合物及其合成方法作進一步說明。 實施例l: a-苯基-N-甲基硝酮的合成將硝基甲烷(2.66克，43.6毫摩爾)與鋅粉(2.95克，45.4毫摩爾)加 入250毫升的圓底燒瓶中，再加入150毫升95%的乙醇作溶劑，把混合液在冰 水浴中冷卻至1(TC以下後，將乙酸(5.4克)滴加到反應液中，反應3小時後，在反應液中加入苯甲醛(2.3克，21.8毫摩爾)，直接加熱至65'C，回流反應3 小時後，柱層析分離得到目標產物2.71克。產率92.2%。 其反應式如下CH3NQ2ZnCHO光譜數據，HNMR (400MHz， CDC13): ^ (ppm) :3.88(s， 3H， N-C//3)， 7.37(s， 1H， C-7Z)， 7.42(d， /=2.4Hz， 2H， Ph-ZZ)， 7.43(d， /二0.9Hz， 1H， Ph-//)， 8.22(dd， 《/=3.0， 6.6Hz， 2H， Ph畫//)。實施例2: a-(4-甲氧苯基)-N-甲基硝酮的合成將硝基甲垸(2.66克，43.6毫摩爾)與鋅粉(2.95克，45.4毫摩爾)加 入250毫升的圓底燒瓶中，再加入150毫升95%的乙醇作溶劑，把混合液在冰 水浴中冷卻至l(TC以下後，將乙酸(5.4克)滴加到反應液中，反應3個小時 後，在反應液中加入對甲氧基苯甲醛(2.95克，21.8毫摩爾)直接加熱至65。C， 回流反應3小時，柱層析分離得到3.4克目標產物。產率94.4%。其反應式如下ZnCH3N02OCH，合成產物的光譜數據iHNMR (400MHz， CDC13):《(ppm) :3.85(s， 6H， OC坊，NC坊)，6.94(d， J:8.8Hz， 2H， Ph-/f)， 7.29(s， 1H， CW)， 8.21(d， 《/ =8.8Hz， Ph-機實施例3: a-(2-氯苯基)-N-甲基硝酮的合成將硝基甲垸(2.66克，43.6毫摩爾)與鋅粉(2.95克，45.4毫摩爾)加 入250毫升的圓底燒瓶中，再加入150毫升95。/。的乙醇作溶劑，把混合液在冰 水浴中冷卻至l(TC以下後，將乙酸(5.4克)滴加到反應液中，反應3個小時 後，在反應液中加入2-氯苯甲醛(3.05克，21.8毫摩爾)，直接加熱至65。C， 回流反應2小時，柱層析分離得到3.3克目標產物，產率89.2%。其反應式如下CH3N02ZnCHO CIH3C光譜數據'HNMR (400MHz， CDC13): ^ (ppm) :3.88(s， 3H， NC坊)， 7.36(s， 1H， C-/^)， 8.27(d， 《/=8.8Hz， 2H， Ph-//)， 8.38(d， J= 8.8Hz， 2H，5實施例4: a-(2，4-二氯苯基)-N-甲基硝酮的合成將硝基甲烷(2.66克，43.6毫摩爾)與鋅粉(2.95克，45.4毫摩爾)加 入250毫升的圓底燒瓶中，再加入150毫升95%的乙醇作溶劑，把混合液在冰 水浴中冷卻至l(TC以下後，將乙酸(5.4克)滴加到反應液中，反應3個小時 後，在反應液中加入2，4-二氯苯甲醛(2.65克，21.8毫摩爾)，直接加熱至65°C， 回流反應液l小時，柱層析分離得到4.07克目標產物，產率91.5%。其反應式如下光譜數據1HNMR (400MHz， CDC13): 5 (ppm) :3.88 (s， 3H， NC//3)， 7.35(dd， J-8.8, 2.0Hz， 1H， C-//)， 7.46(d， J二2.0Hz, 1H， Ph-ZZ)， 7.84(s， 1H， C隱//)， 9.34(d， A8.8Hz， 1H， Ph-ZZ)。實施例5: a-(3,4，5-三甲氧)苯基-N-甲基硝酮的合成將硝基甲垸(2.66克，43.6毫摩爾)與鋅粉(2.95克，45.4毫摩爾)加 入250毫升的圓底燒瓶中，再加入150毫升95%的乙醇作溶劑，把混合液在冰 水浴中冷卻至l(TC以下後，將乙酸(5.4克)滴加到反應液中，反應3個小時 後，在反應液中加入3，4，5-三甲氧基苯甲醛(3.8克，21.8毫摩爾)，直接加熱 至65'C，回流反應3小時，柱層析分離得到4.51克目標產物，產率92%。其反應式如下CO.合成產物的光譜數據'HNMR(400MHz， CDC13)《(ppm): 3.87(s， 3H， NC//3)， 3.90(s， 9H， OC坊)，7.32(s， 1H， C-外7.59(s， 2H， Ph母
權利要求
1、一鍋法合成N-甲基硝酮類化合物的方法，其特徵在於將硝基甲烷與金屬還原劑以1∶1～1∶5的摩爾比溶於有機溶劑中，冷卻至0～10℃，加入硝基甲烷摩爾量1～5倍的乙酸反應2.5～3.5小時；再加入硝基甲烷摩爾量0.4～1.0倍的芳香醛，在25～78℃下反應1～3小時，分離得到目標化合物。
2、 如權利要求l所述一鍋法合成N-甲基硝酮類化合物的方法，其特徵在 於所述有機溶劑為甲醇、乙醇、丙醇，四氫呋喃、氯仿、二氯甲垸、三氯甲 烷、1，4-二氧六環中的任何一種。
3、 如權利要求l所述一鍋法合成N-甲基硝酮類化合物的方法，其特徵在 於所述金屬還原劑為鋅、錫或二氯亞錫。
4、 如權利要求l所述一鍋法合成N-甲基硝酮類化合物的方法，其特徵在於所述芳香醛為苯甲醛或鄰位、間位或對位由滷素、羥基、硝基、烷氧基或垸基取代的苯甲醛。
5、 如權利要求l所述一鍋法合成N-甲基硝酮類化合物的方法，其特徵在於所述的有機酸為乙酸、甲酸、丙酸、檸檬酸、酒石酸中的任何一種。
全文摘要
本發明提供了一種一鍋法合成N-甲基硝酮類的化合物的方法，該方法是先將硝基甲烷用金屬還原劑還原，然後直接在反應液中加入芳香醛，加熱回流就可以得到高產率的目標產物。本發明採用硝基甲烷、芳香醛為原料，以有機金屬試劑鋅、錫等為還原劑，採用一鍋法加熱回流，直接合成N-甲基硝酮類化合物。本發明所提供的方法具有合成路線短，工藝簡單，易於操作，原料廉價易得，反應條件溫和，合成成本低，產品質量好，產率高的特點，是合成N-甲基硝酮類化合物有效而且便捷的方法。
文檔編號C07C251/00GK101514169SQ200910021680
公開日2009年8月26日 申請日期2009年3月12日 優先權日2009年3月12日
發明者穎 傅, 劉彥華, 張懷遠, 姣 李, 王明珠, 肖彩芹, 胡雪梅, 菲 裴 申請人:西北師範大學