[发明专利]铁催化的吡咯及吡咯并环类化合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成化学技术领域，本发明涉及一种铁催化的吡咯及吡咯并环类化合物的制备方法。

背景技术

吡咯是一类重要的杂环化合物，不仅是许多生物活性天然产物、药物以及有机导电材料等的关键结构单元，而且还是多用途的有机合成子，所以发展吡咯环的合成方法一直是有机合成化学的重要研究课题之一(Comprehensive Heterocyclic Chemistry III 2008，3，pp 45-268.；Nat.Prod.Rep.，2006，23，517-531.；ARKIVOC2007，10，121-141.)。到目前为止已经发展的方法包括：Knorr合成、Hantzsch反应、Paal-Knorr缩合反应、还原偶联反应、氮杂Wittig反应、多组分偶联方法学以及其它的多步操作反应等。其中，4-戊炔酮与伯胺的[4C+1N]型环合反应是一条简便的合成多取代的吡咯及吡咯并环类化合物的方法，然而仅有几种Lewis酸如NaAuCl₄、Na₂PdCl₄、AgOTf、AgNO₃、CuI被用于催化该环合反应，其缺点是Pd、Au、Ag属于贵金属，而且对环境有污染，缺乏实用价值(J.Org.Chem.2006，71，4525-4529.；Adv.Synth.Catal.2001，343，443-446.)。此外，这些公开的催化体系还有一些缺陷，例如：底物范围窄，反应时间长，反应步骤复杂，产物产率低等。

近年来，铁催化的有机化学反应成为了当前有机化学研究的热点方向之一，多种铁催化的化学反应已经被报道，比如氧化反应、还原反应、碳-碳偶联反应、碳-杂原子偶联反应、傅-克反应、多组分反应等(Iron Catalysis in Organic Chemistry.Plietker B.Ed.，Wiley-VCH，2008，Weinheim)。随着全球生态环境的急剧恶化，如何实现可持续发展已成为人类面临的重大问题，以从源头上消除污染、节省资源为核心的绿色化学研究已经成为解决日益严峻的生态环境问题的强有力手段(Energy Environ.Sci.2009，2，1038-1049.)。铁作为催化剂具有环境友好、价格低廉等优点，这些优点使其特别适合作为化学工业生产的催化剂。到目前为止，铁催化的4-戊炔酮化与伯胺化合物合成吡咯及吡咯并环类化合物的反应还未见文献报道。

发明内容

本发明的目的是针对已有的由4-戊炔酮与伯胺反应制备吡咯及吡咯并环类化合物方法的缺点，例如，使用价格昂贵或对环境有污染的Pd、Au、Ag、Cu金属催化体系，提供一种价格低廉、环境友好的铁盐催化体系，更加简便、高效地合成多取代吡咯及吡咯并环类化合物。

本发明提供一种三价铁盐FeX₃催化的吡咯及稠吡咯衍生物的制备方法。发展了三价铁盐FeX₃催化的4-戊炔酮与伯胺的环合反应，制备一系列多取代的吡咯及吡咯并环衍生物。

其反应方程式如下：

包括将一种4-戊炔酮化合物1与伯胺R₅NH₂在三价铁盐FeX₃催化作用下在非水溶剂中反应得到取代的吡咯及吡咯并环化合物2，其中，R₁为氢原子、烷基、芳基、杂芳基、卤原子，R₂为氢原子、烷基、芳基、杂芳基、烷氨基、芳氨基、烷氧基、芳氧基、砜基、硝基、卤原子、三氮唑，R₃为氢原子、烷基、芳基、氨基、烷胺基，R₄为氢原子、烷基、芳基、杂芳基、卤原子，R₅为氢原子、烷基、芳基、杂芳基、烷氧基、磺酰、磺酰氨基、亚胺基、羰基、酯基。用本发明方法可以高效地得到高纯度的吡咯及吡咯并环衍生物。

本发明的制备方法包括4-戊炔酮化合物的合成、成环反应等。

具体过程可表示如下：

(1)非环状的或者环状的酮与炔丙基溴类化合物在碱和一定溶剂中反应，生成4-戊炔酮化合物1。

其用量为：酮与炔丙基溴与碱的摩尔比为1∶1-2∶2-3，以大致相等的摩尔数为最好，碱的量为2倍量的摩尔数为最好。碱为K₂CO₃，NaH。溶剂为极性溶剂，例如N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、1，4-二氧六环。反应温度为室温，反应时间一般为12小时。