[发明专利]一种采用酮肟对氮杂环丙烷化合物成环的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用酮肟对氮杂环丙烷化合物成环的方法，属于有机合成技术领域。

背景技术

氮杂环丙烷化合物是有机合成中重要的合成砌块和中间体，存在于许多天然产物中，具有良好的抗病毒、抗肿瘤及其它生物活性。氮杂环丙烷可以发生一系列重要反应，如成环反应、环加成反应、还原和消除反应等。其环加成反应可用于合成五元或者六元环状化合物，进而合成许多具有生物活性及在医药化工行业极其具有应用前景的化合物。

对于亲核试剂与氮杂环丙烷成环反应的报道已屡见不鲜，但是人们对氮杂环丙烷相关反应的研究热情依然不减，而在这些众多的反应中，氮杂环丙烷发生的环加成反应越来越引起人们的兴趣。其中氮杂环丙烷与各种双键、三键化合物的双偶极环加成反应也越来越多，这其中关于氮杂环丙烷与酮肟的反应也引起了我们的兴趣。

然而相对于含有双键、三键等化合物对氮杂环丙烷的亲核环加成反应来说，酮肟作为一个亲偶极试剂也能对氮杂环丙烷进行环加成反应，但相关的专利和文献仅有一例。Cho等人于2006年(ChoS.Y.,KangS.K.,AhnJ.H.,etc.Scandium(III)triflate–TMSClpromotedcyclizationofaziridine-1-yloximesto5,6-dihydro-4H-[1,2,4]oxadiazines[J].TetrahedronLett.,2006,47(51):9029-9033.)使用一个简单而便利的方法合成1,2,4-恶二嗪类化合物。作者首先利用N-羟基亚胺苄基氯与氮杂环丙烷反应生成氮杂环-1-基苯基甲酮肟，然后该物质与三甲基氯硅烷在三氟甲磺酸钪的催化作用下得到恶二嗪类衍生物。紧接着作者通过优化筛选得出最佳反应条件，并在该条件下对多种底物的扩展表明：所有底物都可以转化成所需的恶二嗪类环状化合物，且都能取得中等及以上的反应收率。最后作者尝试直接将N-苄基-2-甲基氮杂环丙烷与肟在二氯甲烷中搅拌反应生成所需产物(45％收率)，因为收率较低且副产物难以分离，故作者没有做进一步的研究。

综上所述，虽然对氮杂环丙烷环加成反应的研究取得了一定进展，然而相关酮肟与氮杂环丙烷环加成反应的报道却比较少，因此，寻找更绿色的反应条件尤其是使用更简单廉价催化剂的反应条件来完成酮肟与氮杂环丙烷进行的成环反应，以使反应更易于操作，更环保，产物收率和区域选择性更高，值得人们进一步去探索和发现。

发明内容

本发明旨在提供一种采用酮肟对氮杂环丙烷化合物成环的方法。

本发明提供了一种采用酮肟对氮杂环丙烷化合物成环的方法，该方法是以甲苯磺酰基活化的氮杂环丙烷为起始原料，使用酮肟作为亲核试剂，在氢氧化钾、叔丁醇钾、碳酸钾或三乙胺催化剂条件下，于乙腈或者氯仿溶剂中，对氮杂环丙烷化合物进行成环反应；

所述甲苯磺酰基活化的氮杂环丙烷与酮肟的摩尔比为1：1～1：4；

所述乙腈或者氯仿用量为3～10mL/mmol氮杂环丙烷化合物；

所述催化剂为氢氧化钾、叔丁醇钾、碳酸钾或三乙胺中的任一种，催化剂用量为5～35mol％氮杂环丙烷化合物；

所述的成环反应在反应温度为25～80℃下进行。

上述方案中，所述酮肟化合物具有以下结构通式：

式中，R¹和R²代表甲基、C₁～C₂₀的烷基、芳基；其中，芳基可以是杂芳基。

以氮杂环丙烷为例，其具体反应式如下：

本发明提供的一种采用酮肟对氮杂环丙烷化合物成环的方法，所述甲苯磺酰基活化的氮杂环丙烷化合物具有以下结构通式：

式中，R³代表H、C₁～C₂₀的烷基，或

其中，所述的R⁴代表H、甲基、甲氧基或卤素。

以苯乙酮肟为例，其具体反应式如下：

或者，所述甲苯磺酰基活化的氮杂环丙烷化合物具有以下结构通式：

其中，n为1～7。

优选地，n为3或4。

以苯乙酮肟为例，其具体反应式如下：

进一步地，在上述成环方法中，所述甲苯磺酰基活化的氮杂环丙烷化合物与酮肟化合物的摩尔比为1：1～1：2。