許航線,孫 倩,王存德
(1.陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院化學(xué)工程學(xué)院,陜西 西安710300;2.宿遷市出入境檢驗檢疫局,江蘇 宿遷223800;3.揚州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,江蘇 揚州225000)
肟類化合物具有優(yōu)良的殺蟲、殺菌、除草、抗植物病毒[1]、抑制芳香酶[2]、避孕[3]、抗癌[4]等生物活性,不少品種還具有低毒、低殘留等優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、農(nóng)藥等領(lǐng)域。研究表明,肟基團(tuán)的存在是這類化合物具有生物活性的主要原因。此外,文獻(xiàn)報道炔基類化合物亦具有良好的生物活性,如對亞洲玉米螟5齡幼蟲具有拒食活性[5],對多種病原菌、傳病蚊蟲[6]、植物線蟲[7]和某些雜食性和寡食性鱗翅目昆蟲除具有光活化致毒作用外,還具有產(chǎn)卵忌避和抑制生長發(fā)育的作用[8,9]。為此,作者以 2-甲基-1,3-環(huán)己二酮為原料經(jīng)三氟甲磺酰化、開環(huán)、肟基化、醚化等反應(yīng)合成出了1-苯基-5-庚炔酮肟及其衍生物,以期通過后續(xù)生物活性研究,發(fā)現(xiàn)具有良好生物活性的小分子炔基酮肟類化合物。
a.Tf2O,Pyridine,DCM,N2,rt,24h b.PhLi(1.8mol·L-1),Bu2O,THF,N2,0°C,12hc.H2NOH·HCl,NaOAc,CH3CN,reflux,60min d.Allylic bromide,NaH,THF,N2,rt,30mine.ClCH2COCl,Pyridine,CH2Cl2,N2,0℃,30min,rt,60min
1-苯基-5-庚炔酮肟及其衍生物的合成路線如圖1所示。
三氟甲磺酸酐(Tf2O)、2-甲基-1,3-環(huán)己二酮、正己烷、乙酸乙酯、苯基鋰(PhLi)、氯化銨、鹽酸羥胺、無水醋酸鈉、乙腈、無水硫酸鈉、乙醚、氫化鈉、甲醇、丙酮、烯丙基溴、氯乙酰氯、吡啶、二氯甲烷(DCM)、叔丁基醚(Bu2O)、四氫呋喃(THF)。
Tensor 27型紅外光譜儀(KBr壓片法,檢測范圍4000~400cm-1)、Advance 600型核磁共振儀(CDCl3為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo)),瑞士Bruker公司;XT-4型雙目顯微熔點測定儀,北京泰克儀器有限公司;240C型元素分析測定儀,Perkin-Elmer。
1.2.1 2-甲基-3-三氟甲磺酰氧基-2-環(huán)烯己酮(Ⅱ)的合成
在-78℃、氮氣保護(hù)下,用干凈的注射器將0.96 mL(5.82mmol)三氟甲磺酸酐加入到670mg(5.30 mmol)2-甲 基-1,3-環(huán) 己 二 酮 (Ⅰ )、460mg(5.82 mmol)吡啶和50mL干燥二氯甲烷的混合溶液中。當(dāng)混合物達(dá)到環(huán)境溫度后攪拌反應(yīng)24h。蒸發(fā)溶劑,粗產(chǎn)品用柱層析 (正己烷∶乙酸乙酯=3∶1)提純,得到無色油狀液體即2-甲基-3-三氟甲磺酰氧基-2-環(huán)烯己酮(Ⅱ)1.30g,收率95%。
1.2.2 1-苯甲酰基-5-庚炔酮(Ⅲ)的合成
在-78℃下,將0.31mL(0.55mmol,1.8mol·L-1in Bu2O)苯基鋰在 30min內(nèi)滴加至 0.142g(0.55mmol)化合物Ⅱ的 THF溶液(2mL)中,然后在0℃、氮氣保護(hù)下反應(yīng)12h。加入氯化銨飽和溶液淬滅反應(yīng),混合物用25mL乙酸乙酯萃取。有機相用水和鹽水洗,用硫酸鈉干燥,過濾,濃縮。殘留物用硅膠柱(正己烷∶醚=50∶1)提純,得到淡黃色油狀液體即1-苯甲?;?-庚炔酮(Ⅲ)88mg,收率94%。
1.2.3 1-苯基-5-庚炔酮肟(Ⅳ)
將373mg(2.0mmol)化合物Ⅲ加入到278mg(4.0mmol)H2NOH· HCl、392mg(4.0mmol)NaOAc和15mL CH3CN的混合物中,回流反應(yīng)60min。冷卻至室溫,將混合物倒入25mL冰水中,用25mL乙酸乙酯萃取。有機相用水和鹽水洗,硫酸鈉干燥,過濾,濃縮。殘留物用柱層析(正己烷∶乙酸乙酯=10∶1)提純,得到白色晶體即1-苯基-5-庚炔酮肟(Ⅳ)386.42mg,收率96%,熔點(正己烷)69~70℃。
1.2.4 1-苯基-5-庚炔-O-烯丙基肟(Ⅴ)
將201mg(1.0mmol)化合物Ⅳ和324mg(5.0 mmol)37%NaH溶于10mL干燥THF中,在室溫、氮氣保護(hù)下加入242mg(2.0mmol)烯丙基溴,在氮氣保護(hù)下反應(yīng)30min。在0℃下加入2.0mL甲醇淬滅反應(yīng),用35mL乙醚萃取,有機相用水和鹽水洗,硫酸鈉干燥,過濾,濃縮。殘留物用硅膠柱(正己烷∶二氯甲烷=1∶1)提純,得到油狀液體即1-苯基-5-庚炔-O-烯丙基肟(Ⅴ)236mg,收率98%。
1.2.5 1-苯基-5-庚炔-O-(2-氯乙酰氧基)肟(Ⅵ)
在0℃、氮氣保護(hù)下,將181mg(1.6mmol)氯乙酰氯加入到201mg(1mmol)化合物Ⅳ、160mg(2mmol)無水吡啶和10mL干燥二氯甲烷的溶液中,攪拌反應(yīng)30min,再在室溫、氮氣保護(hù)下攪拌反應(yīng)60min。反應(yīng)結(jié)束后,用乙醚 (50mL)稀釋混合物,水洗有機相,靜置。有機相用 NaHCO3和鹽水洗,硫酸鈉干燥,過濾,濃縮。殘留物用柱層析(正己烷∶二氯甲烷=1∶2)提純,得到油狀液體即1-苯基-5-庚炔-O-(2-氯乙酰氧基)肟(Ⅵ)234mg,收率84%。
2-甲基-3-三氟甲磺酰氧基-2-環(huán)烯己酮(Ⅱ):IR,ν,cm-1:1693,1669,1422,1243,1213,1139;1HNMR(CDCl3,600MHz),δ:1.86 (t,J=2.1Hz,3H),2.14~2.04(m,2H),2.52~2.47(m,2H),2.79~2.73(m,2H);13CNMR(CDCl3,150MHz),δ:197.5,162.1,128.0,118.3(q,J=319Hz),36.5,28.7,20.6,9.0;C8H9F3O4S元素分析實測值(理論值):C 37.21(37.21),H 3.51(3.51)。
1-苯甲 酰 基-5-庚 炔 酮 (Ⅲ):IR,ν,cm-1:3061,1688,1597,1448,1230,746,690;1HNMR(CDCl3,600 MHz),δ:1.75(t,J=2.4Hz,3H),1.90(m,2H),2.24(m,2H),3.07(t,J=7.2Hz,2H),7.43(m,2H),7.50(m,1H),7.96(m,2H);13CNMR(CDCl3,150MHz),δ:199.4,136.9,132.7,128.4(2C),127.9(2C),78.3,76.2,37.1,23.4,18.1,3.2;C13H14O 元素分析實測 值 (理論值):C 83.64(83.83),H 7.50(7.58)。
1-苯基-5-庚炔酮肟(Ⅳ):IR,ν,cm-1:3247,1626,1598,1575,1455,932,761,694;1HNMR(CDCl3,600 MHz),δ:1.77(m,5H),2.21(m,2H),2.91(dt,J=7.5Hz,5.7Hz,2H),7.42~7.35(m,3H),7.64~7.60(m,2H),9.88(s,1H);13CNMR(CDCl3,150 MHz),δ:159.3,135.8,129.3,128.7(2C),126.4(2C),78.7,76.3,25.9,19.1,3.5;C13H15ON 元素分析實測值(理論值):C 77.50(77.58),H 7.68(7.51)。
1-苯基-5-庚 炔-O-烯 丙 基 肟 (Ⅴ ):IR,ν,cm-1:3080,3061,3020,1646,1596,1569,1496,1444,1033,1002,922,763,694;1HNMR(CDCl3,600MHz),δ:1.74(m,2H),1.77(t,J=2.7Hz,3H),2.18(m,2H),2.85(m,2H),4.68(m,2H),5.30(m,2H),6.03(m,1H),7.34(m,3H),7.65(m,2H);13CNMR(CDCl3,150MHz),δ:158.0,135.7,134.5,128.9,128.3(2C),126.2(2C),116.9,78.5,76.0,74.8,25.9,18.9,3.3;C16H19NO 元素分析實測值(理論值):C 79.50(79.63),H 7.68(7.94),N 5.54(5.80)。
1-苯基-5-庚炔-O-(2-氯乙酰氧基)肟(Ⅵ):IR,ν,cm-1:1779,1610,1570,1496,1233,1128,694;1HNMR(CDCl3,600MHz),δ:1.76(m,2H),1.79(t,J=2.7Hz,3H),2.21(m,2H),2.98 (t,J=7.8Hz,2H),4.32(s,2H),7.44(m,3H),7.75(m,2H);13CNMR(CDCl3,150MHz),δ:167.6,165.5,133.4,131.1,128.9(2C),127.4(2C),78.0,76.8,40.4,27.5,26.2,18.9,3.5;C15H16ClNO2元素分析實測值(理論值):C 64.50(64.87),H 5.55(5.81)。
(1)在用烯丙基溴對1-苯基-5-庚炔酮肟進(jìn)行烯丙基醚化時,為了防止烯丙基溴水解影響反應(yīng)收率,反應(yīng)前需通氮氣一段時間以除去反應(yīng)體系中的水分,保證反應(yīng)體系處于無水狀態(tài)。在反應(yīng)結(jié)束后用甲醇淬滅時,為了使體系溫度不至于過高,選擇在冰浴冷卻下進(jìn)行。在用氯乙酰氯進(jìn)行?;瘯r,必須用氮氣保護(hù),嚴(yán)格控制體系無水。
(2)分析化合物Ⅴ的IR光譜數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),化合物Ⅳ在3247cm-1處的肟羥基的吸收峰消失,在3080 cm-1、3061cm-1、3020cm-1處出現(xiàn)烯烴雙鍵氫的伸縮振動吸收峰;化合物Ⅴ的1HNMR圖譜中,化合物Ⅳ的肟羥基氫在9.88ppm處的峰消失,在4.68ppm處出現(xiàn)的多重峰為烯丙基亞甲基的兩個氫的峰,5.30 ppm處的多重峰為烯丙基末端雙鍵上氫的峰,6.03 ppm處的多重峰為烯丙基末端雙鍵上氫的峰;化合物Ⅴ的13CNMR圖譜中,134.5ppm和116.9ppm的峰為烯丙基雙鍵碳的峰。綜合上述分析,表明化合物Ⅴ確為目標(biāo)產(chǎn)物1-苯基-5-庚炔-O-烯丙基肟。
分析化合物Ⅵ的IR光譜數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),化合物Ⅳ在3247cm-1處的肟羥基的吸收峰消失;化合物Ⅵ的1HNMR圖譜中,化合物Ⅳ的肟羥基氫在9.88ppm處的峰消失,4.32ppm處單峰是羰基旁邊亞甲基氫的出峰位置;化合物Ⅵ的13CNMR圖譜中,167.6ppm處是羰基碳的出峰位置。綜合上述分析,表明化合物Ⅵ確為目標(biāo)產(chǎn)物1-苯基-5-庚炔-O-(2-氯乙酰氧基)肟。
以2-甲基-1,3-環(huán)己二酮為原料,經(jīng)過三氟甲磺酰化、開環(huán)、肟基化、醚化合成得到了1-苯基-5-庚炔酮肟及其衍生物1-苯基-5-庚炔-O-烯丙基肟和1-苯基-5-庚炔-O-(2-氯乙酰氧基)肟,每一步反應(yīng)收率均在90%以上。
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