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吡啶-3-甲醛类化合物及其制备方法与流程

作者:NG体育 发布时间:2024-06-07 09:13:36 次浏览

吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物及其制备方法 技术领域 1.本发明涉及有机合成技术领域,具体而言,涉及吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物及其制备方法。 背景技术: 2.吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物为吡啶3 ‑ 位为醛基取代基的一类化合物,吡啶环可以添加各种取代基得到其他各种有用的化合物,在药物化学及农产品中有极其重要的意义;醛基可以转化为酸,酰胺等其他有用的药物分子。因此合成这类化合物的方法受到广泛的关注。人们采用了烯胺基酮在微波作用下自身缩合得到,或者使用腈的水解或醇的氧化得到。然而在已报道的方法中,存在反应原料不易得,催化剂合成复杂,反应条件不够温和等缺点。因此,一种操作简单、条件温和的方法急于被开发。 3.鉴于此,特提出本发明。 技术实现要素: 4.本发明的目的在于提供吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物及其制备方法。本发明实施例提供一种新的吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物的制备方法,其改善现有技术中反应原料不易得,催化剂合成复杂,反应条件不够温和等缺点,且保证制备得到的吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物的产率和纯度,有利于进行下游产品的制备。 5.本发明是这样实现的: 6.第一方面,本发明提供一种吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物的制备方法,参照下述合成路径合成所述吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物: 7.其中,x表示卤素,r1表示为氢、取代或未取代烷基、取代或未取代杂芳基、取代或未取代芳基中组成的官能团中的任意一种;r2‑ r6分别独立地表示为氢、卤素和取代或未取代烷基组成的官能团中的任意一种。 8.在可选的实施方式中,r1在吡啶环上的取代位选自5位或6位。 9.在可选的实施方式中,r1选自氢、c1 ‑ c10取代或未取代烷基和3元 ‑ 20元取代或未取代杂芳基和6元 ‑ 30元取代或未取代芳基组成的官能团中的任意一种; 10.优选地,r1选自氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、三氟甲基、叔丁基和取代或未取代苯基组成的官能团中的任意一种。 11.在可选的实施方式中,x为溴元素,r2‑ r6分别独立地选自氢、氟、氯、溴、碘、c1 ‑ c10取代或未取代烷基组成的官能团中的任意一种; 12.优选地,r2‑ r6分别独立地选自氢、氟、氯、溴、碘、甲基和乙基组成的官能团中的任意一种。 13.在可选的实施方式中,反应条件包括:温度为80 ‑ 100℃,反应时间为16 ‑ 20小时。 14.在可选的实施方式中,化合物 ‑ 1与碱的摩尔比为1:2 ‑ 4,化合物 ‑ 1与碘的摩尔比为1:0.6 ‑ 0.8。 15.在可选的实施方式中,碱为弱碱,优选为碳酸盐或碳酸氢盐,更优选为碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠或者碳酸氢钾中的至少一种。 16.在可选的实施方式中,含水的溶剂包括含水的烷烃类溶剂;优选为含水的取代烷烃类溶剂,更优选为含水的1,2 ‑ 二氯乙烷溶剂。 17.在可选的实施方式中,所述含水的溶剂中水与1,2 ‑ 二氯乙烷的体积比为1:2 ‑ 2:1。 18.第二方面,本发明提供一种吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物,其通过前述实施方式任一项所述的吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物的制备方法制备得到。 19.本发明具有以下有益效果:本发明实施例通过单质碘和水的作用,使得化合物 ‑ 1即吡啶季铵盐重排得到吡啶 ‑3‑ 甲醛产物。该方法反应条件温和,操作简单,原料易得,产物可进一步转化为其他药物分子,具有很强的实用性。 附图说明 20.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。 21.图1为本发明实施例提供的制备吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物的推测的反应机理图; 22.图2为本发明实施例1提供的制备吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物的产物的核磁氢谱图; 23.图3为本发明实施例2提供的制备吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物的产物的核磁氢谱图; 24.图4为本发明实施例3提供的制备吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物的薄层色谱监测图; 25.图5为本发明实施例4提供的制备吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物的薄层色谱监测图。 具体实施方式 26.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。 27.本发明实施例提供一种吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物的制备方法,其合成路径如下: 28.该合成路径中化合物 ‑ 1表示反应物吡啶季铵盐,化合物 ‑ 2表示产物吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物。采用水和碘能够使得吡啶季铵盐发生重排,继而得到吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物。若单质碘换为碘化合物或者含水溶剂替换为不含水的溶剂,那么均可能导致无法得到吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物。 29.其中,x表示卤素,例如可以为氟、氯、溴和碘中的任意一种,优选为溴。 30.r1表示在吡啶环上的取代基,从化合物 ‑ 1的化学式中看出该取代基可以在吡啶环上的任意位置,但是从化合物 ‑ 2的化学式可以看出,r1在化合物 ‑ 1中并不能为吡啶环的2位或3位,若为2位或3位则不能发生重排,无法形成3位的醛基和2位的取代苯基,因此,r1实际表示为吡啶环的5位或6位中任意一个取代位置。 31.需要说明的是,吡啶环的位置的确定方式为:以n为1位,而后逆时针进行位置的标号。 32.进一步地,r1表示为氢、取代或未取代烷基、取代或未取代杂芳基、取代或未取代芳基中组成的官能团中的任意一种;优选,r1选自氢、c1 ‑ c10取代或未取代烷基和3元 ‑ 20元取代或未取代杂芳基和6元 ‑ 30元取代或未取代芳基组成的官能团中的任意一种;例如,r1选自氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、三氟甲基、叔丁基和取代或未取代苯基组成的官能团中的任意一种。 33.需要说明的是,r1除了甲基、乙基,还可以为正丁基等烷基,也可以为三氯乙基等取代烷基,呋喃基团、噻吩等杂芳基,芳基还可以为苯基、苯胺基、氯苯基、苯肼基等取代苯基。 34.进一步地,r2‑ r6均表示在吡啶环上的取代基,且r2‑ r6可以相同可以不同,例如r2‑ r6都为氢,即苄基未取代,r2‑ r6中有一个不为氢,其余为氢,则化合物 ‑ 1中的苄基为单取代,例如,苄基中甲基的对位、邻位和间位中的任意一个位置不为氢,r2‑ r6中有2个不为氢,其余为氢,则化合物 ‑ 1中的苄基为双取代,苄基中甲基的邻位 ‑ 邻位、间位 ‑ 间位、邻位 ‑ 对位或者间位 ‑ 邻位等不为氢,r2‑ r6中有三个不为氢,其余为氢,化合物 ‑ 1中的苄基为三取代,r2‑ r6中有四个不为氢,其余为氢,化合物 ‑ 1中的苄基为四取代,r2‑ r6中全部不为氢,化合物 ‑ 1中的苄基为全取代。且为非氢取代时,r2‑ r6也可以相同,也可以不同,例如,r2‑ r6中有三个不为氢,其余为氢时,r2和r6均为氢,r3‑ r5均为氟,或者r3为氟,r4为甲基,r5为氟。 35.进一步地,r2‑ r6分别独立地选自氢、氟、氯、溴、碘、c1 ‑ c10取代或未取代烷基组成的官能团中的任意一种;r2‑ r6分别独立地选自氢、氟、氯、溴、碘、甲基和乙基组成的官能团中的任意一种。 36.需要说明的是,r2‑ r6分别独立地还可以为异丙基、二氯甲基等取代或未取代烷基。 37.进一步地,反应条件包括:温度为80 ‑ 100℃,反应时间为16 ‑ 20小时。采用上述条件能够有利于提升得到的吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物的产率和纯度,若更改反应温度和时间,可能会降低产率和纯度,甚至可能无法得到所需的产品。 38.进一步地,化合物 ‑ 1与碱的摩尔比为1:2 ‑ 4,化合物 ‑ 1与碘的摩尔比为1:0.6 ‑ 0.8。采用上述配比能够有利于提升得到的吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物的产率和纯度,若更改配比,可能会降低产率和纯度,甚至可能无法得到所需的产品。 39.进一步地,碱的目的是为了脱氢,继而保证产物的形成。本发明实施例中,碱为弱碱,优选为碳酸盐或碳酸氢盐,更优选为碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠或者碳酸氢钾中的至少一种。采用上述碱能够有利于提升得到的吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物的产率和纯度,若更改碱的选择,可能会降低产率和纯度。 40.进一步地,含水的溶剂包括含水的烷烃类溶剂;优选为含水的取代烷烃类溶剂,更优选为含水的1,2 ‑ 二氯乙烷溶剂。例如,含水的溶剂中水与1,2 ‑ 二氯乙烷的体积比为1:2 ‑ 2:1。 41.本发明实施例还提供一种吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物,其通过上述吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物的制备方法制备得到。 42.以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。 43.实施例1 44.本发明实施例提供一种吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物(记为i ‑ a),其结构式如下所示: [0045][0046] 其制备过程如下: [0047] 在空气中,向玻璃反应管中加入n ‑ 苄基 ‑2‑ 苯基吡啶季铵盐(0.25mmol),k2co3(4.0equiv.),i2(0.64equiv.)和1,2 ‑ 二氯乙烷和水的混合溶剂(v:v=0.5;0.5ml),在80℃下反应搅拌16h.反应完成后冷却至室温,用玻砂漏斗经硅藻土过滤,经薄层色谱分离得到产物,为淡黄色固体,产率为27%,其反应机理图参见图1。 [0048] 对产物i ‑ a进行结构表征,结果参见图2,具体数据如下:1hnmr(400mhz,chloroform ‑ d)δ10.11(d,j=0.8hz,1h),8.38(d,j=8.3hz,1h),8.22 – 8.16(m,2h),7.88(dd,j=8.2,0.9hz,1h),7.74 – 7.68(m,2h),7.57 – 7.47(m,6h). 13 c nmr(101mhz,chloroform ‑ d)δ191.5,162.1,160.4,138.1,137.5,136.8,130.7,130.3,129.6,128.9,128.59,127.9,127.7,118.9.hrms(esi)m/z:calc for[c 18 h 14 no] + :260.1070;found:260.1076。 [0049] 实施例2 [0050] 本发明实施例提供一种吡啶 ‑3‑ 甲醛类化合物(记为i ‑ b),其结构式如下所示: [0051][0052] 其制备过程如下: [0053] 在空气中,向玻璃反应管中加入n ‑ 五氟苄基 ‑2‑ 苯基吡啶季铵盐(0.25mmol),k2co3(4.0equiv.),i2(0.64equiv.)和1,2 ‑ 二氯乙烷和水的混合溶剂(v:v=0.5;0.5ml),在80℃下反应搅拌16h.反应完成后冷却至室温,用玻砂漏斗经硅藻土过滤,经薄层色谱分离得到产物,为棕黄色固体,产率为10%。 [0054] 对产物i ‑ b进行结构表征,结果参见图3,具体数据如下:1hnmr(400mhz,chloroform ‑ d)δ10.01 – 9.94(m,1h),8.40(d,j=8.3hz,1h),8.12 – 8.07(m,2h),8.03(dd,j=8.3,0.6hz,1h),7.56 – 7.47(m,3h).hrms(esi)m/z:calc for[c 18 h9f5no] + :350.0599;found:350.0599。 [0055] 实施例3 [0056] 本实施例提供了将季铵盐底物中苄基替换为三氟乙基:制备化合物i ‑ c的方法,发现只能得到trace的吡啶醛产物。该反应的薄层色谱监测图,参见图4: [0057][0058] 实施例4 [0059] 改变实施例1中的反应条件中将碘单质改变为其他碘化合物,其余条件和步骤均与实施例1相同,其所得的反应结果如下表所示: [0060] 碘化合物收率i227%nfsi(473)n.r.nis(474)tracenai(476)n.r. [0061] 其中,添加碘单质的反应结果薄层色谱监测图参见图5。 [0062] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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