2-氨基-3-氰基-5-叔丁酯基-6-甲氧乙基吡啶的合成
2013-06-27徐沛春江苏万邦生化医药股份有限公司221006
徐沛春 (江苏万邦生化医药股份有限公司 221006)
陈怡宁 (重庆医科大学药物化学研究室 400016)
应用布莱斯反应[1][2]可得到一类β-内酰胺酯[3][4][5],其由α-卤代酯与锌形成有机锌试剂,再与腈类化合物加成所产生。已有相关报道证实,该类β-内酰胺酯可与炔烃进行迈克尔加成,若炔烃的β位含有酯基,则可关环形成2-吡啶酮[6],但合成2-氨基吡啶类衍生物的方法未见报道。本文拟使用乙氧基亚甲基丙二腈作为亲核试剂,通过烯基与β-内酰胺酯进行迈克尔加成后,氰基与其内酰胺基关环生成多取代2-氨基吡啶。该化合物各取代基可进行多种改造衍生,具有较强的实用性。
一、合成路线设计
本项合成研究的合成路线如图1所示。
二、实验部分
2.1、试剂与仪器
2.1.1 试剂
本研究所使用的3-甲氧基丙腈、溴乙酸叔丁酯、锌粉、对甲苯磺酸、乙氧基亚甲基丙二腈、四氢呋喃、乙酸乙酯、无水硫酸钠、HG/T2354-92型硅胶等试剂均为分析纯。其中四氢呋喃经重蒸、钠丝干燥处理。
2.1.2 仪器
郑州南北仪器DF-101S集热式磁力搅拌器,上海申科仪器R205D型旋转蒸发仪,Shimadzu CBM20-A型 LC-MS,Agilent Xcalibur E X射线单晶衍射仪,Varian mercury plus 400m高分辨核磁共振谱仪。
2.2、实验步骤
在100ml干燥的三颈瓶中加入锌粉(0.65g,10mmol),甲氧基丙腈(0.851g, 10mmol),干燥后的四氢呋喃(10ml)升温至 80℃回流搅拌10分钟后加入溴乙酸叔丁酯(1.5ml,10mmol),催化量对甲苯磺酸(2滴)。保持80℃回流搅拌1小时后降至室温,加入乙氧基亚甲基丙二腈(1.22g,10mmol),升温至80℃ 回流搅拌30分钟。LC-MS显示反应完全时停止加热,降至室温,加入1N HCl(20ml), 乙酸乙酯萃取(20×2 次),合并有机层,饱和食盐水清洗(10ml×1次),无水硫酸钠干燥,过滤,减压蒸去溶剂后过HG/T2354-92型硅胶纯化,流动相为石油醚:乙酸乙酯=10:1。将溶液敞口放置,溶剂自然挥发后逐渐析出无色菱形晶体,收率76%,熔点404.16K。该单晶用于X-射线单晶衍射实验。
MS(m/z):278[M+H]+。 1H NMR(400 MHz,CDCl3):δ 8.21(s,1H,Ar-H),5.75 (s,2H,NH2),3.73-3.70 (t,2H,J=7.8Hz,CH3OCH2),3.43(s,3H,OCH3),3.37-3.33(m,2H,ArCH2),1.56(s,9H,(CH3)3)ppm.
图2为标题化合物的晶体结构图;图3为标题化合物的晶胞堆积图:
三、结果与讨论
计锌粉与溴乙酸叔丁酯的反应时间为t1,加入乙氧基亚甲基丙二腈后的反应时间为t2。保持投料比和t2不变,改变t1,30min收率为 65.2%,60min收率为 76.4%,90min收率为75.5%,120min收率为76.1%,若反应时间低于1小时,则将对收率产生一定影响,故t1=1小时为宜。
保持投料比和t1不变,改变t2,20min收率为72.8%,40min收率为76.3%,60min收率为67.1%,80min收率为54.2%,若反应时间大于40分钟,则收率将降低,故t2=30分钟为宜。
通过上述研究和实验结果表明,运用该合成路线能够简单、方便、高效的得到2-氨基-3-氰基-5-叔丁酯基-6-甲氧乙基吡啶。
1.Rinehart,K.L.,Jr.Organic Syntheses,[J]Coll.Vol.4,p.120,1963;Vol.35,p.15,1955.
2.Rao,H.S.P.,Rafi,S.,Padmavathy,K.Tetrahedron[J]2008,64,8037-8043.
3.Blaise,E.E.C.R.Hebd.Seances Acad.Sci.[J]1901,132,478.
4.C.R.Hebd.Seances Acad.Sci.[J]1901,132,978.
5.Kagan,H.B.,Suen,Y.H.Bull.Soc.Chim.Fr.[J]1966,1819.
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