專利名稱：一鍋法合成n-甲基硝酮類化合物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化學(xué)合成技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種N-甲基硝酮類化合物的合成方 法，尤其涉及一種一鍋法合成N-甲基硝酮類化合物的方法。硝酮化合物作為一種重要的l,3-偶極試劑，在l,3-偶極環(huán)加成反應(yīng)研究中 占有非常重要的地位。硝酮與烯烴的環(huán)加成反應(yīng)可以形成C-N鍵及C-O鍵，更 為重要的是硝酮類化合物的N原子的存在為生物堿和相關(guān)天然化合物的全合 成提供了特別有效而便捷的途徑。尤其是N-甲基硝酮類化合物，是合成異噁唑 啉類雜環(huán)化合物的主要原料和重要中間體，由此形成的異噁唑啉類雜環(huán)化合物 在農(nóng)藥領(lǐng)域是一類全新的化合物。N-甲基硝酮類化合物的結(jié)構(gòu)如下目前，N-甲基硝酮類化合物的合成方法是首先把硝基甲烷在高壓的條件下 還原生成N-甲基羥胺的鹽酸鹽，然后再使N-甲基羥胺鹽酸鹽和芳香醛作用來合 成的，這種方法要經(jīng)過兩個(gè)步驟才得到目標(biāo)產(chǎn)物，合成工藝相對復(fù)雜，反應(yīng)條 件比較苛刻，產(chǎn)率低，合成成本高，操作不便。本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種一鍋法合成N-甲基硝酮 類化合物的方法。本發(fā)明一鍋合成N-甲基硝酮類化合物的方法，是先將硝基甲烷用金屬還原 劑還原，然后直接在反應(yīng)液中加入芳香醛，加熱回流就可以得到高產(chǎn)率的目標(biāo) 產(chǎn)物。其具體工藝為將硝基甲垸與金屬還原劑以1:1 1:5的摩爾比，于有機(jī)溶劑中，冷卻至 0 10°C，加入硝基甲烷摩爾量1 5倍的有機(jī)酸反應(yīng)2.5 3.5小時(shí)；加入硝基甲發(fā)明內(nèi)容烷摩爾量0.4 1.0倍的芳香醛，在25~78"下反應(yīng)1~3小時(shí)，分離得到目標(biāo)化 合物。硝基甲烷與金屬還原劑的還原反應(yīng)可以在甲醇、乙醇、丙醇等質(zhì)子性溶劑 中進(jìn)行，也可以在四氫呋喃、氯仿、二氯甲烷、三氯甲垸、1,4-二氧六環(huán)等非 質(zhì)子溶劑中進(jìn)行。所述有機(jī)金屬試劑為鋅、錫或二氯亞錫。所述芳香醛為苯甲醛或鄰位、間位或?qū)ξ挥甥u素、羥基、硝基、垸氧基或 烷基取代的苯甲醛。所述的有機(jī)酸為乙酸、甲酸、丙酸、檸檬酸、酒石酸中的任何一種，其用 量一般為硝基甲烷的1.0 5.0倍，優(yōu)選用量為硝基甲烷的1.5~2.5倍。本發(fā)明的反應(yīng)方程式如下本發(fā)明合成的產(chǎn)物，經(jīng)核磁共振數(shù)據(jù)表明，其結(jié)構(gòu)與N-甲基硝酮類化合 物一致，表明N-甲基硝酮類化合物合成成功。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果1、 本發(fā)明采用硝基甲烷、芳香醛為原料，以機(jī)金屬試劑為鋅、錫等為金 屬還原劑，采用一鍋法加熱回流，直接合成N-甲基硝酮類化合物，其工藝簡 單，合成路線短，不僅可以節(jié)約合成時(shí)間，還可以節(jié)約原料，是合成硝酮類化 合物有效而且便捷的方法。2、 原料廉價(jià)易得，反應(yīng)條件溫和，易于操作，合成成本低。3、 本發(fā)明合成的N-甲基硝酮類化合物為純品，產(chǎn)品質(zhì)量好；合成產(chǎn)率高在92%以上。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例對本發(fā)明的化合物及其合成方法作進(jìn)一步說明。 實(shí)施例l: a-苯基-N-甲基硝酮的合成將硝基甲烷(2.66克，43.6毫摩爾)與鋅粉(2.95克，45.4毫摩爾)加 入250毫升的圓底燒瓶中，再加入150毫升95%的乙醇作溶劑，把混合液在冰 水浴中冷卻至1(TC以下后，將乙酸(5.4克)滴加到反應(yīng)液中，反應(yīng)3小時(shí)后，在反應(yīng)液中加入苯甲醛(2.3克，21.8毫摩爾)，直接加熱至65'C，回流反應(yīng)3 小時(shí)后，柱層析分離得到目標(biāo)產(chǎn)物2.71克。產(chǎn)率92.2%。 其反應(yīng)式如下CH3NQ2ZnCHO光譜數(shù)據(jù)，HNMR (400MHz， CDC13): ^ (ppm) :3.88(s， 3H， N-C//3)， 7.37(s， 1H， C-7Z)， 7.42(d， /=2.4Hz， 2H， Ph-ZZ)， 7.43(d， /二0.9Hz， 1H， Ph-//)， 8.22(dd， 《/=3.0， 6.6Hz， 2H， Ph畫//)。實(shí)施例2: a-(4-甲氧苯基)-N-甲基硝酮的合成將硝基甲垸(2.66克，43.6毫摩爾)與鋅粉(2.95克，45.4毫摩爾)加 入250毫升的圓底燒瓶中，再加入150毫升95%的乙醇作溶劑，把混合液在冰 水浴中冷卻至l(TC以下后，將乙酸(5.4克)滴加到反應(yīng)液中，反應(yīng)3個(gè)小時(shí) 后，在反應(yīng)液中加入對甲氧基苯甲醛(2.95克，21.8毫摩爾)直接加熱至65。C， 回流反應(yīng)3小時(shí)，柱層析分離得到3.4克目標(biāo)產(chǎn)物。產(chǎn)率94.4%。其反應(yīng)式如下ZnCH3N02OCH，合成產(chǎn)物的光譜數(shù)據(jù)iHNMR (400MHz， CDC13):《(ppm) :3.85(s， 6H， OC坊，NC坊)，6.94(d， J:8.8Hz， 2H， Ph-/f)， 7.29(s， 1H， CW)， 8.21(d， 《/ =8.8Hz， Ph-機(jī)實(shí)施例3: a-(2-氯苯基)-N-甲基硝酮的合成將硝基甲垸(2.66克，43.6毫摩爾)與鋅粉(2.95克，45.4毫摩爾)加 入250毫升的圓底燒瓶中，再加入150毫升95。/。的乙醇作溶劑，把混合液在冰 水浴中冷卻至l(TC以下后，將乙酸(5.4克)滴加到反應(yīng)液中，反應(yīng)3個(gè)小時(shí) 后，在反應(yīng)液中加入2-氯苯甲醛(3.05克，21.8毫摩爾)，直接加熱至65。C， 回流反應(yīng)2小時(shí)，柱層析分離得到3.3克目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率89.2%。其反應(yīng)式如下CH3N02ZnCHO CIH3C光譜數(shù)據(jù)'HNMR (400MHz， CDC13): ^ (ppm) :3.88(s， 3H， NC坊)， 7.36(s， 1H， C-/^)， 8.27(d， 《/=8.8Hz， 2H， Ph-//)， 8.38(d， J= 8.8Hz， 2H，5實(shí)施例4: a-(2，4-二氯苯基)-N-甲基硝酮的合成將硝基甲烷(2.66克，43.6毫摩爾)與鋅粉(2.95克，45.4毫摩爾)加 入250毫升的圓底燒瓶中，再加入150毫升95%的乙醇作溶劑，把混合液在冰 水浴中冷卻至l(TC以下后，將乙酸(5.4克)滴加到反應(yīng)液中，反應(yīng)3個(gè)小時(shí) 后，在反應(yīng)液中加入2，4-二氯苯甲醛(2.65克，21.8毫摩爾)，直接加熱至65°C， 回流反應(yīng)液l小時(shí)，柱層析分離得到4.07克目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率91.5%。其反應(yīng)式如下光譜數(shù)據(jù)1HNMR (400MHz， CDC13): 5 (ppm) :3.88 (s， 3H， NC//3)， 7.35(dd， J-8.8, 2.0Hz， 1H， C-//)， 7.46(d， J二2.0Hz, 1H， Ph-ZZ)， 7.84(s， 1H， C隱//)， 9.34(d， A8.8Hz， 1H， Ph-ZZ)。實(shí)施例5: a-(3,4，5-三甲氧)苯基-N-甲基硝酮的合成將硝基甲垸(2.66克，43.6毫摩爾)與鋅粉(2.95克，45.4毫摩爾)加 入250毫升的圓底燒瓶中，再加入150毫升95%的乙醇作溶劑，把混合液在冰 水浴中冷卻至l(TC以下后，將乙酸(5.4克)滴加到反應(yīng)液中，反應(yīng)3個(gè)小時(shí) 后，在反應(yīng)液中加入3，4，5-三甲氧基苯甲醛(3.8克，21.8毫摩爾)，直接加熱 至65'C，回流反應(yīng)3小時(shí)，柱層析分離得到4.51克目標(biāo)產(chǎn)物，產(chǎn)率92%。其反應(yīng)式如下CO.合成產(chǎn)物的光譜數(shù)據(jù)'HNMR(400MHz， CDC13)《(ppm): 3.87(s， 3H， NC//3)， 3.90(s， 9H， OC坊)，7.32(s， 1H， C-外7.59(s， 2H， Ph母
權(quán)利要求
1、一鍋法合成N-甲基硝酮類化合物的方法，其特征在于將硝基甲烷與金屬還原劑以1∶1～1∶5的摩爾比溶于有機(jī)溶劑中，冷卻至0～10℃，加入硝基甲烷摩爾量1～5倍的乙酸反應(yīng)2.5～3.5小時(shí)；再加入硝基甲烷摩爾量0.4～1.0倍的芳香醛，在25～78℃下反應(yīng)1～3小時(shí)，分離得到目標(biāo)化合物。
2、 如權(quán)利要求l所述一鍋法合成N-甲基硝酮類化合物的方法，其特征在 于所述有機(jī)溶劑為甲醇、乙醇、丙醇，四氫呋喃、氯仿、二氯甲垸、三氯甲 烷、1，4-二氧六環(huán)中的任何一種。
3、 如權(quán)利要求l所述一鍋法合成N-甲基硝酮類化合物的方法，其特征在 于所述金屬還原劑為鋅、錫或二氯亞錫。
4、 如權(quán)利要求l所述一鍋法合成N-甲基硝酮類化合物的方法，其特征在于所述芳香醛為苯甲醛或鄰位、間位或?qū)ξ挥甥u素、羥基、硝基、烷氧基或垸基取代的苯甲醛。
5、 如權(quán)利要求l所述一鍋法合成N-甲基硝酮類化合物的方法，其特征在于所述的有機(jī)酸為乙酸、甲酸、丙酸、檸檬酸、酒石酸中的任何一種。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種一鍋法合成N-甲基硝酮類的化合物的方法，該方法是先將硝基甲烷用金屬還原劑還原，然后直接在反應(yīng)液中加入芳香醛，加熱回流就可以得到高產(chǎn)率的目標(biāo)產(chǎn)物。本發(fā)明采用硝基甲烷、芳香醛為原料，以有機(jī)金屬試劑鋅、錫等為還原劑，采用一鍋法加熱回流，直接合成N-甲基硝酮類化合物。本發(fā)明所提供的方法具有合成路線短，工藝簡單，易于操作，原料廉價(jià)易得，反應(yīng)條件溫和，合成成本低，產(chǎn)品質(zhì)量好，產(chǎn)率高的特點(diǎn)，是合成N-甲基硝酮類化合物有效而且便捷的方法。
文檔編號C07C251/00GK101514169SQ200910021680
公開日2009年8月26日 申請日期2009年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月12日
發(fā)明者穎 傅, 劉彥華, 張懷遠(yuǎn), 姣 李, 王明珠, 肖彩芹, 胡雪梅, 菲 裴 申請人:西北師范大學(xué)