專(zhuān)利名稱(chēng)：5-(α-甲氧基芐基)吡咯類(lèi)化合物與制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)微量酸敏感的吡咯類(lèi)化合物，特別是一種5- ( α -甲氧基芐基) 吡咯類(lèi)化合物與制備方法和應(yīng)用。該類(lèi)化合物在微量酸存在下即發(fā)生芐氧鍵斷裂及二聚反 應(yīng)，可用于測(cè)定有機(jī)溶劑中含有的微量酸，從而建立一種嶄新的測(cè)定方法，特別適用于測(cè)定 氘代核磁溶劑中所含有的微量酸，包括氘代氯仿中因?yàn)樽陨矸纸馑a(chǎn)生的酸，可利用核磁 共振譜儀直接進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)利用核磁共振譜手段觀察該反應(yīng)速度，即可確定該氘代試劑 中酸的濃度。該方法簡(jiǎn)潔方便，可靠，只需消耗少量氘代樣品和試劑。
背景技術(shù)：
對(duì)于水溶液中的酸的濃度的測(cè)定，已有比較成熟的儀器和方法，比如堿滴定法、酸 度計(jì)法以及PH試紙法等。但對(duì)于有機(jī)溶劑中的微量酸來(lái)說(shuō)，目前比較常用的方法是用水萃 取后在用堿滴定。例如，鹵代烷烴中通常含有微量的氫鹵酸，對(duì)其濃度的測(cè)定國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的 方法都是這種滴定法。比如，氯仿是一種常見(jiàn)的鹵代烴類(lèi)有機(jī)溶劑，因?yàn)榇娣胚^(guò)程中暴露于空氣紫外光 使其部分分解二產(chǎn)生少量的氯化氫。對(duì)于其氯化氫含量的測(cè)定，工業(yè)上通常采用水提取和 堿滴定的方法。這種方法通常需要上百毫升的樣品。這對(duì)于某些比較貴重的有機(jī)溶劑，比 如核磁共振上使用的氘代鹵代烴溶劑中酸的測(cè)定來(lái)說(shuō)，未免過(guò)于昂貴。時(shí)至今日，對(duì)用于核磁共振測(cè)定中廣泛使用的氘代試劑中少量的酸測(cè)定，尚缺 乏一種簡(jiǎn)便的、樣品消耗量小的方法。例如，氘代氯仿(CDCl3)是一種最為常見(jiàn)的核磁溶 劑。目前市場(chǎng)上所銷(xiāo)售的氘代氯仿中酸的含量通常沒(méi)有給出明確指標(biāo)，但通常是在10_2 10_4mol/L范圍。事實(shí)上，關(guān)于氘代氯仿中酸的含量國(guó)際上尚無(wú)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。由于氘代氯仿中的酸會(huì)對(duì)許多化合物的核磁測(cè)定產(chǎn)生影響，而且酸的濃度在儲(chǔ)存 和運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)因?yàn)槁确路纸獾闹饾u分解而增加，因此有必要開(kāi)發(fā)一種發(fā)便的用于檢測(cè)和 控制其中酸的濃度的方法，以便對(duì)經(jīng)常日常使用的氘代氯仿中酸的濃度及變化進(jìn)行檢測(cè)和 監(jiān)控。鑒于氘代試劑通常采用較小的小包裝，對(duì)氘代氯仿中的酸濃度的測(cè)定時(shí)，若傳統(tǒng)的用 于工業(yè)氯仿的堿滴定的方法，因需要比較大量的樣品而不太適用。因此，新的檢測(cè)方法的關(guān) 鍵應(yīng)該是盡量降低樣品的消耗量。近來(lái)L. R. Cohen等曾報(bào)道了一種在氯仿中加入四苯基卟啉以捕獲游離的質(zhì)子，進(jìn) 而通過(guò)紫外光譜變化測(cè)定其中的酸的濃度的方法(L.R. Cohen et al. J. Coord. Chem. 2009, 62，1743-1753)。該方法的特點(diǎn)是基于四苯基卟啉與質(zhì)子之間的化學(xué)計(jì)量反應(yīng)。對(duì)于氘代核磁溶劑中酸的測(cè)定來(lái)說(shuō)，采用核磁共振譜手段進(jìn)行檢測(cè)是一個(gè)優(yōu)先選 項(xiàng)，但是這種手段用來(lái)檢測(cè)質(zhì)子參予的化學(xué)計(jì)量反應(yīng)，檢測(cè)的靈敏度將受到很大的限制。關(guān)于酸性條件下的芐氧鍵斷裂，已有研究通常是在過(guò)量的濃酸作用下，或者有過(guò) 量的其它親核試劑(如，水)存在下進(jìn)行(M. C. Lopeza et al. J. Phys. Org. Chem. 2008，21， 614-621)。此外，有機(jī)化學(xué)中對(duì)酸敏感的化合物并不少見(jiàn)，但在微量酸存在下所導(dǎo)致的單一 選擇性的反應(yīng)，并且其反應(yīng)物為便于儲(chǔ)存和應(yīng)用的穩(wěn)定性固體的例子尚未見(jiàn)公開(kāi)報(bào)道。
吡咯是一種重要的芳香類(lèi)化合物，與苯類(lèi)芳烴相比，它的富電子性不僅使其能夠 穩(wěn)定其α -位的芐氧鍵斷裂所生成的碳正離子中間體，而且使其本身還具有很高的親核反 應(yīng)活性。已知的吡咯類(lèi)化合物已有種類(lèi)繁多；關(guān)于吡咯類(lèi)化合物的合成方法也有很多報(bào)道， 如傳統(tǒng)的Knorr合成法、Paal-Knorr合成法、Hantzsch和Kenner合成法、及近些年來(lái)的金 屬催化合成法等。但是，在吡咯的α-位連有甲氧基取代的芐基的吡咯類(lèi)化合物，則未見(jiàn)報(bào) 道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在微量酸催化下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)方法，能有效地用 于測(cè)定有機(jī)溶劑中含有的微量酸的化合物。更具體地，本發(fā)明提供一種對(duì)微量酸敏感的 5-(α_甲氧基芐基)吡咯類(lèi)化合物、其制備方法和在微量酸測(cè)定上的應(yīng)用。該類(lèi)化合物在 微量酸存在下即發(fā)生芐氧鍵斷裂及二聚反應(yīng)，可定量測(cè)定測(cè)定有機(jī)溶劑中含有的微量酸。 這種催化反應(yīng)方式能夠大大提高對(duì)酸的檢測(cè)靈敏度，從而建立一種嶄新的測(cè)定方法。這種方法特別適用于測(cè)定氘代核磁溶劑中所含有的微量酸，包括氘代氯仿中因?yàn)?自身分解所產(chǎn)生的酸，原因在于它可利用核磁共振譜儀直接進(jìn)行測(cè)量，即通過(guò)利用核磁共 振譜手段觀察該反應(yīng)速度，來(lái)確定氘代試劑中酸的濃度，因此該方法方便、簡(jiǎn)潔、可靠；此 外，這種方法只需消耗少量氘代核磁溶劑樣品，這一特點(diǎn)對(duì)測(cè)量比較昂貴的氘代試劑中所 含有的微量酸的濃度尤為重要。本發(fā)明提供的5_( α-甲氧基芐基)吡咯類(lèi)化合物具有式I結(jié)構(gòu)，其中，R1是苯基或取代的苯基；R2是烷基；R3是苯基或取代的苯基；R4是氫、烷基或 取代烷基、苯基或取代的苯基。上述烷基是指C1-C6的直鏈或支鏈的烷基；取代烷基是指被一個(gè)或多個(gè)鹵素、羰 基、羥基、烷氧基、腈基、烷基?；?、烷氧基酰基、羥基?；?、氨基?；虬坊；〈耐?基；取代的苯基是指苯環(huán)上被一個(gè)或多個(gè)烷基、鹵素、羥基、烷氧基取代的苯基。式I結(jié)構(gòu)的化合物的特征是，其中的富電子的吡咯環(huán)對(duì)其OC-位的甲氧基離去所產(chǎn) 生的碳正離子具有穩(wěn)定化作用，因而可以促進(jìn)該基團(tuán)在酸催化下的離去；該甲氧基還處于 R1基團(tuán)(苯基或取代苯基)的OC-位，因此該芐氧鍵在微量酸的催化下即很容易發(fā)生斷裂。 此外，處于吡咯環(huán)上1、2和3位的取代基R2和R3、R4，亦可對(duì)甲氧基的離去起到輔助作用。本發(fā)明提供了上述式I化合物在微量酸催化下發(fā)生反應(yīng)，所得到的二聚產(chǎn)物，其 結(jié)構(gòu)為式II
權(quán)利要求
1. 一種2_( α -甲氧基芐基)吡咯類(lèi)化合物，其特征在于它具有式⑴的結(jié)構(gòu)其中，R1是苯基或取代的苯基；R2是烷基；R3是苯基或取代的苯基；R4是氫、烷基或取代 烷基、苯基或取代的苯基；其中，烷基是指C1-C6的直鏈或支鏈的烷基；取代烷基是指被一個(gè)或多個(gè)商素、羰基、羥 基、烷氧基、腈基、烷基?；?、烷氧基?；?、羥基?；被；虬坊；〈耐榛?；取代 的苯基是指苯環(huán)上被一個(gè)或多個(gè)烷基、鹵素、羥基、烷氧基取代的苯基。
2.按照權(quán)利要求1所述的2-(α-甲氧基芐基)吡咯類(lèi)化合物，其特征在于=R1為Wk p-Me-Ph, p-nPrO-Ph 或 p-Cl-Ph ；R2 為 Me、Et ；R3 為 Ph、p-Me-Ph、p-Et-Ph 或 p-iPr-Ph ；R4 為 Ph, p-Me-Wi、p-MeO-Ph, n-Bu-Ph, COOEt 或 H。
3.—種權(quán)利要求1所述的式I化合物的二聚產(chǎn)物，其特征在于它具有式(II)的結(jié)構(gòu)II其中，R1，R2，R3和R4具有與權(quán)利要求1相同的定義。
4. 一種用于合成權(quán)利要求1所述的式I化合物，其特征在于它具有式(III)所示的結(jié)構(gòu)其中，R1, R2和R3具有與權(quán)利要求1相同的定義。
5.權(quán)利要求1所述的式I化合物的制備方法，其特征在于它包括的步驟將式(III)的 化合物與式(IV)的化合物反應(yīng)；式(III)化合物的制備方法的步驟是將式(V)的化合物首 先轉(zhuǎn)化成酰氯，再與式(VI)的化合物反應(yīng)，產(chǎn)物再經(jīng)過(guò)皂化和酸化；或?qū)⑹?V)的化合物， 在DCC存在下直接與式(VI)的化合物反應(yīng)，產(chǎn)物再經(jīng)過(guò)皂化和酸化；其中R1W和R4具 有權(quán)利要求1給出的定義，反應(yīng)式N
6.權(quán)利要求3所述的式II化合物的制備方法，其特征在于它包括的步驟是將式(I)的 化合物，在微量酸存在下反應(yīng)，以獲得式(II)的化合物，其中R1，R2，R3和R4具有權(quán)利要求 1所給出的定義
7.權(quán)利要求1或2所述的式I化合物的在測(cè)定有機(jī)溶劑中微量酸的應(yīng)用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的式I化合物的在測(cè)定有機(jī)溶劑中微量酸的應(yīng)用，其特征在于 它用于測(cè)定氘代氯仿中的微量酸包括以下步驟1)將用滴定的方法測(cè)定過(guò)的已知酸濃度的氘代氯仿為標(biāo)準(zhǔn)物，用核磁共振法監(jiān)測(cè)的方法測(cè)定式I化合物在該到的溶劑中發(fā)生二聚反應(yīng)的速率，得到酸的濃度與反應(yīng)速度對(duì)應(yīng)的 線性關(guān)系的工作曲線；2)用核磁共振法監(jiān)測(cè)的方法測(cè)定式I化合物在任一待測(cè)氘代氯仿樣品中的二聚反應(yīng) 速率，并通過(guò)上一步所得到的工作曲線，得到該氘代氯仿樣品中酸的濃度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于在以5-(甲氧基)苯甲基-1-甲基-2，3-二 苯基吡咯作為測(cè)量試劑時(shí)，包括以下具體步驟1)準(zhǔn)確稱(chēng)取5-(甲氧基)苯甲基-1-甲基-2，3-二苯基吡咯6. OOmg,轉(zhuǎn)移入干凈的核 磁管中，向其中加入0. 60ml氘代氯仿樣品，立即進(jìn)行1H NMR數(shù)據(jù)采集，每隔數(shù)分鐘采集一 次數(shù)據(jù)，直至反應(yīng)進(jìn)行到三個(gè)半衰期以后；通過(guò)對(duì)核磁譜圖積分確定反應(yīng)物與產(chǎn)物的濃度 變化；以原料濃度的對(duì)數(shù)對(duì)時(shí)間線性擬合得到一條直線，其斜率為反應(yīng)速度常數(shù)；2)按照上述步驟，采用一系列已知酸濃度的氘代氯仿樣品，得到反映反應(yīng)速度常數(shù)與 酸濃度線性關(guān)系的工作曲線；3)再對(duì)未知酸度的氘代氯仿樣品進(jìn)行上述測(cè)定，得到其反應(yīng)速度常數(shù)，代入所得工作 曲線，求得其酸度值。
10.一種新的檢測(cè)有機(jī)溶劑中微量酸的方法，其特征在于采用一種微量酸催化下發(fā)生 的化學(xué)反應(yīng)，且其反應(yīng)速度與酸的濃度成正比，因而可以通過(guò)觀察反應(yīng)深度來(lái)確定酸的濃 度；這種催化反應(yīng)的方式可以大大提高對(duì)微量酸的檢出靈敏度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測(cè)定有機(jī)溶劑中含有的微量酸的方法，這種方法所采用的試劑，即5-(α-甲氧基芐基)吡咯類(lèi)化合物，及其合成方法。該類(lèi)化合物是一種對(duì)微量酸敏感的化合物，在微量酸催化下發(fā)生芐氧鍵斷裂及二聚反應(yīng)，其反應(yīng)速度與酸的濃度具有線性關(guān)系，因而可以通過(guò)測(cè)定反應(yīng)速度來(lái)確定酸的濃度。該方法特別適用于借助核磁共振譜手段測(cè)定氘代核磁溶劑中所含的微量酸，包括氘代氯仿中因?yàn)樽陨矸纸馑a(chǎn)生的酸。其特點(diǎn)是只需消耗少量氘代試劑樣品，非常方便、快速、實(shí)用和經(jīng)濟(jì)。
文檔編號(hào)C07D207/333GK102134213SQ20101061959
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者吳宗緒, 孫懷林, 張永坡, 朱門(mén), 王小偉 申請(qǐng)人:南開(kāi)大學(xué)