本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，具體是合成咪唑烷及其衍生物的雜環(huán)結(jié)構(gòu)的簡易方法。
背景技術(shù)：
：咪唑烷及其衍生物在生物活性研究、分析化學(xué)研究及作為有機合成中間體等方面都有著廣泛的應(yīng)用，另外對該類化合物進行一系列的改造，引入多個酚羥基，呋喃基，吡啶基等，可具有良好的化學(xué)生物性質(zhì)，在消除自由基和抗氧化方面的應(yīng)用尤為突出。迄今為止，咪唑烷及其衍生物的雜環(huán)結(jié)構(gòu)的合成途徑主要利用的是鄰二胺與羰醛類化合物縮合合成，但這種方法受限于所使用的二胺化合物，且操作困難、條件苛刻、復(fù)雜耗時、產(chǎn)率低、成本高。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而公開一種設(shè)備簡單、操作方便、成本低、產(chǎn)率高、純度高的合成咪唑烷及其衍生物的雜環(huán)結(jié)構(gòu)的簡易合成方法。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：利用專利CN101531630B“合成不對稱手性雙Schiff堿簡易方法”合成不對稱手性雙Schiff堿與各種醛類化合物為原料，有序的更換各種醛類的加入次序，通過親核反應(yīng)，質(zhì)子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，還原與成環(huán)反應(yīng)，有效的合成結(jié)構(gòu)可控的咪唑烷及其衍生物的雜環(huán)結(jié)構(gòu)，其合成路線如下：R＝苯基，2位吡啶，4位吡啶，R1～R4＝有機基團。合成方法具體步驟如下：1、取0.01～1mol不對稱手性雙Schiff堿化合物于適合的圓底燒瓶，加入0.1～15mol無水乙醇，搖勻，于磁力攪拌器室溫攪拌約2h；2、稱取0.04～4mol硼氫化鈉溶于0.1～15mol無水乙醇中，在攪拌下緩慢滴加到上述的乙醇溶液中，反應(yīng)12h，待反應(yīng)溶液幾乎為無色透明清液時，在55℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中旋干，加適量水攪拌成白色渾濁液，然后在攪拌下緩慢滴加稀HCl調(diào)節(jié)pH＝7，過濾，得白色固體，在35℃真空干燥箱中干燥，待用，產(chǎn)率為67.8％～90.3％；3、稱取步驟2得到的白色固體0.01～1mol于適合的圓底燒瓶中，加入0.1～15mol無水乙醇，置于磁力攪拌器中攪拌，用冰水浴控制溫度在0-5℃，緩慢加入0.01～1mol醛的乙醇溶液，激烈攪拌下滴加0.5mol·L-1的鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH＝5-6，保持反應(yīng)4h，然后，控制溫度在10-20℃反應(yīng)26h；4、反應(yīng)完畢，于水浴60℃下旋干，加入體積比為5：5：1的CH3OH：CH2Cl2：CH3CH2OH的混合溶液溶解，放置揮發(fā)有大量白色晶狀固體析出，過濾，干燥，得到咪唑啉及其衍生物的雜環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物，產(chǎn)率為76.7％～89.5％。取少量干燥產(chǎn)品，經(jīng)元素分析、IR光譜、核磁、質(zhì)譜以及X-射線單晶衍射都可確定產(chǎn)物為咪唑烷及其衍生物的雜環(huán)結(jié)構(gòu)的目標化合物。本發(fā)明的優(yōu)點是：1、本發(fā)明方法實質(zhì)性進步在于：無須通過活性過渡金屬與鑭系金屬的催化作用使Schiff堿類化合物形成C-C鍵后，再通過復(fù)雜反應(yīng)制得，直接用硼氫化鈉還原雙Schiff堿類化合物，再用醛類化合物直接關(guān)環(huán)，即可獲得咪唑烷及其衍生物的雜環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物；2、本發(fā)明方法不僅可以應(yīng)用于設(shè)計合成帶有特定官能團的咪唑烷及其衍生物，還可以將其進一步改造合成為所需要的化合物；3、本發(fā)明合成方法的設(shè)備簡單，操作方便；4、本發(fā)明合成方法產(chǎn)物容易生成，純度高，產(chǎn)率也高，適合推廣應(yīng)用。附圖說明圖1為實施例1還原產(chǎn)物a的IR光譜圖；圖2為實施例1還原產(chǎn)物a的核磁1HNMR譜圖；圖3為實施例1還原產(chǎn)物a的核磁13CNMR的譜圖；圖4為實施例1還原產(chǎn)物a的質(zhì)譜MS譜圖；圖5為實施例1還原產(chǎn)物a的分子晶體結(jié)構(gòu)圖；圖6為實施例1化合物1的IR光譜圖；圖7為實施例1化合物1的核磁1HNMR譜圖；圖8為實施例1還原產(chǎn)物1的核磁13CNMR的譜圖；圖9為實施例1化合物1的質(zhì)譜MS譜圖；圖10為實施例1化合物1的分子晶體結(jié)構(gòu)圖。具體實施方式下面結(jié)合實施例對本
發(fā)明內(nèi)容作進一步的闡述，但不是對本
發(fā)明內(nèi)容的限定。實施例11、取0.02mol2-[1，2-二((E)-2-羥基苯亞甲氨基)-2-(2-吡啶基)乙基]呋喃于50ml圓底燒瓶中，加入15ml無水乙醇，搖勻，于磁力攪拌器室溫攪拌約2h。2、稱取0.08mol硼氫化鈉溶于15mol無水乙醇中，在攪拌下緩慢滴加到上述的乙醇溶液中，反應(yīng)12h，待反應(yīng)溶液幾乎為無色透明清液時，在55℃下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中旋干，加適量水攪拌成白色渾濁液，然后在攪拌下緩慢滴加稀HCl調(diào)節(jié)pH＝7，過濾，得白色固體，在35℃真空干燥箱中干燥，為還原產(chǎn)物a，待用，產(chǎn)率為84.2％。3、稱取步驟2得到的白色固體0.02mol于適合的圓底燒瓶中，加入15mol無水乙醇，置于磁力攪拌器中攪拌，用冰水浴控制溫度在0-5℃，緩慢加入0.02mol水楊醛的乙醇溶液，激烈攪拌下滴加0.5mol·L-1的鹽酸調(diào)節(jié)溶液的pH＝5-6，保持反應(yīng)4h，然后，控制溫度在10-20℃反應(yīng)26h。4、反應(yīng)完畢，于水浴60℃下旋干，加入體積比為5：5：1的CH3OH：CH2Cl2：CH3CH2OH的混合溶液溶解，放置揮發(fā)有大量白色晶狀固體析出，過濾，干燥，得到咪唑烷及其衍生物的雜環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物1，產(chǎn)率為81.6％。上述反應(yīng)式為：產(chǎn)品經(jīng)元素分析、IR光譜、核磁、質(zhì)譜以及X-射線單晶衍射確定產(chǎn)物為咪唑啉及其衍生物的雜環(huán)結(jié)構(gòu)的目標化合物1，并對還原產(chǎn)物a進行了分析。1、先對還原產(chǎn)物a分析，參照圖1-5，其測試結(jié)果如下：1.1、元素分析1.2、IR光譜3341cm-1(v)，3246cm-1(v)，2895cm-1(v)，2857cm-1(v)，1620cm-1(v)，1591cm-1(v)，1474cm-1(δ)，1247cm-1(vas)，1108cm-1(vs)，756cm-1(δ)；(1)在3341cm-1(v)為O-H伸縮振動(2)在3246cm-1(v)為N-H伸縮振動(3)在2895cm-1(v)，2857cm-1(v)為CH2、CH碳氫伸縮振動(4)在1620cm-1(v)為芳環(huán)、吡啶環(huán)C＝C、C＝N雙鍵伸縮振動(5)在1591cm-1(v)，1474cm-1(δ)為苯環(huán)骨架振動(6)在1247cm-1(vas)為C-O伸縮振動(7)在756cm-1(δ)為苯環(huán)鄰位特殊吸收峰。1.3、核磁1HNMR(500MHz，DMSO-d6)：δ9.85(s，2H)，8.55(d，J＝4.0Hz，1H)，7.74(td，J＝7.6，1.7Hz，1H)，7.59(d，J＝1.1Hz，1H)，7.33–7.23(m，2H)，7.03(m，2H)，6.95–6.90(m，1H)，6.89–6.83(m，1H)，6.70–6.57(m，4H)，6.41(dd，J＝3.1，1.8Hz，1H)，6.25(d，J＝3.0Hz，1H)，4.07(t，J＝10.9Hz，2H)，3.60(d，J＝14.1Hz，1H)，3.53(d，J＝14.0Hz，1H)，3.46–3.35(m，2H)，3.03(s， 2H)；13CNMR(500MHz，DMSO-d6)：δ160.52，157.08，154.06，149.53，142.61，136.67，128.99，128.26，125.10，124.89，123.57，122.88，118.98，115.64，110.62，108.77，65.78，59.95，48.39，48.06。1.4、質(zhì)譜#m/zΙ％1416.0100.02439.01.16ESI-MSm/z：416.1[M-H]-，439.1[M+Na]+。1.5、X-射線單晶衍射該化合物的晶體結(jié)構(gòu)用SHELXS-97程序由直接法解出，非氫原子坐標是在以后的數(shù)輪差值Fourier合成中陸續(xù)確定的，對部分非氫原子的坐標及各向異性熱參數(shù)用SHELXS-97程序，以最小二乘法對結(jié)構(gòu)進行精修。表2還原產(chǎn)物a的晶體數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)修正參數(shù)表3化合物a的主要鍵長鍵角數(shù)據(jù)2、對目標化合物1進行分析，參照圖6-10，結(jié)果如下：2.1、元素分析2.2、IR光譜3289cm-1(v)，3047cm-1(v)，2847cm-1(v)，2727cm-1(v)，1599cm-1(v)，1491cm-1(δ)，1454cm-1(v)，1377cm-1(v)，1257cm-1(v)，1147cm-1(v)，750cm-1(δ)；(1)在3289cm-1(v)處為O-H伸縮振動(2)在3047cm-1(v)處為芳環(huán)C-H伸縮振動(3)在2847cm-1(v)處為CH2飽和碳氫伸縮振動(4)在1599cm-1(v)，1491cm-1(δ)，1454cm-1(v)為芳環(huán)、吡啶環(huán)C＝C、C＝N雙鍵伸縮振動，苯環(huán)骨架振動(5)在1257cm-1(v)處為C-O伸縮振動(6)在750cm-1(δ)處為苯環(huán)鄰位特殊吸收峰。2.3、核磁1HNMR(500MHz，DMSO-d6)：δ11.14(s，1H)，9.24(d，J＝17.0Hz，2H)，8.35(d，J＝4.3Hz，1H)，7.36(tt，J＝5.4，2.7Hz，1H)，7.33(d，J＝6.8Hz，1H)，7.17–7.11(m，1H)，7.06(d，J＝1.0Hz，1H)，7.03(dd，J＝7.0，5.3Hz，1H)，6.95(d，J＝7.8Hz，1H)，6.89(t，J＝6.6Hz，1H)，6.86–6.83(m，2H)，6.80(dd，J＝10.6，4.6Hz，2H)，6.72(t，J＝7.3Hz，1H)，6.53(dd，J＝10.2，5.0Hz，3H)，6.43(t，J＝7.4Hz，1H)，5.89(dd，J＝3.1，1.8Hz，1H)，5.69(d，J＝3.1Hz，1H)，4.56(s，1H)，4.44(d，J＝9.3Hz，1H)，4.39(d，J＝9.3Hz，1H)，3.75(d，J＝14.8Hz，1H)，3.70(d，J＝5.6Hz，2H)，3.61(d，J＝14.6Hz，1H)；13CNMR(500MHz，DMSO-d6)：δ159.55，158.17，155.87，151.91，148.11，142.12，135.91，132.10，131.16，130.41，130.19，128.23，128.15，123.33–122.71，122.68，122.27，119.36–118.20，116.95，115.17，110.24，108.65，87.22，69.55，64.23，49.83，49.37。2.4、質(zhì)譜#m/zΙ％1520.1100.02542.18.7ESI-MSm/z：520.2[M+H]+，542.1[M+Na]+。2.5、X-射線單晶衍射該化合物的晶體結(jié)構(gòu)用SHELXS-97程序由直接法解出，非氫原子坐標是在以后的數(shù)輪差值Fourier合成中陸續(xù)確定的，對部分非氫原子的坐標及各向異性熱參數(shù)用SHELXS-97程序，以最小二乘法對結(jié)構(gòu)進行精修。表5化合物1的晶體數(shù)據(jù)及結(jié)構(gòu)修正參數(shù)表6化合物1的主要鍵長鍵角數(shù)據(jù)實施例2按照實施例1的方法步驟，不同的是，步驟1的反應(yīng)物為2-[1，2-二((E)-2-羥基苯亞甲氨基)-2-(2-吡啶基)乙基]苯酚，其反應(yīng)式為：步驟2還原產(chǎn)物為b，步驟4目標化合物為2。產(chǎn)品經(jīng)元素分析、IR光譜、核磁、質(zhì)譜以及X-射線單晶衍射確定產(chǎn)物為咪唑啉及其衍生物的雜環(huán)結(jié)構(gòu)的目標化合物2，并對還原產(chǎn)物b進行了分析。1、先對還原產(chǎn)物b分析，其測試結(jié)果如下：1.1、元素分析1.2、IR光譜3297cm-1(v)，2967cm-1(v)，2916cm-1(v)，1583cm-1(v)，1496cm-1(m)，1467cm-1(m)，1393cm-1(vs)，1247cm-1(w)，1079cm-1(δ)，749cm-1(δ)；(1)在3297cm-1(v)為O-H伸縮振動(2)在2967cm-1(v)為N-H伸縮振動(3)在2916cm-1(v)，2857cm-1(v)為CH2、CH碳氫伸縮振動(4)在1583cm-1(v)，1467cm-1(δ)為苯環(huán)骨架振動(5)在1247cm-1(vas)為C-O伸縮振動(6)在749cm-1(δ)為苯環(huán)鄰位特殊吸收峰。1.3、核磁1HNMR(500MHz，DMSO-d6)：δ：3.40(d，2H，J＝14.75Hz，CH2)，3.46(d，2H，J＝14.75Hz，CH2)，3.55(t，2H，J＝13.78Hz，NH)，4.04(d，H，J＝7.50Hz，CH)，4.21(d，H，J＝7.46Hz，CH)，6.64～6.86(m，6H，PhH)，7.02～7.10(m，6H，PhH)，7.18(d，1H，J＝7.74Hz，PyH)，7.30(q，1H，J＝5.01Hz，PyH)，7.70(t，1H，J＝1.12Hz，PyH)，8.54(d，1H，J＝4.52Hz，PyH)。1.4、質(zhì)譜#m/zΙ％1442.0100.02463.01.13ESI-MSm/z：440.4[M-H]-，463.8[M+Na]+。2、對目標化合物2進行分析，結(jié)果如下：2.1、元素分析2.2、IR光譜3341cm-1(v)，3048cm-1(v)，2851cm-1(v)，2711cm-1(s)，1606cm-1(s)，1496cm-1(δ)，1247cm-1(vas)，1115cm-1(vs)，734cm-1(δ)；(1)在3341cm-1(v)處為O-H伸縮振動(2)在3048cm-1(v)處為芳環(huán)C-H伸縮振動(3)在2851cm-1(v)處為CH2飽和碳氫伸縮振動(4)在1606cm-1(v)，1496cm-1(δ)為芳環(huán)、吡啶環(huán)C＝C伸縮振動，苯環(huán)骨架振動(5)在1247cm-1(v)處為C-O伸縮振動(6)在734cm-1(δ)處為苯環(huán)鄰位特殊吸收峰。2.3、核磁1HNMR(500MHz，DMSO-d6)：δ：3.57～3.68(m，4H，CH2)，4.49(d，1H，J＝9.20Hz，CH)，4.60(d，1H，J＝9.00Hz，CH)，4.54(s，1H，CH)，6.42～6.56(m，8H，PhH)，6.69～6.84(m，8H，PhH)，6.89～6.91(m，1H，PyH)，7.09(t，1H，J＝7.48Hz，PyH)，7.18～7.21(m，1H，PyH)，8.32(d，1H，J＝4.00Hz，PyH)，9.11(s，4H，OH)；13CNMR(500MHz，DMSO-d6)：δ：51.0，51.3，68.8，69.3，116.4，116.4，117.0，117.0，118.8，119.8，119.8，120.1，120.1，120.3，120.3，123.5，123.5，124.4，125.0，129.2，129.2，129.9，130.8，131.6，132.9，132.9，133.8，137.2，149.3，157.0，157.6，157.6，159.8，159.8。2.4、質(zhì)譜#m/zΙ％1546.4100.02568.12.14ESI-MSm/z：546.4[M+H]+，568.1[M+Na]+。實施例3按照實施例1的方法步驟，不同的是，步驟1的反應(yīng)物為2-[1，2-二((E)-2-羥基苯亞甲氨基)-2-(4-吡啶基)乙基]苯酚，步驟3加入的是甲醛，其反應(yīng)式為：步驟2還原產(chǎn)物為c，步驟4目標化合物為3。產(chǎn)品經(jīng)元素分析、IR光譜、核磁、質(zhì)譜以及X-射線單晶衍射確定產(chǎn)物為咪唑啉及其衍生物的雜環(huán)結(jié)構(gòu)的目標化合物3，并對還原產(chǎn)物c進行了分析。1、先對還原產(chǎn)物c分析，其測試結(jié)果如下：1.1、元素分析1.2、IR光譜3301cm-1(v)，3053cm-1(v)，2858cm-1(v)，2721cm-1(v)，1600cm-1(m)，1457cm-1(s)，1249cm-1(s)，1105cm-1(v)，748cm-1(δ)；(1)在3301cm-1(v)為O-H伸縮振動(2)在3053cm-1(v)為N-H伸縮振動(3)在2858cm-1(v)，2857cm-1(v)為CH2、CH碳氫伸縮振動(4)在1600cm-1(v)為芳環(huán)、吡啶環(huán)C＝C、C＝N雙鍵伸縮振動(5)在1457cm-1(v)，1474cm-1(δ)為苯環(huán)骨架振動(6)在1249cm-1(vas)為C-O伸縮振動(7)在748cm-1(δ)為苯環(huán)鄰位特殊吸收峰。1.3、核磁1HNMR(500MHz，DMSO-d6)：δ：8.60(d，2H，J＝4.98Hz)，7.42(d，3H，PyH)，7.19–7.32(m，6H，PhH)，6.83–7.01(m，6H，PhH)，4.14(d，1H，J＝8.31Hz，CH)，4.09(d，1H，J＝8.38Hz，CH)，3.75(q，4H，CH)，3.72(d，2H)。1.4、質(zhì)譜#m/zΙ％1440.4100.02463.81.20ESI-MSm/z：440.4[M-H]-，463.8[M+Na]+。2、對目標化合物3進行分析，結(jié)果如下：2.1、元素分析2.2、IR光譜3406cm-1(s)，3087cm-1(s)，2988cm-1(m)，1607cm-1(s)，1461cm-1(s)，1426cm-1(m)，1247cm-1(s)，755cm-1(s)；(1)在3406cm-1(v)處為O-H伸縮振動(2)在3087cm-1(v)處為芳環(huán)C-H伸縮振動(3)在2988cm-1(v)處為CH2飽和碳氫伸縮振動(4)在1607cm-1(v)，1491cm-1(δ)，1461cm-1(v)為芳環(huán)、吡啶環(huán)C＝C、C＝N雙鍵伸縮振動，苯環(huán)骨架振動(5)在1247cm-1(v)處為C-O伸縮振動(6)在755cm-1(δ)處為苯環(huán)鄰位特殊吸收峰。2.3、核磁1HNMR(500MHz，DMSO-d6)：δ：3.63(q，4H，J＝7.00Hz，CH2)，3.82(d，1H，J＝13.33Hz，CH)，3.95(d，1H，J＝13.33Hz，CH)，4.45～4.57(m，2H，CH2)，4.93(s，3H，OH)，6.63～6.81(m，6H，PhH)，6.92～7.25(m，6H，PhH)，7.38(d，2H，J＝5.89Hz，PyH)，8.50(d，2H，J＝5.87Hz，PyH)；13CNMR(500MHz，DMSO-d6)：δ：49.3，54.6，69.3，73.3，75.1，115.1，115.7，116.4，116.8，119.2，119.7，119.7，121.5，123.6，123.6，129.1，129.1，130.5，130.9，131.1，131.3，131.5，148.2，148.2，148.7，155.4，155.8，156.1。2.4、質(zhì)譜#m/zΙ％1454.1100.02476.13.7ESI-MSm/z：454.1[M+H]+，476.1[M+Na]+。當前第1頁1 2 3