式(I)的1-茚滿醇和1-茚滿胺——其中Y為取代的羥基或氨基——構(gòu)成了許多農(nóng)學活性物質(zhì)的重要結(jié)構(gòu)元素,例如WO 2004/069814 A1和WO 2007/112834 A1中所公開的。
J.A.Pincock等人:“The Photochemistry of Conformationally Rigid Benzylic Esters:2,2-Dimethyl-1-indanyl Acetates and Pivalates”,The Journal of Organic Chemistry 1995,13,4067,記載了通過還原相應(yīng)的1-茚滿酮來制備1-茚滿醇的方法。
Hui Fang等人:“Rapid Catalyst Screening by a Continuous-Flow Microreactor lnterfaced with Ultra-High-Pressure Liquid Chromatography”,The Journal of Organic Chemistry 2010,16,5619,記載了由相應(yīng)的3-(3,4-二甲氧基苯基)-2,2-二甲基丙腈出發(fā)或由?;s醛胺(acylaminal)前體出發(fā)來合成茚滿胺的方法。
由C.Pierre,O.Baudoin,Org.Lett.2011,13,1816和N.Martin,C.Pierre,M.Davi,R.Jazzar,O.Baudoin,O.Chem.–Eur.J.2012,18,4480可知2-鹵代酮(IIa)或2-鹵代化合物(IIb)的鈀(0)催化的芳基化。在兩種情況下,起始化合物(IIa)和(IIb)均為這樣的化合物:其中相對于苯環(huán)上的鹵素原子,在2位上的碳原子不帶有氫原子(式IIa中的C=O,式IIb中的CRY,其中R和Y各自均不為氫):
然而,這些文獻中指出的用于制備1-茚滿醇和1-茚滿胺的方法均局限于在實驗室規(guī)模上進行,原因在于它們存在許多缺點且因此不適于工業(yè)生產(chǎn)。經(jīng)由2-鹵代化合物的鈀催化芳基化的已知現(xiàn)有技術(shù)方法的另一非常顯著的缺點在于:迄今為止它們僅被記載用于起始化合物(IIa)和(IIb)——其中相對于苯環(huán)上的鹵素原子,在2位上的碳原子不帶有氫原子——并因此導(dǎo)致其中R不為氫的1-茚滿醇和1-茚滿胺(Ia)的形成。
然而,對于制備上述農(nóng)學活性物質(zhì)而言,式(I)的1-茚滿醇和1-茚滿胺仍是人們感興趣的中間體,即,其中被基團Y取代的碳原子仍帶有氫原子的那些。
本發(fā)明的目的是提供用于制備1-茚滿醇和1-茚滿胺的方法,其克服了現(xiàn)有技術(shù)中已知方法的缺點。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn),1-茚滿醇和1-茚滿胺可通過1-(2-鹵代苯基)烷-1-醇或1-(2-鹵代苯基)烷-1-胺的鈀催化的芳基化而高收率地制備。
因此,本發(fā)明提供用于制備通式(I)的1-茚滿醇和1-茚滿胺的方法,其包括在膦配體、堿和溶劑的存在下,在鈀催化下,在高溫下使1-(2-鹵代苯基)烷-1-醇或1-(2-鹵代苯基)烷-1-胺(II)反應(yīng),
且其中基團、符號和下標定義如下:
Y為NR1R2或OR3,
R1為氫或COR4,
R2為COR4,
或者R1和R2一起形成基團COCH2CH2CO或CO-亞苯基-CO,
R3為Si(R5)3或新戊酰基(2,2-二甲基丙?;?,
R4為(C1-C6)-烷基或苯基,
R5為(C1-C6)-烷基或苯基,
Hal為氯、溴或碘,
R為氟、(C1-C3)-烷基或(C1-C3)-烷氧基,
X1為氫或(C1-C6)-烷基,
X2為氫或(C1-C6)-烷基,
X3為氫或(C1-C6)-烷基,
X4為氫或(C1-C6)-烷基,
或者
X1和X2,或
X3和X4,或
X1和X3與它們所連接的碳原子一起在每種情況下形成3至7元飽和環(huán),
或者
Y和X1與它們所連接的碳原子一起形成5至7元飽和環(huán),
m為0、1、2或3。
合適的鈀催化劑為例如Pd(OAc)2、Pd2dba3(三(二亞芐基丙酮)二鈀(0))、PdCl2和PdBr2,其中優(yōu)選為Pd(OAc)2。通常鈀催化劑的用量為0.1至10mol%,優(yōu)選為1至10mol%,更優(yōu)選為1至5mol%,基于化合物(II)計。
合適的膦配體為例如三烷基膦、三環(huán)烷基膦(例如三環(huán)己基膦)、三芳基膦(例如三苯基膦)、三鄰甲苯基膦、三(4-二甲基氨基苯基)膦和烷基二芳基膦(例如丁基二苯基膦),其中特別優(yōu)選為三苯基膦。膦也可以鹽形式使用,例如與HBF4的鹽。通常膦配體的用量為0.1至10mol%,優(yōu)選為1至10mol%,更優(yōu)選為1至5mol%,基于化合物(II)計。
鈀催化劑和膦配體可作為單獨的化合物使用或有利地以預(yù)制配合物的形式使用——例如,作為四(三苯基膦)鈀使用,其是特別優(yōu)選的。
合適的堿為例如堿金屬的碳酸鹽、碳酸氫鹽、磷酸鹽、醇鹽及羧酸鹽,例如,Li2CO3、Na2CO3、K2CO3、NaHCO3、KHCO3、K3PO4、K2HPO4、NaOMe、NaOEt、NaOiPr、NaOtBu、KOMe、KOEt、KOiPr、KOtBu、NaOAc、KOAc、NaOPiv(新戊酸鈉)、KOPiv、NaOCOPh及KOCOPh或這些堿的混合物。優(yōu)選碳酸鹽和羧酸鹽的混合物。特別優(yōu)選K2CO3和KOPiv的混合物。堿通常以1至5摩爾比使用,基于化合物(II)計。
合適的溶劑為例如芳族化合物,如甲苯、二甲苯、氯苯及苯甲醚;醚,如二丁醚、二苯醚及聚乙二醇醚;酯,如乙酸丁酯和乙酸異丙酯;酰胺,如二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺及二丁基甲酰胺,或其混合物。特別優(yōu)選為芳族溶劑,例如二甲苯。
本發(fā)明的制備方法通常在高于100℃至最高達所述溶劑的沸點的高溫下進行。優(yōu)選的范圍為120至150℃。如果所述溶劑的沸點低于此,則在超大氣壓力下進行是有利的。
所述方法優(yōu)選用于上述式的化合物,其中所述基團、符號和下標定義如下:
Y為NR1R2或OR3,
R1為氫或COR4,
R2為COR4,
R3為Si(R5)3或2,2-二甲基丙?;?,
R4為叔丁基,
R5為異丙基,
Hal為溴或碘,
R為氟、甲基或甲氧基,
X1為氫或甲基,
X2為氫或甲基,
X3為氫或甲基,
X4為氫或甲基,
或者
X1和X2,或
X3和X4,或
X1和X3與它們所連接的碳原子一起在每種情況下形成3至7元飽和環(huán),
或者
Y和X1與它們所連接的碳原子一起形成5至7元飽和環(huán),
m為0、1、2或3。
在式(I)和以下所有式中,具有多于兩個碳原子的烷基可為直鏈或支鏈的。烷基為例如甲基、乙基、正丙基或異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基或2-丁基、戊基及己基(例如,正己基、異己基和1,3-二甲基丁基)。
以下實施例說明本發(fā)明。
本文所用的縮寫為:
Ac 乙酸鹽 Cy 環(huán)己基 Cyp 環(huán)戊基
Me 甲基 Ph 苯基 Piv 新戊酸鹽
TiPs 三異丙基甲硅烷基
一般說明:
在惰性氣體下,引入鈀催化劑(0.015mmol,5mol%)、任選的膦配體(0.03mmol,10mol%)及堿(例如新戊酸鉀(0.030mmol,10mol%)和K2CO3(0.3mmol,1.0當量),并加入溶劑(3mL的二甲苯)和式(II)的化合物(0.3mmol,1.0當量)。然后將混合物在室溫下攪拌10分鐘,隨后加熱至140℃并在此溫度下攪拌16小時。在將混合物冷卻至室溫后,將其過濾,除去溶劑,并將殘余物通過色譜法進行純化。
實施例1:由[1-(2-溴苯基)-2,2-二甲基丙氧基](三異丙基)硅烷制備2,2-二甲基-2,3-二氫-1H-茚-1-基)氧基)三異丙基硅烷
根據(jù)一般說明進行該反應(yīng),使用5mol%的Pd(PPh3)4,且得到89%的收率。
1H NMR(300MHz,CDCl3,293K)δ1.01(s,3H),1.06-1.25(m,24H),2.60(d,J=15.2Hz,1H),2.75(d,J=15.2Hz,1H),4.93(s,1H),7.11-7.22(m,3H),7.29-7.38(m,1H)。
實施例2:由[1-(2-溴苯基)-環(huán)丙基乙氧基](三異丙基)硅烷制備((2’,3’-二氫螺[環(huán)丙烷-1,1’-茚]-3’-基)氧基)三異丙基硅烷
根據(jù)一般說明進行該反應(yīng),使用5mol%的Pd(PPh3)4,且得到69%的收率。
1H NMR(300MHz,CDCl3,293K)δ0.70-0.82(m,1H),0.85-0.96(m,1H),1.00-1.27(m,23H),2.31(d,J=7.2Hz,2H),5.60(t,J=7.2Hz,1H),6.67-6.76(m,1H),7.17-7.27(m,2H),7.39-7.46(m,1H)。
實施例3:由[1-(2-溴-4,5-二甲氧基苯基)-2,2-二甲基丙氧基](三叔丁基)硅烷制備((5,6-二甲氧基-2,2-二甲基-2,3-二氫-1H-茚-1-基)氧基)三異丙基硅烷
根據(jù)一般說明進行該反應(yīng),使用5mol%的Pd(PPh3)4,且得到84%的收率。
1H NMR(300MHz,CDCl3,293K)δ1.02(s,3H),1.06-1.25(m,24H),2.53(d,J=15.0Hz,1H),2.69(d,J=15.0Hz,1H),3.85(s,6H),4.86(s,1H),6.69(s,1H),6.89(s,1H)。
實施例4:由[1-(2-溴-5-甲氧基苯基)-2,2-二甲基丙氧基](三叔丁基)硅烷制備((6-甲氧基-2,2-二甲基-2,3-二氫-1H-茚-1-基)氧基)三異丙基硅烷
根據(jù)一般說明進行該反應(yīng),使用5mol%的Pd(PPh3)4,且得到81%的收率。
1H NMR(300MHz,CDCl3,293K)δ0.98(s,3H),1.05-1.28(m,24H),2.54(d,J=14.8Hz,1H),2.65(d,J=14.8Hz,1H),3.79(s,3H),4.90(s,1H),6.73(dd,J=2.5,8.1Hz,1H),6.89(d,J=2.5Hz,1H),7.04(d,J=8.1Hz,1H)。
實施例5:由[1-(2-溴-5-氟苯基)-2,2-二甲基丙氧基](三叔丁基)硅烷制備((6-氟-2,2-二甲基-2,3-二氫-1H-茚-1-基)氧基)三異丙基硅烷
根據(jù)一般說明進行該反應(yīng),使用5mol%的Pd(PPh3)4,且得到84%的收率。
1H NMR(300MHz,CDCl3,293K)δ1.00(s,3H),1.06-1.26(m,24H),2.55(d,J=15.0Hz,1H),2.68(d,J=15.0Hz,1H),4.90(s,1H),6.87(ddd,J=2.5,8.1,9.2Hz,1H),7.00(dd,J=2.5,8.7Hz,1H),7.07(dd,J=5.2,8.1Hz,1H)。
實施例6:由1-(2-溴苯基)-2,2-二甲基丙基2,2-二甲基丙酸酯制備2,2-二甲基-2,3-二氫-1H-茚-1-基2,2-二甲基丙酸酯
根據(jù)一般說明進行該反應(yīng),使用5mol%的Pd(PPh3)4,且得到95%的收率。
1H NMR(300MHz,CDCl3,293K)δ1.09(s,3H),1.16(s,3H),1.21(s,9H),2.69(d,J=15.3Hz,1H),2.87(d,J=15.3Hz,1H),5.81(s,1H),7.09-7.29(m,4H)。
實施例7:由1-(2-溴-5-甲氧基苯基)-2,2-二甲基丙基2,2-二甲基丙酸酯制備6-甲氧基-2,2-二甲基-2,3-二氫-1H-茚-1-基2,2-二甲基丙酸酯
根據(jù)一般說明進行該反應(yīng),使用5mol%的Pd(PPh3)4,且得到88%的收率。
1H NMR(300MHz,CDCl3,293K)δ1.09(s,3H),1.16(s,3H),1.22(s,9H),2.63(d,J=15.3Hz,1H),2.80(d,J=15.3Hz,1H),3.77(s,3H),5.79(s,1H),6.77-6.84(m,2H),7.05-7.12(m,1H)。
實施例8:由1-(2-溴-5-氟苯基)-2,2-二甲基丙基2,2-二甲基丙酸酯制備6-氟-2,2-二甲基-2,3-二氫-1H-茚-1-基2,2-二甲基丙酸酯
根據(jù)一般說明進行該反應(yīng),使用5mol%的Pd(PPh3)4,且得到76%的收率。
1H NMR(300MHz,CDCl3,293K)δ1.08(s,3H),1.16(s,3H),1.22(s,9H),2.65(d,J=15.4Hz,1H),2.81(d,J=15.4Hz,1H),5.76(s,1H),6.87-6.99(m,2H),7.08-7.15(m,1H)。
實施例9:由5-(2-溴苯基)-4,4-二甲基二氫呋喃-2(3H)-酮制備(3aR*,8bS*)-3a-甲基-3,3a,4,8b-四氫-2H-茚并[1,2-b]呋喃-2-酮
根據(jù)一般說明進行該反應(yīng),使用5mol%的Pd(PPh3)4,且得到88%的收率。
1H NMR(300MHz,CDCl3,293K)δ1.34(s,3H),2.45(d,J=17.8Hz,1H),2.51(d,J=17.8Hz,1H),2.87(d,J=16.4Hz,1H),3.00(d,J=16.4Hz,1H),5.32(s,1H),7.13-7.29(m,3H),7.36(d,J=7.2Hz,1H)。
實施例10:由2-[1-(2-溴苯基)-2-甲基丙基]-1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮制備2-(2-甲基-2,3-二氫-1H-茚-1-基)異吲哚啉-1,3-二酮
根據(jù)一般說明進行該反應(yīng),使用5mol%的Pd(PPh3)4,且得到收率為54%的反式異構(gòu)體。
1H NMR(300MHz,CDCl3,293K)δ1.27(d,J=6.8Hz,3H),2.65(dd,J=8.6,15.6Hz,1H),3.00-3.18(m,1H),3.37(dd,J=8.2,15.6Hz,1H),5.43(d,J=8.2Hz,1H),7.01(d,J=7.6Hz,1H),7.11-7.19(m,1H),7.20-7.30(m,2H),7.70-7.79(m,2H),7.82-7.91(m,2H)。
實施例11:由2-[1-(2-溴苯基)-2,2-二甲基丙基]-1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮制備2-(2,2-二甲基-2,3-二氫-1H-茚-1-基)異吲哚啉-1,3-二酮
根據(jù)一般說明進行該反應(yīng),使用5mol%的Pd(PPh3)4,且得到86%的收率。
1H NMR(300MHz,CDCl3,293K)δ0.64(s,3H),0.83(s,3H),2.34(d,J=15.6Hz,1H),2.87(d,J=15.6Hz,1H),4.9(s,1H),6.66-6.77(m,2H),6.80-6.89(m,2H),7.16-7.33(m,3H),7.42-7.49(m,1H)。
實施例12:由2-[1-(2-溴-5-甲基苯基)-2-甲基丙基]-1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮經(jīng)2-[(1R,2S)-2,6-二甲基-2,3-二氫-1H-茚-1-基]-1H-異吲哚-1,3(2H)-二酮來制備(1R,2S)-2,6-二甲基茚滿-1-胺
首先根據(jù)一般說明進行該反應(yīng),使用5mol%的Pd(PPh3)4,且得到收率為55%的初級產(chǎn)物。
1H NMR(300MHz,CDCl3,293K)δ1.24(d,J=7.0Hz,3H),2.25(s,3H),2.58(dd,J=8.0,15.7Hz,1H),2.97-3.15(m,1H),3.32(dd,J=8.2,15.7Hz,1H),5.37(d,J=8.2Hz,1H),6.80(s,1H),7.03(d,J=7.5Hz,1H),7.14(d,J=7.5Hz,1H),7.70-7.78(m,2H),7.80-7.90(m,2H)。
然后在0℃下,將0.17mmol的2-(2,6-二甲基-2,3-二氫-1H-茚-1-基)異吲哚啉-1,3-二酮在1mL甲醇和1mL THF中的溶液與1.7mmol的水合肼混合。然后將混合物在室溫下攪拌12小時。將混合物過濾并濃縮。將殘余物在DCM和水之間分配,并將有機相分離并使用飽和NaHCO3洗滌。經(jīng)MgSO4干燥并濃縮后,獲得收率為98%的固體產(chǎn)物。
1H NMR(300MHz,CDCl3,293K)δ1.25(d,J=6.7Hz,3H),1.68(s,2H),1.90-2.08(m,1H),2.35(s,3H),2.44(dd,J=9.5,15.3Hz,1H),2.99(dd,J=7.7,15.3Hz,1H),3.76(d,J=8.3Hz,1H),7.01(d,J=7.5Hz,1H),7.08(d,J=7.5Hz,1H),7.13(s,1H)。
實施例13:由[1-(2-溴苯基)-2-甲基丙氧基](三異丙基)硅烷制備三異丙基((2-甲基-2,3-二氫-1H-茚-1-基)氧基)硅烷
使用不同的鈀催化劑、膦配體和不同量的堿進行該反應(yīng)。這些在不同條件下所完成的實驗的結(jié)果列于下表中:
順式異構(gòu)體:1H NMR(300MHz,CDCl3,293K)δ0.99(d,J=6.9Hz,3H),1.08-1.25(m,21H),2.56-2.68(m,2H),2.92(dd,J=7.1,15.7Hz,1H),5.29(d,J=5.8Hz,1H),7.17-7.25(m,3H),7.35-7.43(m,1H)。
反式異構(gòu)體:1H NMR(300MHz,CDCl3,293K)δ1.05-1.31(m,24H),2.34-2.57(m,2H),3.10-3.33(m,1H),4.98(d,J=5.0Hz,1H),7.19-7.28(m,3H),7.37-7.46(m,1H)。