專利名稱：一種從三氟甲基唑酮合成三氟甲基吡咯類化合物的方法
技術領域：
本發明涉及一種雜環有機化合物的合成方法，進一步說是一種從三氟甲基噁唑酮合成三氟甲基吡咯類化合物的方法。
三氟甲基雜環化合物的生物活性以及它們在醫藥和農藥上的應用前景越來越受到人們的關注(Welch，J.H.，Tetrahedron，43，3123，1987;Filler.R.etal“Biomedicina Aspect of Fluorine Chemistry”，Kodasha Ltd.Tokyo.1982Yoshika，H.etal，J.Syn.Chem.Jpn.42，809，1984)，三氟甲基吡咯類化合物正被開發成一類新型殺蟲劑和殺螨劑(Chem.&Lnd.773，1990)，但是目前仍缺少有效地合成三氟甲基雜環化合物的方法，通常采用的是直接對雜環分子進行三氟甲基化和轉化雜環分子的甲基、三氯甲基或羧基成為三氟甲基的方法，不僅反應步驟多，操作不方便，而且總收率不高，反應所采用的氟化或三氟甲基化試劑，價格昂貴，毒性高。田偉生等也報導了一個通過三氟甲基噁唑酮與活化的碳-碳不飽和鍵的1，3-偶極環加成反應合成三氟甲基吡咯的方法(Weisheng Tian etal，CCl，2，219，1991)。該方法的特點是利用方便、易制備的帶有三氟甲基的合成片端，在合成雜環骨架時引入三氟甲基。三氟甲基噁唑酮與活化的碳-碳不飽和鍵化合物在回流的乙酸酐中反應，首先給出環加成產物-[2，2，1]橋環化合物，它經堿處理脫羧后產生三氟甲基吡咯化合物。反應如下式所示
至今，三氟甲基雜環類化合物的簡便合成方法仍是人們不斷探索的課題。
本發明的目的是提供一種從三氟甲基噁唑酮合成三氟甲基吡咯類化合物的方法，用本發明的方法也可制備三氟甲基吡咯啉類化合物。
本發明的方法是在堿存在下，三氟甲基噁唑酮和活化的碳-碳不飽和鍵化合物在室溫下反應，就可以直接獲得三氟甲基吡咯類化合物。如下式所示
反應過程是涉及到一個Micheat加成一類Mannich加成和脫羧反應。
具體地說本發明的方法是一種從分子式為
2-三氟甲基噁唑酮(1)和分子式為
的活化的碳-碳不飽和鍵化合物(5)在室溫和堿(6)作用下反應，制備分子式為
的三氟甲基吡咯類化合物(7)的方法。其中R和R′可以是H、C1-4的烷基，芳環基或雜環基，所述的芳環基可以是苯基、硝基苯基、萘基、烷基苯基、甲氧基苯基、芐基、鹵代苯基等，鹵代苯基是指氟、氯或溴取代的苯基。雜環基可以是吡啶基、呋喃基、吡喃基等。EWG是代表吸電子基團，如氰基、酯基、三氟甲基、硝基、異氰基、酰基、烷基磺酰基等。L是離去基團，如氯、溴、氰基、羧基等。所述堿是有機胺類化合物，最好是叔胺或具叔胺結構的氮雜環，如三乙胺，乙基二異丙基胺，三戊胺，三辛胺，三苯胺，N，N-二乙基苯胺，N，N′-四甲基乙二胺，1，4，7-三甲基1，4，7-三氮雜環壬烷，1，5-二氮二環[4，3，0]壬烯-5，1.8-二氮二環[5.4，0]+-烯-7等。
采用本發明的方法時，化合物(1)與(5)的克分子比可以是1∶1-10，推薦1∶1-1.5。化合物(1)與堿(6)的克分子比可以是1∶0.5-2，推薦1∶1-1.5。采用更過量的化合物(5)或堿(6)時，對本發明的反應無顯著影響。
為有利反應進行，本發明的方法可以在有機溶劑中進行，如苯、乙腈、二氯甲烷、氯仿、四氫呋喃、乙醚、乙二醇二甲醚等。若本發明方法在有機溶劑中進行時，有機溶劑的用量只要能溶解反應物即可，而更多的極性溶劑用量對反應也無影響。
采用本發明的方法時，反應時間≥1小時，推薦1-8小時，延長反應時間，還可進一步提高得率。
本發明的方法與已有技術相比，具有反應步驟少，條件溫和，操作簡便和收率高的優點，不僅可用于合成三氟甲基吡咯類化合物，而且也適用于制備三氟甲基吡咯啉類化合物。
下述實施例將有助于理解本發明，但不限制本發明。
實施例一2-三氟甲基-4-氰基-5-苯基吡咯的合成溶解458mg2-三氟甲基-5-苯基噁唑酮和0.25ml2-氯丙烯腈在2ml二氯甲烷中，滴加0.28ml三乙胺后，反應混合物在室溫攪拌反應4小時，減壓除去溶劑，殘留物經柱層析分離得337mg2-三氟甲基-4-氰基-5-苯基吡咯，收率70%，呈無色結晶，產物分析結果如下M.P.218-219℃IR，ν(KCl)2200(CN)cm-11HNMR(DMSO-d6)，δ7.78(2H，dd，J＝8，1.6Hz，Ar-H)，7.54(3H，m，Ar-H)，7.28(1H，brS)ppm.
19F NMR(DCCl3)，δ-16.6(S，CF2)ppm.
MS m/e237(M++1)，236(M+)，216(M+-HF)C12H7N3F2計算值C，61.02;H，2.98;N，11.85實測值C，60.85;H，2.74;N，11.79實施例二實施條件如實施例1所述，不同之處及結果列于表1中。
表中產物分析數據如下2-三氟甲基-4-氰基-5-苯基吡咯(7a)M.P.218-219℃IR，ν(KCl)2200(CN)cm-11HNMR(DMSO-d6)7.78(2H，dd，J＝8，1.6Hz，Ar-H)，7.54(3H，m，Ar-H)，7.28(1H，brS)ppm.
19F NMR(CDCl2)-16.6(S，CF3)ppm.
MS m/e237(M++1)，236(M+)，216(M+-HF)C12H7N3F2計算值C，61.02;H，2.98;N，11.85實測值C，60.82;H，2.74;N，11.792-三氟甲基-4-氰基-5-對氯苯基吡咯(7b)M.P.237-238℃IR，ν(KCl)2202(CN)cm-11HNMR(DCCl3)7.84(2H，ddd，J＝9.0，3.0，1.0Hz，Ar-H)，7.62(2H，ddd，J＝9.0，3.0，1.0Hz，Ar-H)，7.20(1H，d，J＝1Hz，吡咯-H)ppm.
19F NMR(DCCl2)-16.7(S，CF3)ppm.
MS m/e272(同位素峰)，271(M++1)，270(M+)，252，250(M+-HF).
C13H6N3ClF2計算值C，53.33;H，2.22;N，10.37實測值C，53.28;H，2.20;N，9.712-三氟甲基-4-氰基-5-對甲氧基苯基吡唑(7c)M.P.180℃IR，ν2200(CN)cm-11HNMR(CDCl2)7.70(2H，d，J＝9Hz，Ar-H)，7.05(2H，d，J＝9Hz，Ar-H)，6.90(1H，brS，吡咯-H)，3.87(3H，S，OCH2)ppm.
19F NMR(CH2Cl2)-17.3(S，CF2)ppm.
MS m/e267(M+)，251(M+-16)，247(M+-HF)C13H9N2OF3計算值C，58.65;H，3.40;N，10.52實測值C，58.46;H，3.12;N，10.442-三氟甲基-4-氰基-5-芐基吡咯(7d)M.P.120-122℃IR，ν(KCl)2200(CN)cm-11HNMR(CDCl3)7.2-7.6(5H，m，Ar-H)，6.7(1H，brS，吡咯-H)，4.1(2H，S，-CH2Ar)ppm.
19F NMR(CH2Cl2)-16.7(S，CF3)ppm.
MS m/e250(M+)，230(M+-HF)C13H9N2F3計算值C，62.6;H，3.2;N，11.2實測值C，62.2;H，3.4;N，10.92-三氟甲基-3-苯基-4-氰基-5-苯基吡咯(7e)M.P.116-118℃IR，ν(KCl)2200(CN)cm-11HNMR(CDCl2)7.2-7.6(10H，m，Ar-H)ppm.
MS m/e313(M++1)C19H11N2F3計算值C，69.2;H，3.5;N，8.9實測值C，68.8;H，3.9;N，8.82-三氟甲基-3-對硝基苯基-4-氰基-5-苯基吡咯(7f)M.P.203～205℃IR，ν(KCl)2200(CN)cm-1
1HNMR(CDCl2)7.2-7.5(9H，m，Ar-H)ppm.
MS m/e359(M++2)，357(M+)，312C19H18N2O3F2計算值C，60.5;H，2.8;N，11.7實測值C，59.97;H，2.9;N，11.42-三氟甲基-3-(α-呋喃)-5-苯基吡咯(7g)M.P.96-98℃IR，ν(KCl)2200(CN)cm-11HNMR(CDCl2)7.3-7.8(5H，m，Ar-H)，6.3(2H，m，呋喃環上質子)，4.5(1H，m，呋喃環上質子)ppm.
MS m/e303(M++1)C16H9N2OF2計算值C，63.5;H，3.0;N，9.2實測值C，63.4;H，3.4;N，8.82.4-雙三氟甲基-5-苯基吡咯(7i)油狀物IR，ν(薄膜)3460(NH)，3400，3250，3050，1720，1620cm-11HNMR(CDCl2)7.50(5H，m，Ar-H)，6.88(1H，brS，吡咯-H)ppm.
19F NMR(CH3Cl2)-17.8(S，CF2)，-22.1(S，CF3)ppm.
MS m/e280(M++1)，279(M+)，258C12H7NF6計算值C，51.62;H，2.53;N，5.01實測值C，51.54;H，2.64;N，5.152.4-雙-三氟甲基-5-(對氯苯基)吡咯(7j)油狀物IR，ν(薄膜)3480(NH)，3250，1718，1620cm-11HNMR(CDCl2)7.44(4H，m，Ar-H)，6.88(1H，brS，吡咯-H)ppm.
19F NMR(CH3Cl2)-16.9(S，CF2)，-21.9(S，CF3)ppm.
MS m/e315(同位索峰)，313(M+)，295，293C12H6NClF4計算值C，45.95;H，1.93;N，4.46實測值C，45.74;H，2.15;N，4.662.4-雙-三氟甲基-5-(對甲氧基苯基)吡咯(7h)油狀物
IR，ν(薄膜)3260(NH)，1622，1604cm-11HNMR(CDCl2)7.43(2H，d，J＝9Hz，Ar-H)，6.87(2H，d，J＝9Hz，Ar-H)，6.84(1H，brS，吡咯-H)，3.85(3H，S，CH2O)ppm.
19F NMR(CH2Cl2)-17.6(S，CF2)，-22.0(S，CF3)ppm.
MS m/e310(M++1)，309(M+)，289C13H9NOF4計算值C，50.49;H，2.93;N，4.53實測值C，50.27;H，2.97;N，4.42表1
實施例三采用分子式為
為活化的碳-碳不飽和鍵化合物，1.8-二氮二環[5，4，0]+-烯-7為堿化合物，(1)、(5)和(6)的克分子比為1∶5∶2時，在苯為溶劑和室溫下反應，其余同實施例1，結果如表2所示表2
實施例四采用分子
為活化的碳-碳不飽和鍵化合物，乙基二異丙基胺存在下，化合物(1)，(5)和(6)的克分子比為1∶1∶1時，在乙二醇二甲醚溶劑中和室溫下反應，其余用實施例3，結果如表3所示表權利要求
1.一種從分子式為
的三氟甲基噁唑酮與分子式為
的活化的碳--碳不飽和鍵化合物反應，制備分子式為
的三氟甲基吡咯類化合物的方法，其中R或R′是C1-4的烷基、芳環基或雜環基，所述的芳環基可以是苯基、硝基苯基、萘基、烷基苯基、甲氧基苯基、芐基、鹵代苯基，雜環基可以是吡啶基、呋喃基、吡喃基、EWG是吸電子基團，如氰基、酯基、三氟甲基、異氰基、甲酮基、烷基磺酰基、硝基，L是離去基團，如氯，溴，氰基，羧基，其特征是在有機溶劑中，和叔胺存在下，室溫反應，所述的三氟甲基噁唑酮、活化的碳--碳不飽和鍵化合物與叔胺的克分子比是1∶1-10∶0.5-2。
2.一種如權利要求1所述的制備三氟甲基吡咯類化合物的方法，其特征是所述的叔胺是三乙胺、乙基二異丙基胺、1.5-二氮二環[4，3，0]壬烯-5與1.8-二氮二環[5，4，0]+-烯-7，或1，4，7-三甲基-1，4，7-三氮雜環壬烷，N，N-二乙基苯胺，N，N′-四甲基乙二胺。
3.一種如權利要求1所述的制備三氟甲基吡咯類化合物的方法，其特征是所述的三氟甲基噁唑酮、活化的碳-碳不飽和鍵化合物與叔胺的克分子比是1∶1-5∶1-1.5。
4.一種如權利要求1-3所述的制備三氟甲基吡咯類化合物的方法，其特征是所述的有機溶劑是乙腈、二氯甲烷、三氯甲烷、苯、四氫呋喃、乙醚或乙二醇二甲醚。
全文摘要
本發明涉及一種從三氟甲基唑酮與活化的碳-碳不飽和鍵化合物合成三氟甲基吡咯類化合物的方法。該方法是在有機溶劑和堿存在下進行室溫反應。具有反應條件溫和、操作簡便和收率高的特點。該法還適用于制備三氟甲基吡咯啉類化合物。
文檔編號C07D207/416GK1074439SQ9210830
公開日1993年7月21日 申請日期1992年1月17日 優先權日1992年1月17日
發明者田偉生, 羅雍容, 陳毓群 申請人:中國科學院上海有機化學研究所