一種催化制備2-氨基-3-苯磺酰-4h-吡喃衍生物的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于有機化學合成技術領域，具體涉及一種催化制備2-氨基-3-苯磺酰-4H-吡喃衍生物的方法。
【背景技術】
[0002] 4H-吡喃衍生物是天然產物的主要基本結構單元之一，也是構建其它雜環化合物 的中藥合成子。它們具有良好的生理活性和藥理活性，被廣泛地用于制備抗過敏、降血糖、 抗菌以及抗癌類藥物。當吡喃環上同時連有氨基和砜基時，又成為某些特殊天然產物的合 成子。因此，研究2-氨基-3-苯磺酰-4H-吡喃衍生物的制備具有非常重要的意義。作為4H-吡 喃衍生物的一種，比如2-氨基-3-苯磺酰-4H-吡喃衍生物的制備一般是通過芳香醛、5,5_二 甲基-1，3-環己二酮和苯磺酰乙腈，在無機或有機堿催化下完成，但是存在反應時間較長、 苛刻的反應條件、較低的轉化率和復雜的分離提純步驟等缺點。因此，開發一種綠色、高效、 方便快捷地制備2-氨基-3-苯磺酰-4H-吡喃衍生物的方法成為許多有機合成工作者普遍關 注的問題。
[0003] 離子液體是指在室溫或近于室溫下呈液態的鹽類。由于其具有不揮發、較寬的液 相范圍以及較好的化學穩定性而被作為綠色溶劑運用到有機合成反應中，而作為功能化離 子液體中的堿性離子液體，特別是布朗斯特堿性離子液體由于具有綠色無污染、有機和無 機化合物溶解性好、堿性位點分布均勻、產物易于進行分離及可循環使用等優點而被應用 到2-氨基-3-苯磺酰-4H-吡喃衍生物的制備過程中。比如Hongyun Guo等以弱堿性離子液體 HEAA(乙酸2-羥基乙銨)作為催化劑，乙醇水溶液作為溶劑的條件下高效地催化芳香醛、5， 5-二甲基-1，3-環己二酮和苯磺酰乙腈"一鍋法"制備出一系列的2-氨基-3-苯磺酰-4H-吡 喃衍生物，該方法具有較高的反應收率、溫和的反應條件和催化劑分離簡單且可以循環使 用等優點，其中從濾液中提取出的催化劑可以循環使用5次，其催化效率未有明顯降低 (Basic ionic liquid HEAA catalysed one-pot synthesis of novel 2-amin〇-3-phenylsulfonyl-4H-pyrans derivatives[J],Journal of Chemical Research,2013,37： 780~782)。
[0004] 由于上述方法所采用的HEAA堿性離子液體催化劑的堿度比較低，導致在使用時其 使用量較大（15%mol)。另外，反應后處理的操作比較復雜，其中反應產品需要洗滌和兩次 重結晶過程才能得到，而堿性離子液體催化劑循環使用前需要進行提純處理，原料利用率 低，不適宜工業化大規模使用。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于克服現有技術中利用堿性離子液體催化制備2-氨基-3-苯磺 酰-4H-吡喃衍生物過程中存在離子液體催化劑使用量和損失量均較大，原料利用率低、產 物提純過程復雜以及催化劑使用前需要進行提純處理等缺點，而提供一種催化劑催化活性 較好、原料利用率高、產物提純簡便及催化系統可直接循環使用的催化制備2-氨基-3-苯磺 酰-4H-吡喃衍生物的方法。
[0006]本發明所使用的堿性離子液體催化劑的結構式為：
[0008]本發明所提供的一種催化制備2-氨基-3-苯磺酰-4H-吡喃衍生物的方法，其化學 反應式為：
[0010] 其中反應中：芳香醛α)、5,5-二甲基-1，3-環己二酮（II)和苯磺酰乙腈（III)的摩 爾比為1:1:1，堿性離子液體催化劑的摩爾量是所用芳香醛的8~10%，反應溶劑95%甲醇 水溶液以毫升計的體積量為芳香醛以毫摩爾計的物質的量的5~8倍，反應壓力為一個大氣 壓，回流反應時間為2~5h，反應結束后冷卻至室溫，碾碎析出的固體，靜置，抽濾，濾渣經甲 醇洗滌、真空干燥后得到2-氨基-3-苯磺酰-4H-吡喃衍生物(IV)。濾液中含有的堿性離子液 體催化劑及少量未反應完的原料，可不經處理重復使用。
[0011] 本發明所用的芳香醛為苯甲醛、對氯苯甲醛、鄰氯苯甲醛、對甲基苯甲醛、對甲氧 基苯甲醛、對硝基苯甲醛、鄰硝基苯甲醛、間溴苯甲醛、2,4_二氯苯甲醛、對氟苯甲醛中的任 一種。
[0012] 本發明所使用的堿性離子液體催化劑的合成方法，參考相關材料（Biodiesel production by transesterification catalyzed by an efficient choline ionic liquid catalyst^Applied Energy?2013?108：333-339)〇
[0013] 本發明與其它堿性離子液體作催化劑的制備方法相比，具有以下優點：
[0014] 1、堿性離子液體的催化活性高，使用量少；
[0015] 2、反應原料利用率高，原子經濟性較好；
[0016] 3、催化劑不經任何處理可重復使用；
[0017] 4、反應條件比較溫和，便于實際操作；
[0018] 5、產物的提純過程簡便，便于工業化大規模生產。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本發明堿性離子液體催化劑在催化制備2-氨基-7,7-二甲基-4-苯基-3-苯 磺酰_7,8_二氫-4H-苯并吡喃-5(6H)_酮反應中循環使用時的產物收率變化圖。
[0020] 圖2為本發明堿性離子液體催化劑在催化制備2-氨基-7，7_二甲基-4-(4-氯苯 基)-3-苯磺酰-7，8-二氫-4H-苯并吡喃-5 (6H)-酮反應中循環使用時的產物收率變化圖。
[0021] 圖3為本發明堿性離子液體催化劑在催化制備2-氨基-7，7_二甲基-4-(2-氯苯 基)-3-苯磺酰-7，8-二氫-4H-苯并吡喃-5 (6H)-酮反應中循環使用時的產物收率變化圖。
[0022] 圖4為本發明堿性離子液體催化劑在催化制備2-氨基-7，7-二甲基-4-( 2，4-二氯 苯基)-3-苯磺酰-7，8-二氫-4H-苯并吡喃-5 (6H)-酮反應中循環使用時的產物收率變化圖。
【具體實施方式】
[0023] 本發明的實質特點和顯著效果可以從下述的實施例中得以體現，但它們并不對本 發明作任何限制，本領域的技術人員根據本發明的內容做出一些非本質的改進和調整，均 屬于本發明的保護范圍。下面通過【具體實施方式】對本發明作進一步的說明，其中實施例中 反應產物的測試表征使用的是德國Bruker公司的型號為AVANCE-II 500MHz的核磁共振儀； 紅外光譜測試表征采用的是德國Bruker公司的型號為Bruker tensor 37FT-IR紅外光譜儀 (KBr壓片）；反應產物的熔點采用毛細管法測定。
[0024] 實施例1
[0025] 將lmmol苯甲酸、lmmol 5,5_二甲基_1，3_環己二酬、lmmol苯橫醜乙臆和0.09mmol 堿性離子液體分別加入到盛有5ml 95%甲醇水溶液的帶有攪拌子和冷凝管的25ml單口瓶 中。加熱回流反應2.4h，TLC(薄板層析)檢測，原料點消失，冷卻至室溫，碾碎析出的固體，靜 置，抽濾，濾渣經甲醇洗滌、真空干燥后得到2-氨基-7，7-二甲基-4-苯基-3-苯磺酰-7，8-二 氫-4H-苯并吡喃-5 (6H)-酮，收率為91 %，濾液中直接加入苯甲醛、5，5-二甲基-1，3-環己二 酮和苯磺酰乙腈后進行重復使用。
[0026] 2-氨基-7,7-二甲基-4-苯基-3-苯磺酰-7,8-二氫-4H-苯并吡喃-5 (6H)-酮： m.p·157~159°C;IR(KBr):3447，3324，1657，1598，1210，1136cm-1;4 MMR(500MHz，DMS0-d6)J = 0.71(s，3H，CH3)，0.94(s，3H，CH3)，1.98~2.50(m，4H，CH2)，4.44(s，lH，CH)，7.03~ 7.51(m，12H，ArH，NH 2)
[0027] 實施例2
[0028] 將lmmol對氣苯甲酸、lmmol 5，5_二甲基_1，3_環己二酬、lmmol苯橫醜乙臆和 0.09mmol堿性離子液體分別加入到盛有8ml 95%甲醇水溶液的帶有攪拌子和冷凝管的 25ml單口瓶中。加熱回流反應2h，TLC(薄板層析)檢測，原料點消失，冷卻至室溫，碾碎析出 的固體，靜置，抽濾，濾渣經甲醇洗滌、真空干燥后得到2-氨基_7,7_二甲基-4-(4-氯苯基)- 3-苯磺酰-7，8-二氫-4H-苯并吡喃-5(6H)-酮，收率為92%，濾液中直接加入對氯苯甲醛、5， 5-二甲基-1，3-環己二酮和苯磺酰乙腈后進行重復使用。
[0029] 2-氨基-7,7-二甲基-4-(4-氯苯基）-3_苯磺酰-7，8_二氫-4H-苯并吡喃-5(6H)_ 酮：m.p. 181~183°C;IR(KBr) :3451,3332,1659,1628,1211,11320^^? 匪R(500MHz， DMS0-d6)j = 0.72(s，3H，CH3)，0.95(s，3H，CH3)，1.97~2.51(m，4H，CH2)，4.43(s，lH，CH)， 7.00~7.59(m，llH，ArH，NH 2)
[0030] 實施例3
[0031 ] 將lmmol鄰氣苯甲酸、lmmol 5，5_二甲基_1，3_環己二酬、lmmol苯橫醜乙臆和 O.lOmmol堿性離子液體分別加入到盛有6ml 95%甲醇水溶液的帶有攪拌子和冷凝管的 25ml單口瓶中。加熱回流反應2.8h，TLC(薄板層析)檢測，原料點消失，冷卻至室溫，碾碎析 出的固體，靜置，抽濾，濾渣經甲醇洗滌、真空干燥后得到2-氨基-7,7-二甲基-4-(2-氯苯 基)-3-苯磺酰-7，8-二氫-4H-苯并吡喃-5(6H)-酮，收率為89 %，濾液中直接加入鄰氯苯甲 醛、5，5-二甲基-1，3-環己二酮和苯磺酰乙腈后進行重復使用。
[0032] 2-氨基-7,7-二甲基-4-(2-氯苯基)-3-苯磺酰-7,8-二氫_4!1-苯并吡喃-5(6!1)-酮：m.p. 188~190°C;IR(KBr) :3455,3339,1671,1624,1217,1134(^^11 匪R(500MHz， DMS0-d6)j = 0.83(s，3H，CH3)，1.04(s，3H，CH3)，1.98~2.57(m，4H，CH2)，4.74(s，lH，CH)， 7.05~7.53(m，llH，ArH，NH2)
[0033] 實施例4
[0034] 將lmmol對甲基苯甲酸、