CN113248458B - 一种α-羰基酰胺化合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种α‑羰基酰胺化合物的制备方法，该方法包括在催化剂的作用下，以氧气作为氧化剂，化学式2所示α‑重氮酮化合物与化学式3所示环状二级胺化合物在有机溶剂中发生氧化酰胺化反应，获得化学式1所示α‑羰基酰胺化合物，其中，化学式1为
化学式2为
化学式3为
本发明的制备方法以氧气作为氧化剂，通过碘化亚铜催化α‑重氮酮与环状二级胺发生氧化酰胺化反应，获取α‑羰基酰胺化合物，反应条件温和，反应时间短，且反应的副产物仅为氮气，是绿色、高效制备α‑羰基酰胺化合物的有效途径。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种α-羰基酰胺化合物的制备方法。
背景技术
α-羰基酰胺化合物，是一类具有双羰基的酰胺类化合物，其结构广泛存在于许多天然产物、生物活性分子以及药物中。此外，α-羰基酰胺作为有机合成中的一个重要中间体，也常用于官能团的转化以及杂环的构建中。因此，α-羰基酰胺的制备方法引起了科学家们的广泛关注。早期制备α-羰基酰胺的主要方法是使用α-羰基酸或者α-羰基酰氯与胺反应，此外还可以通过α-羟基酰胺或者α-氨基酰胺氧化得到(方案1)，但是这些制备方法由于使用危险试剂、反应条件苛刻等原因，使其不能得到广泛应用。
在过去的几十年中，α-羰基酰胺的制备方法不断进行改进和报道。在这些方法中，氨基双羰基化反应以及氧化酰胺化由于原料简单易得等优点而被广泛研究。但是在过渡金属催化的芳基卤代物的氨基双羰基化反应中通常会得到单羰基化副产物。而使用苯甲酰甲醛，芳基甲基酮，苯乙炔，苯乙烯等原料在氧化酰胺化过程中，则具有较高的选择性(方案1)。
方案1合成α-羰基酰胺的常用方法
最近几年，铜催化的氧化酰胺化用于α-羰基酰胺的制备方法受到了广泛关注，这是由于铜催化剂在自然界中广泛存在，且价格便宜。例如，Zhang和Jiao报告了在吡啶(pyridine)和四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)的存在下，在甲苯(Toluene)溶液中，铜催化末端炔烃与苯胺的氧化酰胺化/双羰基化反应。随后，Jiao等人继续报道了在吡啶和2,2-联吡啶(2,2'-bipyridine)存在下，溴化亚铜催化的苯甲酰甲醛与胺的氧化脱氢交叉偶联反应(方案2)。这些反应通常需要复杂的反应体系，外加添加剂以及加热等条件。因此，开发一种简洁、高效绿色的α-羰基酰胺制备方法仍然是人们追求的目标。
方案2铜催化的氧化酰胺化制备α-羰基酰胺
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供了一种α-羰基酰胺化合物的制备方法。该制备方法以氧气作为氧化剂，通过碘化亚铜催化α-重氮酮与环状二级胺发生氧化酰胺化反应，获取α-羰基酰胺化合物，反应条件温和，反应时间短，且反应的副产物仅为氮气，是绿色制备α-羰基酰胺化合物的有效途径。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种α-羰基酰胺化合物的制备方法，其特征在于，所述α-羰基酰胺化合物的制备方法包括：
其中，Ar1选自：取代或未取代的苯基、萘、噻吩或呋喃；
Y选自：单键或C，X选自：C，N或O，且当Y选自单键时，X为C；
R1选自：H或苯基；
在催化剂的作用下，以氧气作为氧化剂，化学式2所示α-重氮酮化合物与化学式3所示环状二级胺化合物在有机溶剂中发生氧化酰胺化反应，获得化学式1所示α-羰基酰胺化合物。
本发明的α-羰基酰胺化合物的制备方法，采用α-重氮酮化合物和环状二级胺作为原料，从而避免采用高刺激性、高环境污染性的α-羰基酸或者α-羰基酰氯化合物作为原料，且以氧气作为氧化剂，降低了对操作人员的伤害以及对环境的污染，使得α-羰基酰胺化合物的制备过程更为安全、环保；同时，该方法制备过程中仅产生氮气副产物，反应产物不会对环境造成污染，后处理工序简单，进而降低了后处理成本；同时，本发明制备过程无需加热，在室温条件下进行，反应时间短，因此，本发明的α-羰基酰胺化合物的制备方法更为安全、环保、高效、低成本，便于α-羰基酰胺化合物的合成和开发，有望应用于α-羰基酰胺化合物的工业生产。
上述的一种α-羰基酰胺化合物的制备方法，可选地，所述化学式3所示化合物选自：吗啉、哌啶、1-苯基哌嗪或四氢吡咯。
上述的一种α-羰基酰胺化合物的制备方法，可选地，所述有机溶剂为乙腈。
上述的一种α-羰基酰胺化合物的制备方法，其特征在于，所述氧化酰胺化反应的反应温度为室温，反应时间为3h。本发明的α-羰基酰胺化合物的制备在室温条件下进行，其中，室温指25℃～35℃，该制备过程时间短，无需加热或制冷，更加简洁、高效，便于α-羰基酰胺化合物的合成和开发，有望应用于α-羰基酰胺化合物的工业生产。
上述的一种α-羰基酰胺化合物的制备方法，可选地，所述化学式2所示α-重氮酮化合物与化学式3所示环状二级胺化合物的摩尔比为1:1.2，所述化学式2所示α-重氮酮化合物与所述催化剂的摩尔比为1:0.2。
上述的一种α-羰基酰胺化合物的制备方法，可选地，所述催化剂为碘化亚铜。在本发明中，采用碘化亚铜作为催化剂，最终制备的α-羰基酰胺化合物产率高。
上述的一种α-羰基酰胺化合物的制备方法，可选地，所述Ar1选自以下基团：
上述的一种α-羰基酰胺化合物的制备方法，可选地，所述α-羰基酰胺化合物选自如下化合物1～化合物17：
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的α-羰基酰胺化合物的制备方法，采用α-重氮酮化合物和环状二级胺作为原料，从而避免采用高刺激性、高环境污染性的α-羰基酸或者α-羰基酰氯化合物作为原料，且以氧气作为氧化剂，降低了对操作人员的伤害以及对环境的污染，使得α-羰基酰胺化合物的制备过程更为安全、绿色、环保。
2、本发明的制备方法制备过程中仅产生氮气副产物，反应产物不会对环境造成污染，后处理工序简单，进而降低了后处理成本。
3、本发明的α-羰基酰胺化合物的制备方法在室温下进行，反应时间短，无需加热或制冷，更加简洁、高效，便于α-羰基酰胺化合物的合成和开发，有望应用于α-羰基酰胺化合物的工业生产。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案作进一步详细描述。
附图说明
图1是本发明实施例1制备的1-吗啉-2-苯乙烷-1,2-二酮的氢核磁谱图。
图2是本发明实施例1制备的1-吗啉-2-苯乙烷-1,2-二酮的碳核磁谱图。
图3是本发明实施例2制备的1-吗啉-2-(对甲苯基)乙烷-1,2-二酮的氢核磁谱图。
图4是本发明实施例2制备的1-吗啉-2-(对甲苯基)乙烷-1,2-二酮的碳核磁谱图。
图5是本发明实施例3制备的1-吗啉-2-(间甲苯基)乙烷-1,2-二酮的氢核磁谱图。
图6是本发明实施例3制备的1-吗啉-2-(间甲苯基)乙烷-1,2-二酮的碳核磁谱图。
图7是本发明实施例4制备的1-吗啉-2-(邻甲苯基)乙烷-1,2-二酮的氢核磁谱图。
图8是本发明实施例4制备的1-吗啉-2-(邻甲苯基)乙烷-1,2-二酮的碳核磁谱图。
图9是本发明实施例5制备的1-(4-甲氧基苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮的氢核磁谱图。
图10是本发明实施例5制备的1-(4-甲氧基苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮的碳核磁谱图。
图11是本发明实施例6制备的1-(4-氟苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮的氢核磁谱图。。
图12是本发明实施例6制备的1-(4-氟苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮的碳核磁谱图。
图13是本发明实施例7制备的1-(4-氯苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮的氢核磁谱图。
图14是本发明实施例7制备的1-(4-氯苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮的碳核磁谱图。
图15是本发明实施例8制备的1-(4-溴苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮的氢核磁谱图。
图16是本发明实施例8制备的1-(4-溴苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮的碳核磁谱图。
图17是本发明实施例9制备的1-(3-溴苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮的氢核磁谱图。
图18是本发明实施例9制备的1-(3-溴苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮的碳核磁谱图。
图19是本发明实施例10制备的1-(4-碘苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮的氢核磁谱图。
图20是本发明实施例10制备的1-(4-碘苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮的碳核磁谱图。
图21是本发明实施例11制备的1-吗啉-2-(2-萘基)乙烷-1,2-二酮的氢核磁谱图。
图22是本发明实施例11制备的1-吗啉-2-(2-萘基)乙烷-1,2-二酮的碳核磁谱图。
图23是本发明实施例12制备的1-吗啉-2-(1-萘基)乙烷-1,2-二酮的氢核磁谱图。
图24是本发明实施例12制备的1-吗啉-2-(1-萘基)乙烷-1,2-二酮的碳核磁谱图。
图25是本发明实施例13制备的1-(2-呋喃基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮的氢核磁谱图。
图26是本发明实施例13制备的1-(2-呋喃基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮的碳核磁谱图。
图27是本发明实施例14制备的1-吗啉-2-(2-噻吩基)乙烷-1,2-二酮的氢核磁谱图。
图28是本发明实施例14制备的1-吗啉-2-(2-噻吩基)乙烷-1,2-二酮的碳核磁谱图。
图29是本发明实施例15制备的1-苯基-2-(1-哌啶)乙烷-1,2-二酮的氢核磁谱图。
图30是本发明实施例15制备的1-苯基-2-(1-哌啶)乙烷-1,2-二酮的碳核磁谱图。
图31是本发明实施例16制备的1-苯基-2-(4-苯基-1-哌嗪)乙烷-1,2-二酮的氢核磁谱图。
图32是本发明实施例16制备的1-苯基-2-(4-苯基-1-哌嗪)乙烷-1,2-二酮的碳核磁谱图。
图33是本发明实施例17制备的1-苯基-2-(1-吡咯烷)乙烷-1,2-二酮的氢核磁谱图。
图34是本发明实施例17制备的1-苯基-2-(1-吡咯烷)乙烷-1,2-二酮的碳核磁谱图。
具体实施方式
需要说明的是，在本发明中，取代的苯基，指的是苯基中的一个或者多个氢原子被其他基团所取代，例如至少一个氢原子被F、Cl、Br、I、甲基、甲氧基或其他基团取代。
在本发明中，可以理解的是，当Y选自单键时，环状二级胺化合物为五元环结构的化合物。
在本发明中，
表示连接键。
实施例1
本实施制备化合物1的过程如下：在1atm的氧气条件下，在10mL反应瓶中加入0.0523g吗啉(0.6mmol)、0.0190g CuI(0.1mmol)和1mL无水乙腈溶液，室温搅拌10min；然后加入0.0731g 2-重氮-1-苯乙酮(0.5mmol)的1mL无水乙腈溶液，继续在室温条件下反应3h；反应结束后以石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂，以硅胶为吸附剂进行柱色谱分离，得到86mg化合物1(1-吗啉-2-苯乙烷-1,2-二酮)，黄色固体，产率：78％。
图1所示为本实施制备的1-吗啉-2-苯乙烷-1,2-二酮(化合物1)的氢核磁谱图，图2所示为本实施制备的1-吗啉-2-苯乙烷-1,2-二酮(化合物1)的碳核磁谱图，谱图分析结果如下：1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:7.96(d,J＝7.6Hz,2H),7.66(d,J＝7.2Hz,1H),7.53(t,J＝7.6Hz,2H),3.80(s,4H),3.66(t,J＝4.8Hz,2H),3.39(t,J＝4.8Hz,2H)；13C NMR(CDCl3,100MHz)δ:191.1,165.4,134.9,133.0,129.6(2C),129.1(2C),66.7,66.6,46.2,41.6。上述数据表明本实施例制备的化合物1结构正确。
对比例1
本对比例与实施例1的不同之处在于，所述催化剂为CuBr。最终制备的化合物1(1-吗啉-2-苯乙烷-1,2-二酮)的产率为18％。
对比例2
本对比例与实施例1的不同之处在于，所述催化剂为CuCl。最终制备的化合物1(1-吗啉-2-苯乙烷-1,2-二酮)的产率为14％。
对比例3
本对比例与实施例1的不同之处在于，所述催化剂为Cu(OAc)2。最终几乎未制得化合物1(1-吗啉-2-苯乙烷-1,2-二酮)。
对比例4
本对比例与实施例1的不同之处在于，所述催化剂为Cu(OTf)2。最终制备的化合物1(1-吗啉-2-苯乙烷-1,2-二酮)的产率为23％。
对比例5
本对比例与实施例1的不同之处在于，所述催化剂为Pd(OAc)2。最终制备的化合物1(1-吗啉-2-苯乙烷-1,2-二酮)的产率为18％。
对比例6
本对比例与实施例1的不同之处在于，所述催化剂为Rh2(oct)4。最终制备的化合物1(1-吗啉-2-苯乙烷-1,2-二酮)的产率为8％。
对比例1～对比例6制备的化合物1的产率均低于实施例1，说明采用碘化亚铜(CuI)作为催化剂，催化效率高，制备的化合物1产率高。
实施例2
本实施例制备化合物2的过程如下：在1atm的氧气条件下，在10mL反应瓶中加入0.0523g吗啉(0.6mmol)和0.0190g CuI(0.1mmol)和1mL无水乙腈溶液，室温搅拌10min；然后加入0.0800g 1-(对甲苯基)-2-重氮乙酮(0.5mmol)的1mL无水乙腈溶液，继续在室温条件下反应3h；反应结束后以石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂，以硅胶为吸附剂进行柱色谱分离，得到87mg化合物2，粉末状固体，产率：75％。
图3所示为本实施例制备的1-吗啉-2-(对甲苯基)乙烷-1,2-二酮(化合物2)的氢核磁谱图，图4所示为本实施例制备的1-吗啉-2-(对甲苯基)乙烷-1,2-二酮(化合物2)的碳核磁谱图，谱图分析结果如下：1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:7.85(d,J＝7.6Hz,2H),7.52(d,J＝7.6Hz,2H),3.79(s,4H),3.64(t,J＝4.8Hz,2H),3.37(t,J＝4.8Hz,2H),2.44(s,3H)；13CNMR(CDCl3,100MHz)δ:190.8,165.6,146.2,130.5,129.7(2C),129.6(2C),66.6,66.5,46.1,41.4,21.8。上述数据表明本实施例制备的化合物2结构正确。
实施例3
本实施制备化合物3的过程如下：在1atm的氧气条件下，在10mL反应瓶中加入0.0523g吗啉(0.6mmol)、0.0190g CuI(0.1mmol)和1mL无水乙腈溶液，室温搅拌10min；然后加入0.0800g 1-(间甲苯基)-2-重氮乙酮(0.5mmol)的1mL无水乙腈溶液，继续在室温条件下反应3h；反应结束后以石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂，以硅胶为吸附剂进行柱色谱分离，得到80mg化合物3(1-吗啉-2-(间甲苯基)乙烷-1,2-二酮)，粉末状固体，产率：69％。
图5所示为本实施例制备的1-吗啉-2-(间甲苯基)乙烷-1,2-二酮(化合物3)的氢核磁谱图，图6所示为本实施例制备的1-吗啉-2-(间甲苯基)乙烷-1,2-二酮(化合物3)的碳核磁谱图，谱图分析结果如下：1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:7.76-7.74(m,2H),7.48-7.46(m,1H),7.41(t,J＝7.6Hz,1H),3.79(s,4H),3.65(t,J＝4.4Hz,2H),3.37(t,J＝4.4Hz,2H),2.42(s,3H)；13C NMR(CDCl3,100MHz)δ:191.3,165.4,138.9,135.7,132.8,129.8,128.8,126.8,66.6,66.5,46.1,41.4,21.1。上述数据表明本实施例制备的化合物3结构正确。
实施例4
本实施制备化合物4的过程如下：在1atm的氧气条件下，在10mL反应瓶中加入0.0523g吗啉(0.6mmol)、0.0190g CuI(0.1mmol)和1mL无水乙腈溶液，室温搅拌10min；然后加入0.0800g 1-(邻甲苯基)-2-重氮乙酮(0.5mmol)的1mL无水乙腈溶液，继续在室温条件下反应3h；反应结束后以石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂，以硅胶为吸附剂进行柱色谱分离，得到74mg化合物4(1-吗啉-2-(邻甲苯基)乙烷-1,2-二酮)，粉末状固体，产率：63％。
图7所示为本实施例制备的1-吗啉-2-(邻甲苯基)乙烷-1,2-二酮(化合物4)的氢核磁谱图，图8所示为本实施例制备的1-吗啉-2-(邻甲苯基)乙烷-1,2-二酮(化合物4)的碳核磁谱图，谱图分析结果如下：1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:7.72(d,J＝6.8Hz,1H),7.50(t,J＝6Hz,1H),7.35-7.33(m,2H),3.80(s,4H),3.68(d,J＝2.8Hz,2H),3.40(d,J＝2.8Hz,2H),2.67(s,3H)；13C NMR(CDCl3,100MHz)δ:193.0,166.1,141.6,133.9,132.7,132.6,131.3,126.2,66.6(2C),46.2,41.5,21.8。上述数据表明本实施例制备的化合物4结构正确。
实施例5
本实施制备化合物5的过程如下：在1atm的氧气条件下，在10mL反应瓶中加入0.0523g吗啉(0.6mmol)、0.0190g CuI(0.1mmol)和1mL无水乙腈溶液，室温搅拌10min；然后加入0.0881g 1-(4-甲氧基苯基)-2-重氮乙酮(0.5mmol)的1mL无水乙腈溶液，继续在室温条件下反应3h；反应结束后以石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂，以硅胶为吸附剂进行柱色谱分离，得到88mg化合物5(1-(4-甲氧基苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮)，粉末状固体，产率：71％。
图9所示为本实施例制备的1-(4-甲氧基苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮(化合物5)的氢核磁谱图，图10所示为本实施例制备的1-(4-甲氧基苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮(化合物5)的碳核磁谱图，谱图分析结果如下：1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:7.93(d,J＝8.4Hz,2H),6.99(d,J＝8.4Hz,2H),3.89(s,4H),3.78(s,3H),3.65(t,J＝4.8Hz,2H),3.38(t,J＝4.8Hz,2H)；13C NMR(CDCl3,100MHz)δ:189.7,165.6,164.9,132.0(2C),125.9,114.3(2C),66.6,66.5,55.5,46.1,41.4。上述数据表明本实施例制备的化合物5结构正确。
实施例6
本实施制备化合物6的过程如下：在1atm的氧气条件下，在10mL反应瓶中加入0.0523g吗啉(0.6mmol)、0.0190g CuI(0.1mmol)和1mL无水乙腈溶液，室温搅拌10min；然后加入0.0821g 1-(4-氟苯基)-2-重氮-乙酮(0.5mmol)的1mL无水乙腈溶液，继续在室温条件下反应3h；反应结束后以石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂，以硅胶为吸附剂进行柱色谱分离，得到98mg化合物6(1-(4-氟苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮)，粉末状固体，产率：83％。
图11所示为本实施例制备的1-(4-氟苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮(化合物6)的氢核磁谱图，图12所示为本实施例制备的1-(4-氟苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮(化合物6)的碳核磁谱图，谱图分析结果如下：1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:8.03-7.99(m,2H),7.20(t,J＝8.4Hz,2H),3.79(s,4H),3.67(d,J＝4.8Hz,2H),3.39(t,J＝4.8Hz,2H)；13C NMR(CDCl3,100MHz)δ:189.3,166.7(d,JCF＝257Hz),165.0,132.5(d,JCF＝10Hz,2C),129.5(d,JCF＝3Hz),116.4(d,JCF＝22Hz,2C),66.7,66.6,46.2,41.6。上述数据表明本实施例制备的化合物6结构正确。
实施例7
本实施制备化合物7的过程如下：在1atm的氧气条件下，在10mL反应瓶中加入0.0523g吗啉(0.6mmol)、0.0190g CuI(0.1mmol)和1mL无水乙腈溶液，室温搅拌10min；然后加入0.0903g 1-(4-氯苯基)-2-重氮-乙酮(0.5mmol)的1mL无水乙腈溶液，继续在室温条件下反应3h；反应结束后以石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂，以硅胶为吸附剂进行柱色谱分离，得到98mg化合物7(1-(4-氯苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮)，粉末状固体，产率：83％。
图13所示为本实施例制备的1-(4-氯苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮(化合物7)的氢核磁谱图，图14所示为本实施例制备的1-(4-氯苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮(化合物7)的碳核磁谱图，谱图分析结果如下：1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:7.92-7.90(m,2H),7.51-7.49(m,2H),3.79(s,4H),3.66(t,J＝4.4Hz,2H),3.38(t,J＝4.4Hz,2H)；13C NMR(CDCl3,100MHz)δ:189.6,164.8,141.5,131.4,130.9(2C),129.4(2C),66.6,66.5,46.2,41.6。上述数据表明本实施例制备的化合物7结构正确。
实施例8
本实施制备化合物8的过程如下：在1atm的氧气条件下，在10mL反应瓶中加入0.0523g吗啉(0.6mmol)、0.0190g CuI(0.1mmol)和1mL无水乙腈溶液，室温搅拌10min；然后加入0.1125g 1-(4-溴苯基)-2-重氮-乙酮(0.5mmol)的1mL无水乙腈溶液，继续在室温条件下反应3h；反应结束后以石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂，以硅胶为吸附剂进行柱色谱分离，得到109mg化合物8(1-(4-溴苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮)，粉末状固体，产率：73％。
图15所示为本实施例制备的1-(4-溴苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮(化合物8)的氢核磁谱图，图16所示为本实施例制备的1-(4-溴苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮(化合物8)的碳核磁谱图，谱图分析结果如下：1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:7.83(d,J＝8.4Hz,2H),7.67(d,J＝8.4Hz,2H),3.79(s,4H),3.66(t,J＝4.4Hz,2H),3.38(t,J＝4.4Hz,2H)；13C NMR(CDCl3,100MHz)δ:189.8,164.7,132.4(2C),131.7,130.9(2C),130.4,66.6,66.5,46.1,41.6。上述数据表明本实施例制备的化合物8结构正确。
实施例9
本实施制备化合物9的过程如下：在1atm的氧气条件下，在10mL反应瓶中加入0.0523g吗啉(0.6mmol)、0.0190g CuI(0.1mmol)和1mL无水乙腈溶液，室温搅拌10min；然后加入0.1125g 1-(3-溴苯基)-2-重氮-乙酮(0.5mmol)的1mL无水乙腈溶液，继续在室温条件下反应3h；反应结束后以石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂，以硅胶为吸附剂进行柱色谱分离，得到94mg化合物9(1-(3-溴苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮)，粉末状固体，产率：63％。
图17所示为本实施例制备的1-(3-溴苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮(化合物9)的氢核磁谱图，图18所示为本实施例制备的1-(3-溴苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮(化合物9)的碳核磁谱图，谱图分析结果如下：1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:8.10(t,J＝2Hz,1H),7.90-7.88(m,1H),7.80-7.77(m,1H),7.41(t,J＝8Hz,1H),3.82-3.77(m,4H),3.67(t,J＝4.8Hz,2H),3.39(t,J＝4.8Hz,2H)；13C NMR(CDCl3,100MHz)δ:189.3,164.4,137.5,134.6,132.1,130.5,128.1,123.1,66.5,66.4,46.1,41.5。上述数据表明本实施例制备的化合物9结构正确。
实施例10
本实施制备化合物10的过程如下：在1atm的氧气条件下，在10mL反应瓶中加入0.0523g吗啉(0.6mmol)、0.0190g CuI(0.1mmol)和1mL无水乙腈溶液，室温搅拌10min；然后加入0.1360g 1-(4-碘苯基)-2-重氮-乙酮(0.5mmol)的1mL无水乙腈溶液，继续在室温条件下反应3h；反应结束后以石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂，以硅胶为吸附剂进行柱色谱分离，得到117mg化合物10(1-(4-碘苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮)，粉末状固体，产率：68％。
图19所示为本实施例制备的1-(4-碘苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮(化合物10)的氢核磁谱图，图20所示为本实施例制备的1-(4-碘苯基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮(化合物10)的碳核磁谱图，谱图分析结果如下：1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:7.90(d,J＝8.4Hz,2H),7.66(d,J＝8.4Hz,2H),3.81-3.75(m,4H),3.65(t,J＝4.8Hz,2H),3.37(t,J＝4.8Hz,2H)；13CNMR(CDCl3,100MHz)δ:190.1,164.6,132.3(2C),132.1,130.6(2C),103.5,66.5,66.4,46.1,41.5。上述数据表明本实施例制备的化合物10结构正确。
实施例11
本实施制备化合物11的过程如下：在1atm的氧气条件下，在10mL反应瓶中加入0.0523g吗啉(0.6mmol)、0.0190g CuI(0.1mmol)和1mL无水乙腈溶液，室温搅拌10min；然后加入0.0981g 1-(2-萘基)-2-重氮-乙酮(0.5mmol)的1mL无水乙腈溶液，继续在室温条件下反应3h；反应结束后以石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂，以硅胶为吸附剂进行柱色谱分离，得到94mg化合物11(1-吗啉-2-(2-萘基)乙烷-1,2-二酮)，粉末状固体，产率：70％。
图21所示为本实施例制备的1-吗啉-2-(2-萘基)乙烷-1,2-二酮(化合物11)的氢核磁谱图，图22所示为本实施例制备的1-吗啉-2-(2-萘基)乙烷-1,2-二酮(化合物11)的碳核磁谱图，谱图分析结果如下：1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:8.47(s,1H),8.04-7.88(m,4H),7.67-7.56(m,2H),3.84(s,4H),3.67(t,J＝4.4Hz,2H),3.44(t,J＝4.4Hz,2H)；13C NMR(CDCl3,100MHz)δ:191.2,165.5,136.3,133.0,132.3,130.3,129.8,129.5,129.1,127.9,127.2,123.5,66.7,66.6,46.3,41.6。上述数据表明本实施例制备的化合物11结构正确。
实施例12
本实施制备化合物12的过程如下：在1atm的氧气条件下，在10mL反应瓶中加入0.0523g吗啉(0.6mmol)、0.0190g CuI(0.1mmol)和1mL无水乙腈溶液，室温搅拌10min；然后加入0.0981g 1-(1-萘基)-2-重氮-乙酮(0.5mmol)的1mL无水乙腈溶液，继续在室温条件下反应3h；反应结束后以石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂，以硅胶为吸附剂进行柱色谱分离，得到92mg化合物12(1-吗啉-2-(1-萘基)乙烷-1,2-二酮)，粉末状固体，产率：68％。
图23所示为本实施例制备的1-吗啉-2-(1-萘基)乙烷-1,2-二酮(化合物12)的氢核磁谱图，图24所示为本实施例制备的1-吗啉-2-(1-萘基)乙烷-1,2-二酮(化合物12)的碳核磁谱图，谱图分析结果如下：1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:9.25(d,J＝8.8Hz,1H),8.13(d,J＝8.4Hz,1H),8.05-8.03(m,1H),7.93(d,J＝8Hz,1H),7.73-7.69(m,1H),7.63-7.54(m,2H),3.83(s,4H),3.67(t,J＝4.4Hz,2H),3.44(t,J＝4.4Hz,2H)；13C NMR(CDCl3,100MHz)δ:193.6,166.0,136.2,134.5,134.0,130.9,129.5,128.8,128.3,127.1,125.7,124.5,66.6(2C),46.4,41.7。上述数据表明本实施例制备的化合物12结构正确。
实施例13
本实施制备化合物13的过程如下：在1atm的氧气条件下，在10mL反应瓶中加入0.0523g吗啉(0.6mmol)、0.0190g CuI(0.1mmol)和1mL无水乙腈溶液，室温搅拌10min；然后加入0.0681g 1-(2-呋喃基)-2-重氮-乙酮(0.5mmol)的1mL无水乙腈溶液，继续在室温条件下反应3h；反应结束后以石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂，以硅胶为吸附剂进行柱色谱分离，得到76mg化合物13(1-(2-呋喃基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮)，粉末状固体，产率：73％。
图25所示为本实施例制备的1-(2-呋喃基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮(化合物13)的氢核磁谱图，图26所示为本实施例制备的1-(2-呋喃基)-2-吗啉乙烷-1,2-二酮(化合物13)的碳核磁谱图，谱图分析结果如下：1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:7.49-7.48(m,1H),7.04-7.03(m,1H),6.50-6.48(m,1H),3.82(bs,4H),3.76-3.74(m,4H)；13C NMR(CDCl3,100MHz)δ:179.8,159.0,147.7,143.7,116.7,111.3,66.9(4C)。上述数据表明本实施例制备的化合物13结构正确。
实施例14
本实施制备化合物14的过程如下：在1atm的氧气条件下，在10mL反应瓶中加入0.0523g吗啉(0.6mmol)、0.0190g CuI(0.1mmol)和1mL无水乙腈溶液，室温搅拌10min；然后加入0.0761g 1-(2-噻吩基)-2-重氮-乙酮(0.5mmol)的1mL无水乙腈溶液，继续在室温条件下反应3h；反应结束后以石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂，以硅胶为吸附剂进行柱色谱分离，得到81mg化合物14(1-吗啉-2-(2-噻吩基)乙烷-1,2-二酮)，粉末状固体，产率：72％。
图27所示为本实施例制备的1-吗啉-2-(2-噻吩基)乙烷-1,2-二酮(化合物14)的氢核磁谱图，图28所示为本实施例制备的1-吗啉-2-(2-噻吩基)乙烷-1,2-二酮(化合物14)的碳核磁谱图，谱图分析结果如下：1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:7.85-7.82(m,2H),7.21-7.19(m,1H),3.80-3.74(m,4H),3.68(t,J＝4.8Hz,2H),3.44(t,J＝4.8Hz,2H)；13C NMR(CDCl3,100MHz)δ:182.7,164.2,140.1,136.7,136.1,128.6,66.6,66.4,46.3,41.8。上述数据表明本实施例制备的化合物14结构正确。
实施例15
本实施制备化合物15的过程如下：在1atm的氧气条件下，在10mL反应瓶中加入0.0511g哌啶(0.6mmol)、0.0190g CuI(0.1mmol)和1mL无水乙腈溶液，室温搅拌10min；然后加入0.0731g 2-重氮-1-苯乙酮(0.5mmol)的1mL无水乙腈溶液，继续在室温条件下反应3h；反应结束后以石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂，以硅胶为吸附剂进行柱色谱分离，得到68mg化合物15(1-苯基-2-(1-哌啶)乙烷-1,2-二酮)，粉末状固体，产率：60％。
图29所示为本实施例制备的1-苯基-2-(1-哌啶)乙烷-1,2-二酮(化合物15)的氢核磁谱图，图30所示为本实施例制备的1-苯基-2-(1-哌啶)乙烷-1,2-二酮(化合物15)的碳核磁谱图，谱图分析结果如下：1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:7.97-7.94(m,2H),7.66-7.62(m,1H),7.53-7.50(m,2H),3.72-3.70(m,2H),3.31-3.28(m,2H),1.71-1.69(m,4H),1.58-1.54(m,2H)；13C NMR(CDCl3,100MHz)δ:191.9,165.4,134.6,133.2,129.5(2C),128.9(2C),47.0,42.1,26.1,25.4,24.3。上述数据表明本实施例制备的化合物15结构正确。
实施例16
本实施制备化合物16的过程如下：在1atm的氧气条件下，在10mL反应瓶中加入0.0973g 1-苯基哌嗪(0.6mmol)、0.0190g CuI(0.1mmol)和1mL无水乙腈溶液，室温搅拌10min；然后加入0.0731g 2-重氮-1-苯乙酮(0.5mmol)的1mL无水乙腈溶液，继续在室温条件下反应3h；反应结束后以石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂，以硅胶为吸附剂进行柱色谱分离，得到81mg化合物16(1-苯基-2-(4-苯基-1-哌嗪)乙烷-1,2-二酮)，粉末状固体，产率：55％。
图31所示为本实施例制备的1-苯基-2-(4-苯基-1-哌嗪)乙烷-1,2-二酮(化合物16)的氢核磁谱图，图32所示为本实施例制备的1-苯基-2-(4-苯基-1-哌嗪)乙烷-1,2-二酮(化合物16)的碳核磁谱图，谱图分析结果如下：1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:7.99-7.97(m,2H),7.68-7.64(m,1H),7.53(t,J＝7.6Hz,2H),7.29(t,J＝8Hz,2H),6.94-6.91(m,3H),3.94(t,J＝4.8Hz,2H),3.53(t,J＝4.8Hz,2H),3.29(t,J＝4.8Hz,2H),3.15(t,J＝4.8Hz,2H)；13CNMR(CDCl3,100MHz)δ:191.3,165.3,150.7,134.9,133.0,129.7(2C),129.3(2C),129.1(2C),120.9,116.9(2C),49.9,49.6,45.8,41.2。上述数据表明本实施例制备的化合物16结构正确。
实施例17
本实施制备化合物17的过程如下：在1atm的氧气条件下，在10mL反应瓶中加入0.0428g四氢吡咯(0.6mmol)、0.0190g CuI(0.1mmol)和1mL无水乙腈溶液，室温搅拌10min；然后加入0.0731g 2-重氮-1-苯乙酮(0.5mmol)的1mL无水乙腈溶液，继续在室温条件下反应3h；反应结束后以石油醚-乙酸乙酯为洗脱剂，以硅胶为吸附剂进行柱色谱分离，得到59mg化合物17(1-苯基-2-(1-吡咯烷)乙烷-1,2-二酮)，粉末状固体，产率：58％。
图33所示为本实施例制备的1-苯基-2-(1-吡咯烷)乙烷-1,2-二酮(化合物17)的氢核磁谱图，图34所示为本实施例制备的1-苯基-2-(1-吡咯烷)乙烷-1,2-二酮(化合物17)的碳核磁谱图，谱图分析结果如下：1H NMR(CDCl3,400MHz)δ:8.01-7.99(m,2H),7.66-7.62(m,1H),7.53-7.49(m,2H),3.66(t,J＝6.4Hz,2H),3.43(t,J＝6.4Hz,2H),1.99-1.93(m,4H)；13C NMR(CDCl3,100MHz)δ:191.6,164.9,134.6,132.9,129.9(2C),128.9(2C),46.6,45.2,25.9,24.0。上述数据表明本实施例制备的化合物17结构正确。
上述的实施例1～实施例17均通过化学式2所示α-重氮酮化合物与化学式3所示环状二级胺化合物，在催化剂作用下，以氧气作为氧化剂，制备得到了化学式1所示的α-羰基酰胺化合物，反应条件温和，反应时间短，目标产物收率高。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种α-羰基酰胺化合物的制备方法，其特征在于，所述α-羰基酰胺化合物的制备方法包括：
其中，Ar1选自以下基团：
Y选自：单键或C，X选自：C，N或O，且当Y选自单键时，X为C；
R1选自：H或苯基；
在催化剂碘化亚铜的作用下，以氧气作为氧化剂，化学式2所示α-重氮酮化合物与化学式3所示环状二级胺化合物在有机溶剂中发生氧化酰胺化反应，获得化学式1所示α-羰基酰胺化合物。
2.根据权利要求1所述的一种α-羰基酰胺化合物的制备方法，其特征在于，所述化学式3所示环状二级胺化合物选自：吗啉、哌啶、1-苯基哌嗪或四氢吡咯。
3.根据权利要求1所述的一种α-羰基酰胺化合物的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙腈。
4.根据权利要求1所述的一种α-羰基酰胺化合物的制备方法，其特征在于，所述氧化酰胺化反应的反应温度为室温，反应时间为3h。
5.根据权利要求1所述的一种α-羰基酰胺化合物的制备方法，其特征在于，所述化学式2所示α-重氮酮化合物与化学式3所示环状二级胺化合物的摩尔比为1:1.2，所述化学式2所示α-重氮酮化合物与所述催化剂的摩尔比为1:0.2。
6.根据权利要求1～5任一项所述的一种α-羰基酰胺化合物的制备方法，其特征在于，所述α-羰基酰胺化合物选自如下化合物1～化合物17：
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