“一鍋煮”合成新型含吡唑與苯并噻唑環的α-氨基膦酸酯衍生物*

李建平, 仇記寬, 李會娟

(河南師范大學 化學與環境科學學院 黃淮水環境與污染防治省部共建教育部重點實驗室,河南 新鄉 453007)

吡唑類與苯并噻唑類雜環化合物具有廣譜的生物活性，表現出良好的抗菌、除草、抗痙攣、調節植物生長等多種生物活性[1～3]。α-氨基膦酸酯類衍生物由于在除草、殺菌、抗病毒等[4～7]方面表現出較好的活性而日益受到人們的重視。

為了尋找具有較高生物活性的化合物，本文以取代吡唑甲醛(1a～1f)， 2-氨基苯并噻唑(2)和亞磷酸二乙酯(3)為原料，在微波輔助、無溶劑、無催化劑條件下，“一鍋煮”合成了6個新型含吡唑與苯并噻唑環的α-氨基膦酸酯衍生物(4a～4f, Scheme 1)，其結構經1H NMR,13C NMR和MS表征。

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

XRC-1型顯微熔點儀(溫度未校正)；Bruker DPX-400 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑,TMS為內標)；Bruker Esquire 3000型離子阱液相色譜質譜儀;Galanz家用微波爐。

所用試劑均為分析純;DMF作常規除水處理;POCl3用前重蒸。

Scheme1

1．2 合成

(1)1的合成(以1a為例)

在反應瓶中加入對甲氧基苯乙酮15 g(100 mmol)的無水乙醇(100 mL)溶液，苯肼10.8 g(100 mmol)和幾滴冰乙酸,磁力攪拌下慢慢升溫至回流，反應2 h(TLC跟蹤)。冷卻至室溫析晶，抽濾，濾餅用無水乙醇重結晶，干燥得對甲氧基苯乙酮苯腙。

在反應瓶中加入DMF 25 mL,磁力攪拌下于0 ℃滴加POCl315.3 g(100 mmol)(<10 ℃)，滴畢，反應30 min。滴加對甲氧基苯乙酮苯腙10 g(50 mmol)的DMF(30 mL)溶液(<10 ℃)，滴畢，反應1 h;慢慢升溫至60 ℃，反應2 h。冷卻后傾入冰水(200 mL)中，用固體Na2CO3中和至pH 8析晶，過濾，濾餅用水洗滌，甲醇重結晶,干燥得1a。

用類似方法合成1b～1f。

(2)4的合成(以4a為例)

將1a1.387 g(5 mmol), 2 0.751 g(5 mmol)和30.966 g(7 mmol)在瑪瑙研缽中充分混合均勻，置微波爐中，在200 W微波輻射下反應(TLC跟蹤)。冷卻至室溫，經硅膠柱層析[洗脫劑：V(二氯甲烷) ∶V(甲醇)=50 ∶1]分離得4a。

用類似方法合成4b～4f。

4a: 淡黃色固體，產率78%, m.p.196 ℃～198 ℃;1H NMRδ: 1.11～1.17(m, 6H, CH3), 3.87(s, 3H, OCH3), 3.94 ～ 4.21(m, 4H, OCH2), 5.86(d,J=17.6 Hz, 1H, PCH), 7.02(d,J=8.8 Hz, 2H, ArH), 7.09(t,J=7.6 Hz, 1H, ArH), 7.15(d,J=7.2 Hz, 1H, ArH), 7.21(t,J=17.2 Hz, 2H, ArH), 7.35(t,J=8.8 Hz, 1H, ArH), 7.51～ 7.55(m, 2H, ArH), 7.64(d,J=8.0 Hz, 2H, ArH), 7.81(d,J=8.8 Hz, 2H, ArH), 8.51(d,J=1.6 Hz, 1H, =CH);13C NMRδ: 16.25, 45.93, 47.53, 55.32, 63.74, 114.14, 115.04, 118.75, 119.22, 120.77, 121.77, 125.00, 125.79, 126.32, 128.31, 129.16, 129.93, 131.11, 139.64, 152.19, 159.73; MSm/z: 548.8[M+]。

4b: 白色固體，產率75%, m.p.205 ℃～207 ℃;1H NMRδ: 1.08～1.16(m, 6H, CH3), 2.43(s, 3H, ArCH3), 3.95～4.21(m, 4H, OCH2), 5.88(d,J=19.2 Hz, 1H, PCH), 7.07～7.21(m, 4H, ArH), 7.31(t,J=5.4 Hz, 3H, ArH), 7.52(d,J=8.0 Hz, 1H, ArH), 7.57(d,J=7.6 Hz, 1H, ArH), 7.63(d,J=7.6 Hz, 2H, ArH), 7.75(d,J=8.0 Hz, 2H, ArH), 8.53(d,J=1.6 Hz, 1H, =CH);13C NMRδ: 16.25, 21.37, 45.80, 47.41, 63.79, 115.14, 118.73, 118.85, 119.16, 120.75, 121.67, 125.74, 126.29, 127.62, 128.52, 129.12, 129.43, 129.56, 131.17, 138.05, 139.65, 152.33, 165.13; MSm/z: 532.9[M+]。

4c: 黃色固體，產率80%, m.p.211 ℃～213 ℃;1H NMRδ: 1.12～1.18(m, 6H, CH3), 3.93～4.24(m, 4H, OCH2), 5.81(d,J=19.6 Hz, 1H, PCH), 7.09(t,J=7.6 Hz, 1H, ArH), 7.20(t,J=7.4 Hz, 1H, ArH), 7.29～7.32(m, 2H, ArH), 7.42～7.56(m, 6H, ArH), 7.68(d,J=8.0 Hz, 2H, ArH), 7.86(d,J=6.8 Hz, 2H, ArH), 8.47(d,J=1.6 Hz, 1H, =CH);13C NMRδ: 16.18, 45.77, 47.39, 63.80, 115.35, 118.75, 119.20, 120.74, 121.69, 125.74, 126.36, 128.27, 128.68, 129.12, 131.19, 132.57, 139.63, 152.28, 165.12; MSm/z: 518.9[M+]。

4d: 白色固體，產率85%, m.p.192 ℃～194 ℃;1H NMRδ: 1.13～1.18(m, 6H, CH3), 3.94～4.22(m, 4H, OCH2), 5.82(d,J=19.6 Hz, 1H, PCH), 7.10(t,J=7.6 Hz, 1H, ArH), 7.20(d,J=7.6 Hz, 2H, ArH), 7.32(t,J=7.6 Hz, 2H, ArH), 7.47(d,J=8.8 Hz, 2H, ArH), 7.54(t,J=8.6 Hz, 2H, ArH), 7.65(d,J=8.0 Hz, 2H, ArH), 7.86(d,J=8.4 Hz, 2H, ArH), 8.50(d,J=1.6 Hz, 1H, =CH);13C NMRδ: 16.21, 45.51, 47.14, 63.90, 115.44, 118.72, 119.18, 120.77, 121.83, 125.85, 126.53, 128.89, 129.17, 129.98, 131.10, 134.32, 139.50, 151.10, 152.08, 165.11; MSm/z: 552.8[M+]。

4e: 淡黃色固體，產率77%, m.p.198 ℃～200 ℃;1H NMRδ: 1.15(t,J=7.0 Hz, 6H, CH3), 3.92～4.23(m, 4H, OCH2), 5.84(d,J=20.0 Hz, 1H, PCH), 7.10(t,J=7.6 Hz, 1H, ArH), 7.18(t,J=7.2 Hz, 1H, ArH), 7.24(d,J=8.0 Hz, 2H, ArH), 7.32(t,J=7.6 Hz, 1H, ArH), 7.52～7.57(m, 2H, ArH), 7.62～7.65(m, 4H, ArH), 7.80(d,J=8.4 Hz, 2H, ArH), 8.51(d,J=1.6 Hz, 1H, =CH);13C NMRδ: 14.98, 44.22, 45.82, 62.58, 114.14, 117.48, 117.93, 119.54, 120.58, 121.38, 124.61, 125.31, 127.60, 127.92, 129.02, 129.85, 130.26, 130.65, 138.22, 149.87, 150.83, 163.82; MSm/z: 596.7[M+]。

4f: 淡黃色固體，產率81%, m.p.190 ℃～192 ℃;1H NMRδ: 1.15～1.22(m, 6H, CH3), 3.99～4.26(m, 4H, OCH2), 5.81(d,J=14.4 Hz, 1H, PCH), 7.14(t,J=8.6 Hz, 1H, ArH), 7.25(d,J=7.6 Hz, 1H, ArH), 7.31～7.37(m, 3H, ArH), 7.55(d,J=8.0 Hz, 2H, ArH), 7.68(d,J=8.0 Hz, 2H, ArH), 8.15(d,J=8.8 Hz， 2H, ArH), 8.37(d,J=8.8 Hz, 2H, ArH), 8.52(d,J=1.2 Hz, 1H, =CH);13C NMRδ: 16.20, 45.34, 46.96, 63.92, 116.18, 118.80, 119.22, 120.83, 122.05, 124.04, 126.01, 126.98, 129.30, 131.01, 139.24, 147.56, 149.75, 149.84, 151.86, 165.07; MSm/z: 563.9[M+]。

2 結果與討論

2.1 合成方法

合成α-氨基膦酸酯的常用方法有亞胺加成法[8]和醛、胺、亞磷酸酯三組分“一鍋煮”法。亞胺加成法合成4時產率低、反應時間較長、產品不易提純。“一鍋煮”法大部分要使用有機溶劑和金屬催化劑[9，10]，根據綠色化學原理，本文采用微波輔助、無溶劑、無催化劑“一鍋煮”法合成4。該方法具有反應時間短、綠色環保、原子經濟性高、副產物少、產率高等優點。

2.2 反應條件的影響

以合成4a為例，考察了反應時間、微波功率對產率的影響，結果見表1。從表1可知，當反應3 min后繼續延長時間，產率增加不明顯；當微波功率超過200 W后，產率反而有所降低。可能是因為隨著微波功率的增大，副反應的速率也在相應提高。因此反應的最佳條件為：1a5 mmol,n(1a) ∶n(2) ∶n(3)=5 ∶5 ∶7，于200 W微波輻射下反應3 min，產率78%。

表1 反應條件對合成4a的影響*

*反應條件同1.2(2)

[1] 周宇涵,苗蔚榮,程侶柏,等. 取代苯基吡唑類化合物的合成及其除草活性[J].高等學校化學學報,2003,24(7):1225-1230.

[2] 楊金鳳,陶晶,李炳奇,等. 芳基吡唑腙及其雙雜環化合物的合成與抗菌活性[J].合成化學,2009,17(2):151-154.

[3] 侯學太,王敏,江樹人,等. 苯并噻二唑類和苯并噻唑類化合物的合成及生物活性[J].農藥,2006,45(12):812-814.

[4] 李建平,劉銳杰,侯瑛,等. 水楊醛氨基酸希夫堿類α-氨基膦酸酯的合成及生物活性[J].應用化學,2008,25(10):1243-1245.

[5] Lindsay B S, BarrowsL R, Cop B R. Structural requirements for biological-activity of the marine alkaloid ascididemin[J].Bioorg Med Chem Lett,1995,5(7):739-742.

[6] Sarah C, Michael F, Raymond H,etal. Highly cytotoxic benzo [c]pyrido[2,3,4-kl]acridines[J].Bioorg Med Chem Lett,2003,13(5):943- 946.

[7] Parnetti L, Senin U, Mecocci P. Cognitive enhancement therapy for Alzheimer’s disease[J].Drugs,1997,53(8):752-768.

[8] 段軍飛,俞俊,劉西洋,等.α-氨基苯基膦酸酯衍生物的合成[J].合成化學,2006,14(6):588-590.

[9] Wu J, Sun W, Xia H G,etal. A facile and highly efficient route toα-amino phosphonates via three-component reactions catalyzed by Mg(ClO4)2or molecular iodine[J].Org Biomol Chem,2006,4:1663-1666.

[10] Ambica K S, Taneja S C, Hundal M S,etal.One-pot synthesis ofα-aminophosphonates catalyzed by antimony trichloride adsorbed on alumina[J].Tetrahedron Lett,2008,49(14):2208-2212.