[发明专利]一种脒类化合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成领域，尤其涉及一种脒类化合物的制备方法。

背景技术

脒类化合物作为一类非常重要的含氮化合物，其常见于有机合成化学，基于脒类母核结构的生物活性小分子已被广泛应用于生物，药物和材料等领域。特别的对于取代的脒，由于缺电子官能团的引入，使得此类结构在药物化学和配体化学中表现出特定性质。比如，基于N-磺酰基脒化合物的磺胺脒和磺胺吡啶钠，是一类常见的治疗肠胃病医药；N-酰基脒结构可以作为重要的过渡金属配体应用于多种催化反应(参见Organometallics 2016,35,1906-1915)；而N-膦酰基脒类化合物也有着潜在的生物活性(参见Bioorg.Med.Chem.Lett.2010,20,541–545)。

对于此类脒的合成，传统的合成方法主要包括：(1)在强碱的作用下，亲核试剂与氰胺的亲核反应(参见Chem.Commun.1998,609-610)；(2)在强脱水剂的作用下，酰胺与胺的反应(参见Tetrahedron 2010,66,1208–1214)；(3)硫代酰胺与磺酰基叠氮的偶联反应(参见Chem.Commun.2013,49,10242-10244)；(4)格氏试剂或有机锂试剂与碳二酰亚胺的亲核反应(参见J.Org.Chem.1986,51,1997-2004)。近年来，过渡金属催化的多组分反应也为脒类化合物的合成提供了一条新的途径。Chang和成江分别报道了利用Cu催化的“Click”反应和卡宾与异腈的偶联反应生成烯酮亚胺中间体，再进一步与胺反应得到脒类化合物(参见J.Am.Chem.Soc.2005,127,2038-2039；Chem.Commun.2015,51,16645-16647)。

然而上述方法缺点是：(1)底物需要预官能团化，如酰胺、硫代酰胺及氰胺需要提前制备；(2)反应条件苛刻，需要用到强碱、强脱水剂及格氏试剂等对反应体系要求较严格的反应物，而且格氏试剂或有机锂试剂对水和氧气较为敏感，不宜储存；(3)反应的底物普适性有限，比如格氏试剂与碳二酰亚胺的反应及Chang报道的Cu催化的三组分反应，仅对特定的反应底物适用；(4)原子经济性较差，成江等人利用对甲苯磺酰腙类化合物作为卡宾前体，要离去较大官能团。

发明内容

本发明提供一种从简单易得的碳二酰亚胺和芳基硼酸出发，以过渡金属铑作为催化剂，催化碳二酰亚胺与芳基硼酸的反应得到对应的脒类化合物。该反应经过过渡金属铑催化过程，并能以相对较高的产率得到各种不同取代的脒类化合物。相比其他合成方法：该反应所需的反应底物碳二酰亚胺和芳基硼酸都是常用的有机合成原料，易于制备，并且部分原料已被商业化；不需要添加强氧化剂等特殊的添加剂，原子经济性高，环境友好；底物普适性好，可以制备芳基/芳基取代、芳基/烷基取代等各种类型的脒化合物。

本发明的技术方案如下：

一种制备式(I)所示化合物的方法，

其中，

R¹选自烷基、环烷基、芳基、杂芳基、-CO-R⁵、-SO₂-R⁶或-PO-(OR⁷)₂；

R²选自芳基、杂芳基、烷基、环烷基；

R³选自芳基、杂芳基、烷基、烯基、炔基；

R⁵、R⁶、R⁷独立的选自烷基、环烷基、烯基、炔基、芳基、杂芳基；

包括：

将式(V)所示化合物与式(IV)所示化合物在铑催化剂的催化下、在惰性气氛下反应得到式(I)所示化合物，

R³B(OH)₂(IV)

R¹-NCN-R²(V)

其中，

R¹、R²和R³的定义同式(I)。

根据本发明，所述惰性气氛优选为氮气。所述反应在溶剂下进行。

根据本发明，所述式(V)所示化合物可以由式(II)所示化合物和式(III)所示化合物反应得到。

R¹-N₃(II)