[发明专利]利用羧酸对环己基氮杂环丙烷开环的方法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，涉及一种氮杂环丙烷类化合物的开环方法。

背景技术

氮杂环丙烷是一种用途广泛的有机合成中间体，其具有的环丙烷结构可以进行一系列亲核开环反应，用于合成β-取代的氨基化合物，进而合成许多具有生物活性及在医药化工行业极具应用前景的氨基醇、氨基酸、生物碱以及β-内酞胺等各种生物活性化合物，这一性质使得氮杂环丙烷受到研究者的广泛重视。

虽然已有若干研究者报道了氮杂环丙烷与各种亲核试剂进行的开环反应，但羧酸与氮杂环丙烷的开环反应令人意外地少见报道。探索廉价、高效的羧酸与氮杂环丙烷的开环反应方法对于有机合成工作者仍是一个相当大的挑战。

事实上，较强的有机酸，例如苯磺酸，可以直接与活性氮杂环丙烷发生反应。此类反应往往在极性溶剂中进行，产率通常很高。

为取得羧酸对氮杂环的开环产物，化学工作者通常采用相应的酸酐来进行反应（Fan R. H., Hou X. L. Efficient ring-opening reaction of epoxides and aziridines promoted by tributylphosphine in water[J]. J. Org. Chem. 2003, 68: 726–730.），当氮杂环上的取代基为脂肪链时，反应结果以酸酐进攻低位阻位点得到的产物居多，而氮杂环上的取代基为芳环时，产物的区域选择性不明显。

Cardillo小组（Cardillo G., Gentilucci L, Tolomelli A., et al. Formation of Aziridine-2-amides through 5-Halo-6-methylperhydropyrimidin-4-ones. A Route to Enantiopure l- and d-Threonine and allo-Threonine[J]. J. Org. Chem. 1998, 63(10): 3458–3462.）在严格无水的环境下，用嘧啶催化乙酸酐进攻特定底物氮杂环，产物的立体选择性和区域选择性都很高。缺点是这个方法仅针对个别氮杂环体系有较好的效果，并没有广泛的适用范围。

直接催化羧酸对氮杂环丙烷进行开环反应的方法由Yadav等人于2002年提出（Yadav J. S., Reddy B. V. S., Sadashiv K., et al. Indium Tri?ate-Catalyzed Ring Opening of Aziridines with Carboxylic Acids[J]. Tetrahedron Letters, 2002, 43(11): 2099-2101.），他们采用In(OTf)₃作催化剂，以二氯甲烷为溶剂，室温条件下反应，收率在85-92%之间，而且有较好的对应选择性。该反应反应时间短，条件温和，收率高，缺点在于催化剂In(OTf)₃比较昂贵。

Compernolle小组曾报道过一种氮杂环丙烷的开环反应方法（Cho S. J., Jensen N. H., Kurome T. et al. Selective 5-Hydroxytryptamine 2C Receptor Agonists Derived from the Lead Compound Tranylcypromine: Identification of Drugs with Antidepressant-Like Action[J].J. Med. Chem., 2009, 52:1885-1902.），使用醋酸钾代替醋酸作为亲核试剂进行开环反应。为得到较高的立体选择性，他们采用了特定的高位阻氮杂环丙烷与醋酸钾在四氢呋喃中回流。该方法不需要催化剂就能取得高于90%的产率。但是，为了阻止副反应，醋酸钾的投入是较大过量的。

综上所述，氮杂环丙烷与羧酸的亲核开环反应已取得了一定成果，但围绕更廉价高效的催化剂，更简便的反应操作，更环保和更高原子经济性等方面进行研究仍有重要的理论意义和实际意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用羧酸对环己基氮杂环丙烷开环的方法。