CN103880710B - 一种脒类化合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种脒类化合物的制备方法,以碳二亚胺、活泼亚甲基为原料，在碱性条件下，以二甲亚砜或者N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，室温下搅拌反应2-12小时，所得反应混合物经后处理后得到脒类化合物纯品，碳二亚胺、活泼亚甲基、碱的投料比物质的量比为1.0:1.0:2.0。该制备方法原料廉价易得、反应条件温和、操作简便、收率较高，且后处理较方便的适合工业生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种化学制备方法，特别涉及一种脒类化合物的制备方法。
背景技术
脒类化合物在农药、医药等领域有着很广泛的用途[1]，啶虫脒是常用的烟碱类杀虫剂[1]；芳香二脒类化合物[1]是一类治疗原虫疾病的有效临床药剂；聚脒[2]在药物控释、光电子以及絮凝剂等领域具有潜在的应用价值。
近年来，国内合成脒的专利也呈逐年增多的趋势[3]。脒的相关研究越来越受到人们的广泛关注。其常见的合成方法有：腈的胺解法、原甲酸酯法、酰胺缩醛法、Pinner法、酮肟法等[4]。也有研究报道SmI2在温和条件下对腈和胺作用生成脒的反应有较好的催化活性，是一种较好的脒的合成方法[5]。
参考文献：
[1]廉应江，陈安良，冯俊涛等.芳香二脒类化合物合成及抑菌活性的初步研究[J].西北农林科技大学学报，2005(7):46-48.
[2]王宗廷,张云山,赵延霞等.聚脒的研究进展[J].高分子材料科学与工程，2007，23(5)：6-9.
[3]雷筱娱.啶虫脒国内专利发展动态[J].农药研究与应用，2011，15(3):47-50.
[4]刘毅锋，张娟.脒的合成及应用研究进展[J].化学通报,1996(17)：1-5.
[5]徐凡，孙建华，燕海滨等.SmI2催化合成N,N’-二取代脒[J].厦门大学学报，1999(38)：304.
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种原料廉价易得、条件温和、操作简便、收率较高，且后处理方便的适合工业生产的脒类化合物的制备方法。
为解决该技术问题本发明采用的技术方案如下：
一种脒类化合物的制备方法,以式(I)所示的碳二亚胺、式(Ⅱ)所示的活泼亚甲基为原料，在碱性条件下，以二甲亚砜或者N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，室温下搅拌反应2-12小时，所得反应混合物经后处理后得到式(Ⅲ)所示结构式的脒类化合物纯品，所述碳二亚胺、活泼亚甲基、碱的投料比物质的量比为1.0:1.0:2.0；
其中R1,R2=烷基或芳基；EWG,EWG’=吸电子基，如CO2R、COR、CN等；
所述二甲亚砜或者N,N’-二甲基甲酰胺的体积为碳二亚胺物质的量比的3:1=ml:mmol。
所述的碱为下列之一：碳酸铯、磷酸钾、叔丁醇钾。
所述碳二亚胺所述取代基R1和R2为芳基或烷基，其中芳基为对甲苯基、间甲苯基、间硝基、对甲氧苯基、对氯苯基、対氟苯基，烷基为环己基、正丙基，苄基。
所述活泼亚甲基为下列之一：丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯，丙二酸二异丙酯、氰基乙酸乙酯、氰基乙酸异丙酯、丙二睛、乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰丙酮。
所述的后处理为：反应液先用乙酸乙酯稀释，然后饱和食盐水洗，分出有机层用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏回收溶剂，重结晶或者柱层析分离提纯。
本发明的优点主要体现在：从简单易得的碳二亚胺和活泼亚甲基出发，二组分简单快捷地制备了脒类化合物，且纯度为97%以上。本发明的操作步骤简单，原料和碱均廉价易得，反应条件温和，后处理简便，通过重结晶纯化或者柱层析分离产率较高等优点。本发明的反应条件也能应用于大量制备，适合脒类化合物工业化生产，因而具有较高的实施价值和潜在社会经济效益。
具体实施方式
以下以具体实施例来进一步说明本发明的技术方案，但本发明不局限于以下实施例。
实施例1：Diethyl2-(bis(p-tolylamino)methylene)malonate
投料物质的量比为N,N'-二对甲苯基碳二亚胺：丙二酸二乙酯：碳酸铯=1.0:1.0:2.0.其中N,N'-二对甲苯基碳二亚胺的用量为1mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为3ml，室温反应时间为6小时。
在装有搅拌子10mL试管中，先加入丙二酸二乙酯0.160g(1mmol)、碳酸铯0.652g(2mmol)、二甲亚砜1.5ml，再逐滴加入溶解在1.5ml二甲亚砜N,N'-二对甲苯基碳二亚胺0.222g(1mmol)室温搅拌6小时，TLC跟踪至原料反应完全，将反应液加入乙酸乙酯稀释，然后用饱和食盐水洗，分出有机层用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏回收溶剂且浓缩，重结晶或者柱层析分离提取产物为固体，得产物313mg，收率82%，纯度98.3%。重结晶分离使用石油醚与乙酸乙酯体积比为1：20加热至溶解，低温冷却析出。
实施例2：Dimethyl2-(bis(p-tolylamino)methylene)malonate
投料物质的量比为N,N'-二对甲苯基碳二亚胺：丙二酸二甲酯：碳酸铯=1.0:1.0:2.0.其中N,N'-二对甲苯基碳二亚胺的用量为1mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为3ml，室温反应时间为6小时。
其它同实施例1，产品为固体，得产物283mg，收率80%，纯度97.5%。
实施例3：Diisopropyl2-(bis(p-tolylamino)methylene)malonate
投料物质的量比为N,N'-二对甲苯基碳二亚胺：丙二酸二异丙酯：碳酸铯=1.0:1.0:2.0.其中N,N'-二对甲苯基碳二亚胺的用量为1mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为3ml，室温反应时间为6小时。
其它同实施例1，产品为固体，得产物312mg，收率78%，纯度95.5%。
实施例4：Dthyl2-cyano-3-(p-tolylamino)-3-(p-tolylimino)propanoate
投料物质的量比为N,N'-二对甲苯基碳二亚胺：氰基乙酸乙酯：碳酸铯=1.0:1.0:2.0.其中N,N'-二对甲苯基碳二亚胺的用量为1mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为3ml，室温反应时间为2小时。
其它同实施例1，产品为固体，得产物295mg，收率88%，纯度98.5%。
实施例5：Isopropyl2-cyano-3-(p-tolylamino)-3-(p-tolylimino)propanoate
投料物质的量比为N,N'-二对甲苯基碳二亚胺：氰基乙酸异丙酯：碳酸铯=1.0:1.0:2.0.其中N,N'-二对甲苯基碳二亚胺的用量为1mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为3ml，室温反应时间为2小时。
其它同实施例1，产品为固体，得产物301mg，收率86%，纯度96.5%。
实施例6：2-(bis(p-tolylamino)methylene)malononitrile
投料物质的量比为N,N'-二对甲苯基碳二亚胺：丙二睛：碳酸铯=1.0:1.0:2.0.其中N,N'-二对甲苯基碳二亚胺的用量为1mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为3ml，室温反应时间为12小时。
其它同实施例1，产品为固体，得产物224mg，收率78%，纯度96.5%。
实施例7：Ethyl2-(bis(p-tolylamino)methylene)-3-oxobutanoate
投料物质的量比为N,N'-二对甲苯基碳二亚胺：乙酰乙酸乙酯：碳酸铯=1.0:1.0:2.0.其中N,N'-二对甲苯基碳二亚胺的用量为1mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为3ml，室温反应时间为6小时。
其它同实施例1，产品为固体，得产物281mg，收率80%，纯度97.5%。
实施例8：Methyl2-(bis(p-tolylamino)methylene)-3-oxobutanoate
投料物质的量比为N,N'-二对甲苯基碳二亚胺：乙酰乙酸甲酯：碳酸铯=1.0:1.0:2.0.其中N,N'-二对甲苯基碳二亚胺的用量为1mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为3ml，室温反应时间为6小时。
其它同实施例1，产品为固体，得产物287mg，收率85%，纯度97.5%。
实施例9：3-(bis(p-tolylamino)methylene)pentane-2,4-dione
投料物质的量比为N,N'-二对甲苯基碳二亚胺：乙酰丙酮：碳酸铯=1.0:1.0:2.0.其中N,N'-二对甲苯基碳二亚胺的用量为1mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为3ml，室温反应时间为6小时。
其它同实施例1，产品为固体，得产物283mg，收率88%，纯度96.5%。
实施例10：
Diethyl2-(((4-fluorophenyl)amino)(p-tolylamino)methylene)malonate
投料物质的量比为N,N'-对甲对氟碳二亚胺：丙二酸二乙酯：碳酸铯=1.0:1.0:2.0.其中N,N'-对甲対氟苯基碳二亚胺的用量为1mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为3ml，室温反应时间为12小时。
其它同实施例1，产品固体，得产物308mg，收率80%，纯度96.5%。
实施例11：
Diethyl2-(((4-chlorophenyl)amino)(p-tolylamino)methylene)malonate
投料物质的量比为N,N'-对氯对甲苯基碳二亚胺：丙二酸二乙酯：碳酸铯=1.0:1.0:2.0.其中N,N'-对氯对甲苯基碳二亚胺为1mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为3ml，室温反应时间为12小时。
其它同实施例1，产品固体，得产物277mg，收率67%，纯度97.0%。
实施例12：
Diethyl2-((phenylamino)(p-tolylamino)methylene)malonate
投料物质的量比为N-对甲苯基-N'-苯基碳二亚胺：丙二酸二乙酯：碳酸铯=1.0:1.0:2.0.其中N-对甲苯基-N'-苯基碳二亚胺的用量为1mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为3ml，室温反应时间为6小时。
其它同实施例1，产品固体，得产物287mg，收率78%，纯度97.0%。
实施例13：
Diethyl2-(((3-nitrophenyl)amino)(p-tolylamino)methylene)malonate
投料物质的量比为N-对甲苯基-N'-间硝基苯基碳二亚胺：丙二酸二乙酯：碳酸铯=1.0:1.0:2.0.其中N-对甲苯基-N'-间苯基碳二亚胺的用量为1mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为3ml，室温反应时间为12小时。
其它同实施例1，产品固体，得产物239mg，收率58%，纯度96.0%。
实施例14：
Diethyl2-((m-tolylamino)(p-tolylamino)methylene)malonate投料物质的量比为N-对甲苯基-N'-间甲基苯基碳二亚胺：丙二酸二乙酯：碳酸铯=1.0:1.0:2.0.其中N-对甲苯基-N'-间甲基苯基碳二亚胺的用量为1mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为3ml，室温反应时间为6小时。
其它同实施例1，产品固体，得产物300mg，收率78%，纯度95.0%。
实施例15：
Diethyl2-(((4-methoxyphenyl)amino)(p-tolylamino)methylene)malonate投料物质的量比为N-对甲苯基-N'-对甲氧基苯基碳二亚胺：丙二酸二乙酯：碳酸铯=1.0:1.0:2.0.其中N-对甲苯基-N'-对甲氧基苯基碳二亚胺的用量为1mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为3ml，室温反应时间为12小时。
其它同实施例1，产品固体，得产物325mg，收率81%，纯度96.6%。
实施例16：
Diethyl2-((cyclohexylamino)(p-tolylamino)methylene)malonate
投料物质的量比为N-对甲苯基-N'环己基苯基碳二亚胺：丙二酸二乙酯：碳酸铯=1.0:1.0:2.0.其中N-对甲苯基-N'环己基苯基碳二亚胺的用量为1mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为3ml，室温反应时间为12小时。
其它同实施例1，产品固体，得产物262mg，收率70%，纯度95.0%。
实施例17：
Diethyl2-((benzylamino)(p-tolylamino)methylene)malonate
投料物质的量比为N-对甲苯基-N'-苄基碳二亚胺：丙二酸二乙酯：碳酸铯=1.0:1.0:2.0.其中N-对甲苯基-N'-苄基碳二亚胺的用量为1mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为为3ml，室温反应时间为6小时。
其它同实施例1，产品固体，得产物286mg，收率70%，纯度95.0%。
实施例18：
Diethyl2-((propylamino)(p-tolylamino)methylene)malonate投料物质的量比为N-对甲苯基-N'-正丙基碳二亚胺：丙二酸二乙酯：碳酸铯=1.0:1.0:2.0.其中N-对甲苯基-N'-正丙基碳二亚胺的用量为1mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为为3ml，室温反应时间为6小时。
其它同实施例1，产品固体，得产物241mg，收率72%，纯度95.0%。
实施例19：Diethyl2-(bis(p-tolylamino)methylene)malonate
投料物质的量比为N,N'-二对甲苯基碳二亚胺：丙二酸二乙酯，磷酸钾=1.0:1.0:2.0.其中N,N'-二对甲苯基碳二亚胺的用量为1mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为3ml，室温反应时间为6小时。
其它同实施例1，产品固体，得产物306mg，收率80%，纯度97.0%。
实施例20：Diethyl2-(bis(p-tolylamino)methylene)malonate
投料物质的量比为N,N'-二对甲苯基碳二亚胺：丙二酸二乙酯，叔丁醇钾=1.0:1.0:2.0.其中N,N'-二对甲苯基碳二亚胺的用量为1mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为3ml，室温反应时间为6小时。
其它同实施例1，产品固体，得产物300mg，收率78%，纯度97.0%。
实施例21：Diethyl2-(bis(p-tolylamino)methylene)malonate
投料物质的量比为N,N'-二对甲苯基碳二亚胺：丙二酸二乙酯磷酸钾=1.0:1.0:2.0.其中N,N'-二对甲苯基碳二亚胺的用量为1mmol，有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，其用量为3ml，室温反应时间为6小时。
其它同实施例1，产品固体，得产物306mg，收率80%，纯度98.0%。
实施例22：Diethyl2-(bis(p-tolylamino)methylene)malonate
投料物质的量比为N,N'-二对甲苯基碳二亚胺：丙二酸二乙酯：碳酸铯=1.0:1.0:2.0.其中N,N'-二对甲苯基碳二亚胺的用量为10mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为30ml，室温反应时间为12小时。
在装有搅拌子50ml圆底烧瓶中，先加入丙二酸二乙酯0.8g(5mmol)、碳酸铯3.22g(10mmol)、二甲亚砜8ml，再逐滴加入溶解在8ml二甲亚砜N,N'-二对甲苯基碳二亚胺1.11g(5mmol)室温搅拌12小时，TLC跟踪至原料反应完全，将反应液加入乙酸乙酯稀释，然后用饱和食盐水洗，分出有机层用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏回收溶剂且浓缩，重结晶或者柱层析分离提取产物为固体，得产物3.056g，收率80%，纯度98.3%。
实施例23：Diethyl2-(bis(p-tolylamino)methylene)malonate
投料物质的量比为N,N'-二对甲苯基碳二亚胺：丙二酸二乙酯：碳酸铯=1.0:1.0:2.0.其中N,N'-二对甲苯基碳二亚胺的用量为10mmol，有机溶剂为二甲亚砜，其用量为30ml，室温反应时间为12小时。
在装有搅拌子100ml圆底烧瓶中，先加入丙二酸二乙酯1.60g(10mmol)、碳酸铯6.52g(20mmol)、二甲亚砜15ml，再逐滴加入溶解在15ml二甲亚砜N,N'-二对甲苯基碳二亚胺2.22g(10mmol)室温搅拌12小时，TLC跟踪至原料反应完全，将反应液加入乙酸乙酯稀释，然后用饱和食盐水洗，分出有机层用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏回收溶剂且浓缩，重结晶或者柱层析分离提取产物为固体，得产物3.056g，收率80%，纯度98.3%。
Claims (1)
1.一种脒类化合物的制备方法,其特征在于：以式(I)所示的碳二亚胺、式(Ⅱ)所示的活泼亚甲基为原料，在碱性条件下，以二甲亚砜或者N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，室温下搅拌反应2-12小时，所得反应混合物经后处理后得到式(Ⅲ)所示结构式的脒类化合物纯品，所述碳二亚胺、活泼亚甲基、碱的投料比物质的量比为1.0:1.0:2.0；
所述二甲亚砜的用量是碳二亚胺3:1ml:mmol；所述的碱为下列之一：碳酸铯、磷酸钾、叔丁醇钾；碳二亚胺所述取代基R1和R2为芳基或烷基，其中芳基为对甲苯基、间甲苯基、对甲氧苯基、对氯苯基、対氟苯基，烷基为环己基、正丙基，苄基；所述式(Ⅱ)所示的活泼亚甲基为下列之一：丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯，丙二酸二异丙酯、氰基乙酸乙酯、氰基乙酸异丙酯、乙酰乙酸乙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰丙酮；所述的后处理为：反应液先用乙酸乙酯稀释，然后饱和食盐水洗，分出有机层用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏回收溶剂，重结晶或者柱层析分离提纯。
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| Взаимодействие гетерокумуленов с некоторыми с-нуклеофилами в присутствии азинов;А.К.Шейнкман,et al.;《Журнал органической химии》;19911231;第27卷(第6期);1198-1205 * |
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