新型咪唑啉酮衍生物的合成研究

王 勇，冯菊红，巨修练

(武汉工程大学化工与制药学院,湖北省新型反应器与绿色化学工艺重点实验室，湖北 武汉 430074)

0 引 言

咪唑啉酮类杂环是一类高活性、广谱除草剂[1]．其中5-芳基亚甲基咪唑啉酮类化合物具有良好的杀菌和消炎活性[2-3]，而且还是血管紧张肽II的有效拮抗剂[4-5]．

丁明武课题组对应用串联的Aza-Wittig反应合成咪唑啉酮类化合物进行了详细的研究和报道．该种方法是使用易制备的膦亚胺(4)与苯基异氰酸酯经过Aza-Wittig反应得到碳二亚胺(5)，5不经分离提纯，直接再与各种亲核试剂进行关环反应得到咪唑啉酮类化合物，如与各种脂肪伯胺、仲胺反应得到2-烷氨基-3-芳基咪唑啉酮[6]，与肼反应得到2-芳氨基-3氨基咪唑啉酮[7]等．但未见有用芳香胺或芳杂环胺与碳二亚胺反应的报道．许志峰等分析可能是因为芳香胺或芳杂环胺的亲核性较弱，无法与碳二亚胺反应[8]．但经过笔者研究，在以无水乙腈为溶剂，不加任何催化剂的条件下，芳杂环伯胺-2-甲基-3-氨基吡啶和2-氨基-4-甲基噻唑能顺利的与碳二亚胺反应，得到2位为芳杂环胺基和3位为芳基的咪唑啉酮类衍生物．合成路线如图1所示，共合成八个未见文献报道的目标化合物，化合物的结构经过HRMS，1H NMR进行表征．

图1 目标化合物的合成路线

1 实验部分

1.1 仪器和试剂

RY-1型熔点仪；Varian Mercury-Vx300型核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标)；FINNIGAN TRACE GC-MS型质谱仪．

2-甲基-3-氨基吡啶(ACROS ORGANICS)和2-氨基-4-甲基噻唑(Alfa Aesar)为进口试剂，其他试剂均为国产分析纯或者化学纯．无水乙腈使用前重蒸处理，二氯甲烷使用前用氯化钙干燥处理．

1.2 化合物合成

1.2.1 膦亚胺(4)的合成 参照文献[9]中产率约90%．

1.2.2 咪唑啉酮衍生物(7)的合成 在室温及干燥氮气保护下，将3.3 mmol芳基异氰酸酯加入到膦亚胺4(3.3 mmol)的二氯甲烷(20 mL)溶液中，静置反应6 h．减压脱去溶剂，加入30 mL乙醚：石油醚(v/v)=1∶2混合液以除去三苯基氧膦，过滤．滤液在减压下脱去溶剂即得到碳二亚胺5．碳二亚胺5不需要处理，可直接进行下步反应．

将得到的碳二亚胺5(3.3 mmol)溶解在无水乙腈中，室温搅拌下滴加3.3 mmol的芳杂环伯胺的乙腈溶液，反应15 min即有固体析出．析出的固体用二氯甲烷和石油醚重结晶得咪唑啉酮衍生物7a-7h．产率50%～70%．

2 结果和讨论

2.1 目标化合物的物理性质和表征

7a-7h的产率及物理常数列于表1．

由表1可知，2-甲基-3-氨基吡啶和2-氨基-4-甲基噻唑可以顺利地与碳二亚胺5反应得到目标化合物．但是2-氨基-4-甲基噻唑的反应收率高于2-甲基-3-氨基吡啶，可能是因为2-氨基-4-甲基噻唑的亲核性较强，易于与碳二亚胺反应．

表1 化合物7的产率及物理常数

表2 化合物7的MS和1H NMR数据

咪唑啉酮7的波谱数据如表2所示．在其1H NMR谱图中，芳杂环和苯环氢的化学位移在6.50～8.50之间，显示为多重峰．烯氢由于受到苯环和咪唑啉酮环的共轭作用，化学位移值向低场移动，在6.80附近出现一尖锐的单峰，可以与芳杂环和苯环氢的信号区分．芳杂环胺的氨基活泼氢的信号出现在12.90附近．对比文献[11]可知芳胺基的氨基活泼氢出现在9.2左右，而芳杂环胺的氨基活泼氢由于受到芳杂环的影响化学位移会更高，因此咪唑啉酮7为2-芳杂环氨基咪唑啉酮而不是2-芳氨基咪唑啉酮．

2.2 成环反应选择性

据文献报道，当碳二亚胺与脂肪伯胺加成得到中间体胍后，可能由于胍中间体几何构型的原因，由亲核性较弱的芳氨基(ArNH-)分子内亲核进攻使羧酸酯发生氨解反应而生成咪唑啉酮环[10]；而碳二亚胺与肼加成后得到中间体胍，则是由更强的亲核基团肼(NH2NH-)分子内亲核进攻羧酸酯，关环生成咪唑啉酮环[11]．

但在本研究得到的产物结构表明，当含芳杂环氨与碳二亚胺加成得到中间体胍后，由亲核性较弱的芳氨基(Ar2NH-)进攻羧酸酯发生氨解反应而关环得到咪唑啉酮环，而不是芳杂环氨基(Ar3NH-)反应关环．这与文献[10]的结果一致．

参考文献：

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