[发明专利]基于对硝基苯甲酸的氮杂环丙烷化合物开环方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用对硝基苯甲酸对不同结构的氮杂环丙烷化合物开环的方法，属于有机合成技术领域。 

背景技术

氮杂环是有机合成中的重要合成砌块和中间体，存在于许多天然产物中，具有良好的抗病毒、抗肿瘤及其他生物活性。氮杂环可以发生一系列重要的反应，如开环反应、重排反应、还原和消除反应等。其亲核开环反应可用于合成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其具有应用前景的氨基醇、氨基酸、生物碱以及β-内酞胺等化合物，也可以用作不对称合成中的配体和辅助剂。探索廉价、高效的亲核试剂与氮杂环丙烷的开环反应方法颇受研究者的广泛重视。

多种亲核试剂（醇类、胺类与酰胺类、硫醇与硫酚类）都可以和氮杂环丙烷进行开环反应。醇与氮杂环的反应早在上个世纪六十年代就有报道，Ulrich等人(Ulrich H., Emanuel P., Friedrich K Z. The action of alcohols on ethylenimines(aziridines). Synthesis of β-amino ethers[J]. Chemische Berichte, 1964, 97(2): 510-519.)使用了很强的路易斯酸三氟化硼来催化各种脂肪醇与氮杂环丙烷的反应，需要使用较大剂量的三氟化硼，反应过程难以控制，反应时间长，产率也不高。胺类与酰胺类亲核性很强，在没有催化剂作用下也能和氮杂环丙烷发生反应合成1,2-二胺类化合物。Peruncheralathan等人(Peruncheralathan S., Henze M., Schneider C. Scandium Triflate Catalyzed Aminolysis of meso-Aziridines[J]. Synlett, 2007, 2007(14): 2289-2291.)用三氟甲磺酸钪使苯胺与氮杂环丙烷进行反应，在很短时间内得到了很高的收率，但这个反应对于被-TS，-COPh等基团活化的氮杂环收率并不高。硫醇和硫酚也可以在没有催化剂的条件下与氮杂环丙烷反应，而且反应活性比相应的醇类高，这类反应通常在极性溶剂中进行。虽然Fan等(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.)开发了在水中进行的亲核开环反应，但需要加入PBu₃时反应才会发生，而且选择性很低。

含α-氢的丙二酸二乙酯也可以与氮杂环进行亲核反应，这个反应一般需要用强碱夺去羰基的α-氢才能实现。CN 102503861阐述了一种丙二酸二乙酯对氮杂环丙烷化合物的开环方法，该方法以碱为催化剂，在不同溶剂中实现丙二酸二乙酯对氮杂环丙烷化合物的开环反应。该专利是我国唯一发表的关于氮杂环丙烷化合物开环方法的专利。

羧基上富电子的氧是羧酸类亲核试剂的活性位点，也能和氮杂环丙烷化合物进行开环反应，但相关的专利和文献非常有限。直接催化羧酸对氮杂环丙烷开环反应的方法由Yadav等人于2002年提出(Yadav J. S., Reddy B. V. S., Sadashiv K., et al. Indium Tri?ate-Catalyzed Ring Open-ing of Aziridines with Carboxylic Acids[J]. Tetrahedron Letters, 2002, 43(11): 2099-2101.)，他们采用了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，缺点在于催化剂In(OTf)₃比较昂贵。

综上所述，虽然氮杂环丙烷开环反应的研究取得了一定进展，但普遍存在着催化剂价格高、反应时间较长、选择性低等不足之处，寻找新的亲核试剂与氮杂环丙烷进行开环反应，以使反应更易于操作，更环保，产率更高，选择性更强值得人们进一步去探索和发现。

发明内容

本发明的目的是提供一种对硝基苯甲酸对不同结构的氮杂环丙烷化合物开环的方法。