[发明专利]氮杂环丙烷化合物的开环方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氮杂环丙烷化合物的开环方法，具体涉及一种采用金属溴化物对不同结构氮杂环丙烷化合物的开环方法，属于有机合成技术领域。

背景技术

氮杂环丙烷化合物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、抗肿瘤及其它生物活性。氮杂环丙烷可以发生一系列重要的反应，如开环反应、环加成反应、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。

含溴化合物对氮杂环丙烷的亲核开环反应可以生成各种各样的β-溴代胺，它们是合成许多天然产物和药物非常有价值的中间体，但相关的专利和文献非常有限。Yadav等人(J.S.Yadav,B.V.Subba Reddy,G.Mahesh Kumar,Indium trihalide mediated regioselective ring opening of aziridines:a facile synthesis of 2-haloamines[J].Synlett,2001,1417–1418.)使用了价格昂贵的路易斯酸三溴化铟作为亲核试剂对氮杂环丙烷进行开环反应，不仅反应时间较长，而且产率也不高，尤其区域选择性不是很好。Singh等人(Manoj Kumar,SanjayK.Pandey,Shikha Gandhi,Vinod K.Singh,PPh₃/halogenating agent-mediated highly efficient ring opening of activated and non-activated aziridines[J],Tetrahedron Letters,2009,50:363–365)用三苯基二溴化膦作试剂在乙腈中对氮杂环丙烷进行开环反应，虽然反应时间比较短，反应的收率也基本在90%左右，但是三苯基二溴化膦试剂价格比较高。Ghorai(Manas K.Ghorai,Kalpataru Das,Amit Kumar and Koena Ghosh,An efficient route to regioselective opening of N-tosylaziridines with zinc(II)halides[J],Tetrahedron Letters,2005,46,4103–4106)利用溴化锌作亲核试剂在二氯甲烷中完成了对氮杂环丙烷的开环反应，反应不仅时间较长，收率不高，而且区域选择性也不高。

综上所述，虽然含溴化合物对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、选择性不高等不足之处，寻找新的含溴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采用金属溴化物对不同结构氮杂环丙烷化合物的开环方法。

本发明采用金属溴化物的氮杂环丙烷化合物开环方法是：以甲苯磺酰基活化的氮杂环丙烷化合物为起始原料，以二氯甲烷为溶剂，使用金属溴化物作为亲核试剂，对氮杂环丙烷化合物进行开环反应。

其中，所述甲苯磺酰基活化的氮杂环丙烷化合物具有以下结构通式：

式中，R¹代表H、C₁～C₁₅的烷基，或

其中，所述的R²代表H、甲基、甲氧基或卤素。

其具体反应式如下：

其中，M代表Fe、K、Na、Mg或Cu；x=1、2或3。

或者，所述甲苯磺酰基活化的氮杂环丙烷化合物具有以下结构通式：

其中，n为1～7。

优选地，n为3或4。

其具体反应式如下：

其中，M代表Fe、K、Na、Mg或Cu；x=1、2或3。

上述反应是在二氯甲烷溶剂中进行的，它的用量为10～20mL/mmol氮杂环丙烷化合物。

进一步地，在本发明的开环方法中，反应原料金属溴化物与甲苯磺酰基活化的氮杂环丙烷化合物的用量摩尔比为0.3～3︰1。