CN103694144B - 一种3-烯基取代脲类衍生物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3-烯基取代脲类衍生物，其结构如式(I)所示。本发明还公开了所述3-烯基取代脲类衍生物的制备方法，其过程为，在室温和氮气保护下，以烯胺酮类化合物和取代甲酰胺为原料，以铜盐为催化剂，在氧化剂存在下，合成3-烯基取代的脲类化合物。本发明反应条件简单、普适性好、反应时间短。
Description
技术领域
本发明属有机化合物及合成的技术领域，具体涉及一种3-烯基取代脲类衍生物及其制备合成方法。
背景技术
3-烯基取代脲类化合物(3-vinyl urea)是一类重要的具有生物活性的有机合成中间体。这类化合物具有多种合成用途，是许多天然产物、药物中间体的重要结构单元，由于该化合物结构中含有双键，可以通过后续转化进一步形成更加复杂的多取代脲类衍生物。广泛用于工业、农业和制药等行业。可作为农药，如除草剂、杀菌剂、杀虫剂等，也可作为植物生长的调节剂；还可作为石油、烃类燃料以及聚合物的添加剂，如抗氧剂、抗沉淀剂、缓蚀剂等；它们也可用于药物和染料的制备。而3-烯基取代脲类化合物的合成少有文献报道，而报道的方法也有其局限性：(1)反应条件苛刻，反应成本高；(2)反应完成所需的时间较长。例如：文献(1)Lefranc，J.；Tetlow，D.J.；Donnard，M.；Minassi，A.；Galvez，E.；Clayden，J.Org.Lett.2011，13，296-299.(2)Spitzner，R.；Mielke，D.；Scholz，D，；Schroth，W.Tetrahedron.1982，38，927-936.(3)Tetlow，D.J.；Hennecke U.；Raftery，J.；Waring，M.J.；Clarke，D.S.；Clayden，J.J.Org.Lett.2010，12，5442-5445.
现有技术中3-烯基取代脲类衍生物的制备方法中存在以下缺点：反应条件苛刻，反应成本高，反应完成所需的时间较长。
发明内容
本发明的目的是提供一种3-烯基取代脲类衍生物。
本发明提供的3-烯基取代脲类衍生物的结构，如以下式(I)所示：
其中，R1＝C4-7的芳基；R2为C5-9的芳基；R3为C1-6的烷基或芳基；R4为C1-5的烷基；所述芳基可以是苯基、取代苯基、2-噻吩基、2-呋喃甲基；所述烷基可以是甲基、乙基、环丙基、1，5-二戊基。
本发明的另一目的是提供一种铜催化的、低成本、反应时间短，对环境友好的3-烯基取代脲类衍生物的合成方法。
本发明提供的3-烯基取代脲类衍生物的制备方法，采用以下技术方案：烯胺酮类化合物和取代甲酰胺为原料，以铜盐为催化剂，TBHP(叔丁基过氧化氢)为氧化剂，合成3-烯基取代的脲类化合物。该方法有原料简单易得，后处理简便、催化剂与氧化剂廉价、反应时间短、高收率和对环境友好的优点。所述方法如以下式(II)所示：
其中，R1＝C4-7的芳基；R2为C5-9的芳基；R3为C1-6的烷基或芳基；R4为C1-5的烷基；所述芳基可以是苯基、取代苯基、2-噻吩基、2-呋喃甲基；所述烷基可以是甲基、乙基、环丙基、1，5-二戊基。
本发明提供的3-烯基取代脲类衍生物的合成方法，其具体过程是，在室温和氮气保护下，把烯胺酮类化合物在催化剂铜盐、氧化剂存在下，于溶剂中，升温至80℃，反应1小时，经分离提纯后，得到3-烯基取代的脲类衍生物，烯胺酮：氧化剂：铜盐的摩尔比为1∶2∶0.1，收率41-94％，所述的铜盐为CuBr，所述的氧化剂为TBHP(叔丁基过氧化氢)，所述的溶剂即为取代甲酰胺。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)原料烯胺酮类化合物合成简便，原料取代甲酰胺即为常见的极性溶剂。
(2)所用的铜盐CuBr无毒，对环境友好，价格低廉在空气中稳定。
(3)采用的氧化剂TBHP(叔丁基过氧化氢)是一种常见的氧化剂，且易于获取。
(4)所用的取代甲酰胺在反应中既作为原料又作为溶剂，反应条件简单。
(5)普适性好。芳基、取代芳基、烷基都可以很好的反应。
(6)反应时间短，条件比较温和。
(7)CuBr在反应过程中与烯胺酮先生成配合物，取代甲酰胺在TBHP作用下产生自由基，配合物与自由基经过氧化加成、还原消除作用生成了最终产物。
(8)所合成的3-烯基脲类衍生物因分子结构中含有双键，可以后续转化为更加复杂的多取代脲衍生物。
具体实施方式
结合以下具体实施例，对本发明作进一步的详细说明。实施本发明的过程、条件、试剂、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。
本发明提供了一种3-烯基取代脲类衍生物的合成方法，在室温和氮气保护下，把烯胺酮类化合物在催化剂铜盐、氧化剂存在下，于溶剂中，升温至80℃，反应1小时，经分离提纯后，得到3-烯基取代的脲类衍生物，烯胺酮∶氧化剂∶铜盐的摩尔比为1∶2∶0.1，收率41-94％，的铜盐为CuBr，的氧化剂为TBHP，的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二乙基甲酰胺、N-甲酰基哌啶。
以下是本发明制备方法的反应简式：
其中，R1＝C4-7的芳基；R2为C5-9的芳基；R3为C1-6的烷基或芳基；R4为C1-5的烷基；的芳基可以是苯基、取代苯基、2-噻吩基、2-呋喃甲基；烷基可以是甲基、乙基、1，5-二戊基。
以下通过实施例进一步说明本发明的技术方案。所有的实施例均按照上述的合成方法进行操作，所列举的技术参数仅仅为实施参考用。在本发明提及的条件下进行制备，均能制备得到目标化合物，收率达到41-94％。
实施例1：(E)-1，1-二甲基-3-(2-(4-苯基-4-氧代-2-丁烯基))-3-苯基脲的合成
取代甲酰胺、烯胺酮、铜盐、氧化剂分别选用N，N-二甲基甲酰胺、(Z)-1-苯基-3-苯胺基-2-丁烯-1-酮、CuBr、TBHP，原料的用量为取代甲酰胺3ml、烯胺酮0.3mmol、CuBr0.03mmol、TBHP0.6mmol，在80℃反应1小时，烯胺酮：CuBr：TBHP为1：0.1：2，得(E)-1，1-二甲基-3-(2-(4-苯基-4-氧代-2-丁烯基))-3-苯基脲，收率94％。
产物为黄色固体。1H NMR(400MHz，CDCl3，Me4Si)δ2.56(s，3H)，2.93(s，6H)，6.20(s，1H)，7.21-7.24(m，2H)，7.27-7.31(m，1H)，7.32-7.37(m，2H)，7.40-7.45(m，3H)，7.70-7.73(m，2H)；13CNMR(100.6MHz，CDCl3，Me4Si)δ19.30，37.37，105.69，126.38，126.86，127.41，127.75，128.10，129.64，131.45，140.28，140.66，157.58，159.60，189.91.高分辨率质谱(电离方式：ESI)，C19H20N2O2的理论值为308.1525，实测值为308.1522.。
实施例2：(E)-1，1-二甲基-3-(1-苯基-3-(4-甲氧基苯基)-3-氧代-1-丙烯基)-3-苯基脲
取代甲酰胺、烯胺酮、铜盐、氧化剂分别选用N，N-二甲基甲酰胺、(Z)-1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基-3-苯胺基-2-丙烯-1-酮、CuBr、TBHP，原料的用量为取代甲酰胺3ml、烯胺酮0.3mmol、CuBr0.03mmol、TBHP0.6mmol，在80℃反应1小时，烯胺酮：CuBr：TBHP为1：0.1：2，得(E)-1，1-二甲基-3-(1-苯基-3-(4-甲氧基苯基)-3-氧代-1-丙烯基)-3-苯基脲，收率89％。
产物为黄色液体。1H NMR(400MHz，CDCl3，Me4Si)δ2.83(s，3H)，3.80(s，6H)，6.80(s，1H)，6.87-6.91(m，3H)，6.99-7.02(m，2H)，7.10-7.12(m，2H)，7.26-7.28(m，3H)，7.55-7.58(m，2H)，7.88-7.90(m，2H)；13C NMR(100.6MHz，CDCl3，Me4Si)δ37.70，55.22，113.39，114.49，124.14，124.30，128.22，128.35，128.64，129.42，130.12，131.82，138.36，143.51，152.89，159.47，162.77，186.86.高分辨率质谱(电离方式：ESI)，C25H24N2O3的理论值为400.1787，实测值为400.1779.实施例3：(E)-1，1-二甲基-3-(1，3-二苯基-3-氧代-1-丙烯基)-3-(4-氯苯基)脲的合成
取代甲酰胺、烯胺酮、铜盐、氧化剂分别选用N，N-二甲基甲酰胺、(Z)-1，3-二苯基-3-(4-氯苯胺基)-2-丙烯-1-酮、CuBr、TBHP，原料的用量为取代甲酰胺3ml、烯胺酮0.3mmol、CuBr0.03mmol、TBHP0.6mmol，在80℃反应1小时，烯胺酮：CuBr：TBHP为1∶0.1∶2，得(E)-1，1-二甲基-3-(1，3-二苯基-3-氧代-1-丙烯基)-3-(4-氯苯基)脲，收率89％。
产物为黄色液体。1H NMR(400MHz，CDCl3，Me4Si)δ2.73(s，6H)，6.73(s，1H)，6.88-6.90(m，2H)，7.01-7.04(m，2H)，7.22-7.49(m，8H)，7.10-7.12(m，2H)，7.78-7.80(m，2H)；13C NMR(100.6MHz，CDCl3，Me4Si)δ37.59，114.27，125.71，128.06，128.51，128.68，129.05，129.83，130.14，132.47，138.19，139.07，142.55，153.80，159.45，188.25.高分辨率质谱(电离方式：ESI)，C24H20N2O2Cl(M-H)+的理论值为403.1213，实测值为403.1211.
实施例4：(E)-1，1-二乙基-3-(2-(4-苯基-4-氧代-2-丁烯基))-3-苯基脲的合成
取代甲酰胺、烯胺酮、铜盐、氧化剂分别选用N，N-二乙基甲酰胺、(Z)-1-苯基-3-苯胺基-2-丁烯-1-酮、CuBr、TBHP，原料的用量为取代甲酰胺3ml、烯胺酮0.3mmol、CuBr0.03mmol、TBHP0.6mmol，在80℃反应1小时，烯胺酮：CuBr：TBHP为1：0.1：2，得(E)-1，1-二乙基-3-(2-(4-苯基-4-氧代-2-丁烯基)-3-苯基脲，收率93％。
产物为黄色液体。1H NMR(400MHz，CDCl3，Me4Si)δ0.91(s，b r，6H)，2.49(s，3H)，3.24-3.26(m，4H)，6.10(s，1H)，7.17-7.19(m，2H)，7.25-7.27(m，2H)，7.32-7.34(m，4H)，7.61-7.64(m，2H)；13C NMR(100.6MHz，CDCl3，Me4Si)δ12.31，19.11，41.89，104.87，126.51，127.07，127.58，128.24，129.85，131.50，140.72，141.05，157.09，160.42，190.22.高分辨率质谱(电离方式：ESI)，C21H23N202(M+H)+的理论值为335.1760，实测值为335.1755.
实施例5：(E)-1，1-二甲基-3-(1-苯基-3-(2-噻吩基)-3-氧代-1-丙烯基)-3-苯基脲
取代甲酰胺、烯胺酮、铜盐、氧化剂分别选用N，N-二甲基甲酰胺、(Z)-1-(2-噻吩基)-3-苯基-3苯胺基-2-丙烯-1-酮、CuBr、TBHP，原料的用量为取代甲酰胺3ml、烯胺酮0.3mmol、CuBr0.03mmol、TBHP0.6mmol，在80℃反应1小时，烯胺酮：CuBr：TBHP为1∶0.1∶2，得(E)-1，1-二甲基-3-(1-苯基-3-(2-噻吩基)-3-氧代-1-丙烯基)-3-苯基脲，收率85％。
产物为黄色液体。1H NMR(400MHz，CDCl3，Me4Si)δ2.85(s，6H)，6.75(s，1H)，6.91-6.95(s，1H)，6.96-6.99(m，2H)，7.05-7.07(m，1H)，7.11-7.15(m，2H)，7.24-7.27(m，4H)，7.53-7.55(m，3H)，7.68-7.69(m，1H)；13C NMR(100.6MHz，CDCl3，Me4Si)δ37.84，113.65，124.28，124.36，127.83，128.19，128.66，128.69，129.56，130.56，132.68，138.15，143.33，146.63，153.56，159.38，179.86.高分辨率质谱(电离方式：ESI)，C22H20N2O2S的理论值为376.1245，实测值为376.1237.
实施例6：(E)-1，1-二甲基-3-(1-环丙基-3-苯基-3-氧代-1-丙烯基)-3-苯基脲的合成
取代甲酰胺、烯胺酮、铜盐、氧化剂分别选用N，N-二甲基甲酰胺、(Z)-1-苯基-3-环丙基-3-苯胺基-2-丙烯-1-酮、CuBr、TBHP，原料的用量为取代甲酰胺3ml、烯胺酮0.3mmol、CuBr0.03mmol、TBHP0.6mmol，在80℃反应1小时，烯胺酮：CuBr：TBHP为1∶0.1∶2，得(E)-1，1-二甲基-3-(1-环丙基-3-苯基-3-氧代-1-丙烯基)-3-苯基脲，收率82％。
产物为黄色液体。1H NMR(400MHz，CDCl3，Me4Si)δ0.77-0.80(m，2H)，0.87-0.88(m，2H)，1.26-1.30(m，1H)，2.84(s，6H)，6.32(s，1H)，7.14-7.17(m，2H)，7.19-7.21(m，1H)，7.31-7.46(m，5H)，7.85-7.87(m，2H)；13C NMR(100.6MHz，CDCl3，Me4Si)δ8.70，17.55，37.76，114.58，125.11，125.70，127.62，128.08，128.84，131.46，139.91，142.40，158.55，159.35，188.22.高分辨率质谱(电离方式：ESI)，C21H23N2O2(M+H)+的理论值为335.1760，实测值为335.1752.
实施例7：(E)-1，1-二甲基-3-(1-苯基-3-(4-氯苯基)-3-氧代-1-丙烯基)-3-苯基脲
取代甲酰胺、烯胺酮、铜盐、氧化剂分别选用N，N-二甲基甲酰胺、(Z)-1-(4-氯苯基)-3-苯基-3-苯胺基-2-丙烯-1-酮、CuBr、TBHP，原料的用量为取代甲酰胺3ml、烯胺酮0.3mmol、CuBr0.03mmol、TBHP0.6mmol，在80℃反应1小时，烯胺酮：CuBr：TBHP为1：0.1：2，得(E)-1，1-二甲基-3-(1-苯基-3-(4-氯苯基)-3-氧代-1-丙烯基)-3-苯基脲，收率81％。
产物为黄色液体。1H NMR(400MHz，CDCl3，Me4Si)δ2.76(s，6H)，6.63(s，1H)，6.85-6.91(m，3H)，7.03-7.05(m，2H)，7.18-7.19(m，3H)，7.27-7.29(m，2H)，7.45-7.47(m，2H)，7.74-7.76(m，2H)；13C NMR(100.6MHz，CDCl3，Me4Si)δ37.71，113.45，124.61，124.65，128.48，128.71，128.84，128.97，129.56，129.87，137.72，138.54，143.73，154.75，159.63，187.61.高分辨率质谱(电离方式：ESI)，C24H20N2O2Cl(M+H)+的理论值为403.1213，实测值为403.1209.
实施例8：(E)-1，1-二甲基-3-(2-(4-苯基-4-氧代-2-丁烯基))-3-(3，4，5-三甲氧基苯基)脲
取代甲酰胺、烯胺酮、铜盐、氧化剂分别选用N，N-二甲基甲酰胺、(Z)-1-苯基-3-(3，4，5-三甲氧基苯胺基)-2-丁烯-1-酮、CuBr、TBHP，原料的用量为取代甲酰胺3ml、烯胺酮0.3mmol、CuBr0.03mmol、TBHP0.6mmol，在80℃反应1小时，烯胺酮：CuBr：TBHP为1：0.1：2，得(E)-1，1-二甲基-3-(2-(4-苯基-4-氧代-2-丁烯基))-3-(3，4，5-三甲氧基苯基)脲，收率81％。
产物为黄色液体。1H NMR(400MHz，CDCl3，Me4Si)δ2.54(s，3H)，3.00(s，6H)，3.84(s，3H)，3.88(s，6H)，6.23(s，1H)，6.47(s，2H)，7.37-7.40(m，2H)，7.44-7.46(m，1H)，7.44-7.45(m，1H)，7.75-7.76(m，1H)；13C NMR(100.6MHz，CDCl3，Me4Si)δ19.05，37.33，56.04，60.67，103.88，105.23，127.32，128.07，131.46，136.08，136.74，140.13，153.61，157.49，159.28，189.79.高分辨率质谱(电离方式：ESI)，C22H26N2O5的理论值为：398.1842，实测值为398.1833.
本发明的保护内容不局限于以上实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权利要求书为保护范围。
Claims (3)
1.一种3-烯基取代脲类衍生物的制备方法，其特征在于，在室温和氮气保护下，以烯胺酮类化合物和取代甲酰胺为原料，以铜盐为催化剂，在氧化剂存在下，升温至80℃，反应合成3-烯基取代的脲类化合物；如以下式(II)所示：
其中，
R1＝C4-7的芳基；
R2为C5-9的芳基；
R3为C1-6的烷基或芳基；
R4为C1-5的烷基；
所述芳基是苯基、取代苯基、2-噻吩基、2-呋喃甲基；所述烷基是甲基、乙基、环丙基、1,5-二戊基；
其中，所述铜盐为CuBr，所述氧化剂为TBHP；
所述方法在有机溶剂中进行，所述有机溶剂是N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、N-甲酰基哌啶。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法的反应时间为1h。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述方法中烯胺酮：氧化剂：铜盐的摩尔比为1：2：0.1。
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