一种一锅法制备4,5-二氢哒嗪-3-酮类化合物的方法与流程

1.本发明属于有机合成领域，具体涉及一种4,5-二氢哒嗪-3-酮类化合物的合成方法。


背景技术：

2.4,5-二氢哒嗪-3-酮是一类非常重要的五元含氮杂环结构骨架，具有广泛的生物活性，可用作抗菌、强效镇痛、抗炎、拒食、除草、抗高血压和抗血小板活性、抗癌作用和其他预期的生物学和药理学特性等。现有的4,5-二氢哒嗪-3-酮的合成可通过wittig试剂与芳基腙的反应或α-酮酯与肼基羰基乙酸酯的缩合，亦或是炔烃与芳基肼的催化反应；通过酮酸及其衍生物与烷基肼或苯肼的反应也可生成相应的哒嗪酮。然而，现有的合成方法需要遭受苛刻的反应条件，且反应底物结构复杂需要额外的合成及分离提纯步骤得到，从而导致反应的原子经济性和步骤经济性差。因此，寻求发展新的简便高效的4,5-二氢哒嗪-3-酮类化合物的合成方法显得尤为重要。
3.在larock以及lu课题组工作的开创下，有关过渡金属催化官能团化氰基底物的亲核加成/串联环合反应已经成为构筑含氮杂环化合物的有效途径。近年来，通过有机合成化学的发展，通过控制反应条件选择性实现在一锅中多组分参与的多米诺环合反应，为重要的有机结构骨架的构筑提供了具有优异步骤经济性的合成途径。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种一锅法高效制备4,5-二氢哒嗪-3-酮类化合物的新方法。该合成方法底物简单易得，操作简便，化学选择性好，官能团兼容性好。
5.一种新颖且高效的4,5-二氢哒嗪-3-酮类化合物的合成方法，包括如下步骤：将丁二腈、芳基硼酸、苯肼盐酸盐，镍催化剂，路易斯酸添加剂加入到有机溶剂中，氮气条件下加热到80～100℃进行反应，反应12～24h，反应完全后，后处理(萃取以及柱层色谱分离)得到所述的4,5-二氢哒嗪-3-酮类化合物；
6.所述的芳基硼酸化合物结构如式(ii)所示：
[0007][0008]
所述的苯肼盐酸盐的结构如式(iii)所示：
[0009][0010]
所述的4,5-二氢哒嗪-3-酮类化合物的结构如式(i)所示：
[0011][0012]
式(i)～(iii)中，ar为取代或者未取代的芳基或者杂环芳基，所述芳基或者杂环芳基上的取代基选自烷基、烷氧基、苯基、卤素、酯基、硝基或三氟甲基。r2选自烷基、卤素、三氟甲基、叔丁基、甲氧基或者硝基。
[0013]
在本专利中，我们利用市售的结构简单、廉价易得的丁二腈直接作为反应底物，通过在第一过渡金属镍催化剂的作用下，通过与芳基硼酸和苯肼盐酸盐作用，通过经历氰基的加成、分子内缩合以及环合历程实现在一锅中高效制备4,5-二氢哒嗪-3-酮类化合物。该合成方法显示出了优越的步骤经济性、以及良好的官能团兼容性。我们以ni(dppp)cl2为催化剂，氯化锌作为添加剂，以四氢呋喃作为有机反应溶剂，在氮气的反应氛围100℃下反应24小时能够顺利合成一系列不同官能团取代的4,5-二氢哒嗪-3-酮类化合物。该方法条件温和、简单，操作简便，在无需额外的金属氧化剂条件下，为制备4,5-二氢哒嗪-3-酮类化合物提供了一种绿色、高效的合成新方法。
[0014]
作为优选，所述的r1选自氢、甲基、甲氧基、苯基、氟、氯、溴、碘、酯基、三氟甲基、萘基或者噻吩等杂芳基硼酸；r2选自甲基、叔丁基、甲氧基、硝基取代苯肼盐酸盐。
[0015]
本发明中，直接利用简单、廉价易得的丁二腈作为反应底物，与芳基硼酸、苯肼盐酸盐在镍的催化体系中，通过经历氰基加成/分子内缩合/环合反应历程实现一锅高效制备4,5-二氢哒嗪-3-酮类化合物。
[0016]
作为优选，所述的镍催化剂为ni(dppp)cl2。
[0017]
作为优选，所述的路易斯酸添加剂为氯化锌。
[0018]
作为优选，所述的有机溶剂为四氢呋喃(thf)。
[0019]
作为优选，反应温度为100℃，反应时间为24小时。
[0020]
同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
[0021]
(1)本发明通过利用市售简单、廉价易得的丁二腈作为反应底物，通过在镍催化体系下与芳基硼酸和苯肼盐酸盐的串联环合反应，实现在一锅中高效制备4,5-二氢哒嗪-3-酮类化合物。该反应的催化体系绿色环保、步骤经济性且反应条件简单温和，可有效避免金属氧化剂的使用。
[0022]
(2)本发明的合成方法操作简单，官能团兼容性好，可顺利地扩大到克级规模。
附图说明
[0023]
图1为实施例1得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0024]
图2为实施例5得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0025]
图3为实施例9得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0026]
图4为实施例10得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0027]
图5为实施例17得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0028]
图6为实施例18得到的化合物的氢谱和碳谱谱图；
[0029]
其中，氢谱在500mhz核磁仪器上进行测试。碳谱在125mhz核磁仪器上进行测试。测试条件均为室温下使用四甲基硅烷作内标，样品用氘代氯仿溶解。
具体实施方式
[0030]
下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述，以下具体实施例是本发明的最优实施方式。
[0031]
实施例1～18
[0032]
按照表1的原料配比在25ml封管中加入丁二腈(0.6mmol)，芳基硼酸(ii，0.8mmol)、苯肼盐酸盐(iii，0.3mmol)、ni(dppp)cl2(0.03mmol)、zncl2(0.6mmol)和有机溶剂thf(2ml)，混合搅拌均匀，在氮气氛围下，在油浴(100℃)下反应24h。按照表1的反应条件反应完成后，冷却，用饱和食盐水洗，收集有机相用硫酸钠干燥，硅胶拌样，经过柱层析纯化得到相应的4,5-二氢哒嗪-3-酮类化合物(i)，反应过程如下式所示：
[0033][0034]
表1实施例1～18的原料配比
[0035][0036]
表2实施例1～14的反应条件和反应结果
[0037]
251.1170.
[0043][0044]
2-phenyl-6-(p-tolyl)-4,5-dihydropyridazin-3(2h)-one(i-2):red oil(33.3 mg,42％).column chromatography on silica gel(eluent:petroleum ether/ethyl acetate,4/1).1h nmr(500mhz,cdcl3)δ7.69(d,j＝8.5hz,2h),7.60(d,j＝8.0hz,2h),7.41(t,j＝8.0hz,2h),7.28-7.21(m,3h),3.05(t,j＝8.0hz,2h),2.75(t,j＝8.0hz,2h),2.38(s,3h).
13
c nmr(125mhz,cdcl3)δ165.4,151.7,141.4,140.3,132.7,129.4,128.5,125.5,125.1,124.9,28.1,22.9,21.4.hrms(esi)m/z:[m na]

calcd for c
17h16
n2nao 287.1155；found287.1169.
[0045][0046]
2-phenyl-6-(m-tolyl)-4,5-dihydropyridazin-3(2h)-one(i-3):red oil(38.0 mg,48％).column chromatography on silica gel(eluent:petroleum ether/ethyl acetate,4/1).1h nmr(500mhz,cdcl3)δ7.62-7.57(m,4h),7.42(t,j＝8.0hz,2h),7.31-7.21(m,3h),3.06(t,j＝8.0hz,2h),2.76(t,j＝8.0hz,2h),2.39(s,3h).
13
c nmr(125mhz,cdcl3)δ165.4,151.9,141.3,138.4,135.5,130.8,128.5,125.7,125.6,125.0,123.3,28.1,23.0,21.5.hrms(esi)m/z:[m na]

calcd for c
17h16
n2nao 287.1155；found 287.1160.
[0047][0048]
2-phenyl-6-(o-tolyl)-4,5-dihydropyridazin-3(2h)-one(i-4):red oil(19.8 mg,25％).column chromatography on silica gel(eluent:petroleum ether/ethyl acetate,4/1).1h nmr(500mhz,cdcl3)δ7.56(d,j＝8.0hz,2h),7.41-7.36(m,3h),7.30-7.25(m,4h),3.00(t,j＝8.0hz,2h),2.78(t,j＝8.0hz,2h),2.48(s,3h).
13
c nmr(125mhz,cdcl3)δ165.3,155.2,141.1,136.5,135.8,131.3,129.2,128.5,128.0,125.6,125.0,124.9,28.3,26.6,21.1.hrms(esi)m/z:[m na]

calcd for c
17h16
n2nao 287.1155；
found287.1157.
[0049][0050]
6-(4-methoxyphenyl)-2-phenyl-4,5-dihydropyridazin-3(2h)-one(i-5):red oil(26.1 mg,31％).column chromatography on silica gel(eluent:petroleum ether/ethyl acetate,4/1).1h nmr(500mhz,cdcl3)δ7.75(d,j＝9.0hz,2h),7.60(d,j＝8.0hz,2h),7.41(t,j＝8.0hz,2h),7.26(t,j＝7.0hz,1h),6.92(d,j＝9.0hz,2h),3.83(s,3h),3.04(t,j＝8.0hz,2h),2.75(t,j＝8.0hz,2h).
13
c nmr(125mhz,cdcl3)δ165.4,161.2,151.4,141.4,128.5,128.0,127.7,125.5,124.9,114.0,55.4,28.1,22.8.hrms(esi)m/z:[m h]

calcd for c
17h17
n2o
2 281.1285；found 281.1279.
[0051][0052]
6-([1,1'-biphenyl]-4-yl)-2-phenyl-4,5-dihydropyridazin-3(2h)-one(i-6):light brown solid(58.7 mg,60％),mp:123-125℃.column chromatography on silica gel(eluent:petroleum ether/ethyl acetate,4/1).1h nmr(500mhz,cdcl3)δ7.86(d,j＝8.5hz,2h),7.64-7.60(m,6h),7.46-7.35(m,4h),7.36(t,j＝7.5hz,1h),7.27(t,j＝7.5hz,1h),3.07(t,j＝8.0hz,2h),2.77(t,j＝8.0hz,2h).
13
c nmr(125mhz,cdcl3)δ165.3,151.2,142.7,141.3,140.2,134.4,129.0,128.6,127.9,127.3,127.1,125.6,125.6,124.9,28.1,22.9.hrms(esi)m/z:[m h]

calcd for c
22h19
n2o 327.1492；found 327.1501.
[0053][0054]
6-(4-fluorophenyl)-2-phenyl-4,5-dihydropyridazin-3(2h)-one(i-7):light green oil(41.8 mg,52％).column chromatography on silica gel(eluent:petroleum ether/ethyl acetate,4/1).1h nmr(500mhz,cdcl3)δ7.80-7.77(m,2h),7.59-7.57(m,2h),7.43-7.40(m,2h),7.29-7.25(m,1h),7.11-7.08(m,2h),3.05(t,j＝8.0hz,2h),2.77(t,j
＝8.0hz,2h).
13
c nmr(125mhz,cdcl3)δ165.1,163.9(c-f,1j
c-f
＝248.8hz),150.5,141.2,131.7(c-f,4j
c-f
＝2.5hz),128.6,128.1(c-f,3j
c-f
＝8.8hz),125.7,124.9,115.7(c-f,2j
c-f
＝21.2hz),28.0,22.9.hrms(esi)m/z:[m h]

calcd for c
16h14
fn2o269.1085；found 269.1092.
[0055][0056]
6-(4-chlorophenyl)-2-phenyl-4,5-dihydropyridazin-3(2h)-one(i-8):light yellow oil(56.2 mg,66％).column chromatography on silica gel(eluent:petroleum ether/ethyl acetate,4/1).1h nmr(500mhz,cdcl3)δ7.74(d,j＝8.5hz,2h),7.57(d,j＝8.0hz,2h),7.44-7.38(m,4h),7.28(t,j＝7.5hz,1h),3.07(t,j＝8.0hz,2h),2.79(t,j＝8.0hz,2h).
13
c nmr(125mhz,cdcl3)δ165.1,150.2,141.1,136.1,133.9,128.9,128.6,127.4,125.7,124.9,27.9,22.8.hrms(esi)m/z:[m h]

calcd for c
16h14
cln2o 285.0789；found 285.0791.
[0057][0058]
6-(4-bromophenyl)-2-phenyl-4,5-dihydropyridazin-3(2h)-one(i-9):light yellow oil(68.9 mg,70％).column chromatography on silica gel(eluent:petroleum ether/ethyl acetate,4/1).1h nmr(500mhz,cdcl3)δ7.65(d,j＝9.0hz,2h),7.57-7.52(m,4h),7.41(t,j＝8.0hz,2h),7.27(t,j＝7.5hz,1h),3.03(t,j＝8.0hz,2h),2.76(t,j＝8.0hz,2h).
13
c nmr(125mhz,cdcl3)δ165.1,150.3,141.2,134.4,131.8,128.6,127.6,125.7,124.9,124.4,27.9,22.7.hrms(esi)m/z:[m h]

calcd for c
16h14
brn2o 329.0284；found 329.0296.
[0059][0060]
6-(4-iodophenyl)-2-phenyl-4,5-dihydropyridazin-3(2h)-one(i-10):brown solid(67.7 mg,60％)mp:98-100℃.column chromatography on silica gel(eluent:petroleum ether/ethyl acetate,4/1).1h nmr(400mhz,cdcl3)δ7.73(d,j＝8.0hz,2h),
7.57-7.50(m,4h),7.41(t,j＝7.6hz,2h),7.27(t,j＝7.6hz,1h),3.02(t,j＝8.0hz,2h),2.76(t,j＝8.0hz,2h).
13
c nmr(101mhz,cdcl3)δ165.1,150.4,141.2,137.8,135.0,128.6,127.7,125.7,124.9,96.4,27.9,22.6.hrms(esi)m/z:[m h]

calcd for c
16h14
in2o 377.0145；found 377.0133.
[0061][0062]
ethyl 4-(6-oxo-1-phenyl-1,4,5,6-tetrahydropyridazin-3-yl)benzoate(i-11):light brown solid(73.4 mg,76％),mp:59-60℃.column chromatography on silica gel(eluent:petroleum ether/ethyl acetate,4/1).1h nmr(500mhz,cdcl3)δ8.08(d,j＝8.5hz,2h),7.86(d,j＝8.5hz,2h),7.58(d,j＝7.5hz,2h),7.44(t,j＝7.5hz,2h),7.30(t,j＝7.5hz,1h),4.40(q,j＝7.0hz,2h),3.13(t,j＝8.0hz,2h),2.82(t,j＝8.0hz,2h),1.41(t,j＝7.0hz,3h).
13
c nmr(125mhz,cdcl3)δ166.1,165.1,150.2,141.1,139.4,131.5,129.8,128.6,125.8,125.9,124.9,61.2,27.9,22.9,14.3.hrms(esi)m/z:[m h]

calcd for c
19h19
n2o
3 323.1390；found 323.1388.
[0063][0064]
2-phenyl-6-(4-(trifluoromethyl)phenyl)-4,5-dihydropyridazin-3(2h)-one(i-12):brown solid(72.5 mg,76％),mp:79-81℃.column chromatography on silica gel(eluent:petroleum ether/ethyl acetate,4/1).1h nmr(500mhz,cdcl3)δ7.91(d,j＝8.0hz,2h),7.67(d,j＝8.0hz,2h),7.57(d,j＝8.0hz,2h),7.43(t,j＝7.5hz,2h),7.30(t,j＝7.5hz,1h),3.12(t,j＝8.0hz,2h),2.82(t,j＝8.0hz,2h).
13
c nmr(125mhz,cdcl3)δ165.0,149.7,141.1,138.8,131.6(c-f,2j
c-f
＝32.8hz),128.6,125.9,125.4,125.6(c-f,3j
c-f
＝3.8hz),124.9,123.9(c-f,1j
c-f
＝272.2hz),27.8,22.9.hrms(esi)m/z:[m h]

calcd for c
17h14
f3n2o 319.1053；found 319.1053.
[0065][0066]
6-(naphthalen-2-yl)-2-phenyl-4,5-dihydropyridazin-3(2h)-one(i-13):solid(28.8 mg,32％),mp:135-137℃.column chromatography on silica gel(eluent:petroleum ether/ethyl acetate,4/1).1h nmr(500mhz,cdcl3)δ8.12-8.07(m,2h),7.89-7.84(m,3h),7.64(d,j＝7.5hz,2h),7.53-7.43(m,4h),7.29(t,j＝7.5hz,1h),3.21(t,j＝8.0hz,2h),2.83(t,j＝8.0hz,2h).
13
c nmr(125mhz,cdcl3)δ165.4,151.3,141.3,134.0,133.0,132.9,128.6,128.6,128.4,127.8,127.2,125.7,125.2,125.0,123.2,28.1,22.8.hrms(esi)m/z:[m h]

calcd for c
20h17
n2o 301.1335；found 301.1344.
[0067][0068]
2-phenyl-6-(thiophen-3-yl)-4,5-dihydropyridazin-3(2h)-one(i-14):red oil(23.1 mg,30％).column chromatography on silica gel(eluent:petroleum ether/ethyl acetate,4/1).1h nmr(500mhz,cdcl3)δ7.59-7.57(m,4h),7.42(t,j＝8.0hz,2h),7.35-7.34(m,1h),7.28(d,j＝7.5hz,1h),3.06(t,j＝8.0hz,2h),2.78(t,j＝8.0hz,2h).
13
c nmr(125mhz,cdcl3)δ165.2,148.2,141.2,138.6,128.5,125.6,125.6,125.7,125.0,124.9,28.1,23.7.hrms(esi)m/z:[m h]

calcd for c
14h13
n2os 257.0743；found257.0755.
[0069][0070]
6-phenyl-2-(p-tolyl)-4,5-dihydropyridazin-3(2h)-one(i-15):off white solid(22.2 mg,28％)mp:116-118℃..column chromatography on silica gel(eluent:petroleum ether/ethyl acetate,4/1).1h nmr(500mhz,cdcl3)δ7.80-7.79(m,2h),7.45(d,j＝8.5hz,2h),7.42-7.40(m,3h),7.22(d,j＝8.5hz,2h),3.08(t,j＝8.0hz,2h),2.77(t,j＝8.0hz,2h),2.37(s,3h).
13
c nmr(125mhz,cdcl3)δ165.3,151.3,138.8,136.5,135.5,129.9,129.2,128.6,125.1,124.9,28.0,22.9,21.1.hrms(esi)m/z:[m na]

calcd for c
17h16
n2nao 287.1155；found 287.1159.
[0071][0072]
2-(4-(tert-butyl)phenyl)-6-phenyl-4,5-dihydropyridazin-3(2h)-one(i-16):brown solid(20.2 mg,22％),mp:133-135℃.column chromatography on silica gel(eluent:petroleum ether/ethyl acetate,4/1).1h nmr(500mhz,cdcl3)δ7.81-7.79(m,2h),7.50(d,j＝9.0hz,2h),7.45-7.40(m,5h),3.09(t,j＝8.0hz,2h),2.78(t,j＝8.0hz,2h),1.34(s,9h).
13
c nmr(125mhz,cdcl3)δ165.3,151.4,149.5,138.7,135.5,129.9,128.6,125.1,125.5,124.5,34.6,31.4,28.0,22.9.hrms(esi)m/z:[m h]

calcd for c
20h23
n2o307.1805；found 307.1801.
[0073][0074]
2-(4-methoxyphenyl)-6-phenyl-4,5-dihydropyridazin-3(2h)-one(i-17):light brown solid(34.5 mg,41％),mp:125-128℃.column chromatography on silica gel(eluent:petroleum ether/ethyl acetate,4/1).1h nmr(500mhz,cdcl3)δ7.80-7.78(m,2h),7.53-7.40(m,5h),6.95-6.93(m,2h),3.82(s,3h),3.08(t,j＝8.0hz,2h),2.77(t,j＝8.0hz,2h).
13
c nmr(125mhz,cdcl3)δ165.4,158.2,151.4,135.5,134.4,130.0,128.6,125.4,125.1,113.9,55.5,27.9,22.9.hrms(esi)m/z:[m h]

calcd for c
17h17
n2o
2 281.1285；found 281.1275.
[0075][0076]
2-(4-nitrophenyl)-6-phenyl-4,5-dihydropyridazin-3(2h)-one(i-18):yellow solid(23.1 mg,26％),mp:110-112℃.column chromatography on silica gel(eluent:petroleum ether/ethyl acetate,4/1).1h nmr(500mhz,cdcl3)δ8.27(d,j＝9.5hz,2h),7.95(d,j＝9.5hz,2h),7.84-7.82(m,2h),7.48-7.47(m,3h),3.14(t,j＝
8.0hz,2h),2.84(t,j＝8.0hz,2h).
13
c nmr(125mhz,cdcl3)δ165.7,153.3,146.3,144.9,135.0,130.6,128.8,125.2,124.0,123.8,28.3,22.9.hrms(esi)m/z:[m h]

calcd for c
16h14
n3o
3 296.1030；found 296.1034.