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HY沸石:一个有效的、异构的和可回收的催化剂的一锅合成Ž±-Aminophosphonates

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这个广告大学化学系克什米尔斯- 190006,印度,电话:+ 91 - (194)227 - 2096;电子邮件:(电子邮件保护)

文摘

一种环保高效的三分量协议开发的合成α-amino从醛为原料,三烷基胺和磷酸盐在室温下使用h形沸石作为非均相催化剂。方法一般与广泛的底物范围给产品的收益率在温和的反应条件下。催化剂表现出很好的催化性能良好的可回收性。可重用性和简单的工作过程协议更有吸引力和环保。

关键字

沸石;异构催化剂;可回收利用;一锅合成;α-amino为原料

介绍

磷和氮的有机化合物α-amino为药物活性化合物的重要的类,据报道,表现出各种各样的抗癌等生物活性,合成抑制剂,艾滋病毒蛋白酶抑制剂,肾素抑制剂、酶抑制剂和作为代理人的α-amino酸(1- - - - - -7]。由于其多样的生物活性,各种合成方法已经用于合成α-aminophosphonates。最常用的合成方法包括与磷亚胺的亲核试剂的反应在酸性催化剂的存在8]。锅三个组件的过程涉及到醛的缩合,胺,diethylphosphite或triethylphosphite已报道的存在等多种催化剂路易斯酸{Na₂帽₂O₇艾尔(H₂阿宝₄)₃,BiCl₃或布仑斯惕酸{草酸、hypophosphorus酸、氨基磺酸},基地CaCl等催化剂₂(9- - - - - -15]。最近,与其他一些催化系统更有效的方法,例如偏钒酸铵,FeCl₃、Amberlyst-15铝成柱状的粘土,CeCl₃7小时₂O, CdI₂,男朋友₃-SiO₂,NbCl₅、TsCl ZrOCl₂8 h₂O或ZrO(克罗₄)₂6小时₂O (16- - - - - -26),等等,已经开发出来。然而,相关的报道方法和一些缺点涉及使用额外的试剂,昂贵的,不可恢复性,有毒催化剂,和一些难以合成的催化剂。因此,有一个未满足的需求发展的简单、高效和环保的合成方法αaminophosphonates。

由于经济和环境问题,发展异构催化剂是非常可取的27]。这些催化剂通常便宜,易于处理和从反应混合物中删除(28]。沸石的酸性特征被广泛报道(29日)和更少的合成探索α氨基酸为原料。沸石尤其是hydrogen-exchanged沸石的framework-bound质子产生很高的酸度(30.)能证明有效的α-aminophosphonates异构催化剂的合成。延续我们的兴趣开发新和绿色合成方法(31日- - - - - -33),在此我们报告一个绿色,温和、高效合成一锅合成过程的α-aminophosphonates使用沸石作为异构和可回收的催化剂。

实验

执行当前的所有试剂和溶剂从西格玛奥德里奇获得工作和使用。0.25毫米的化学反应被薄层色谱监测硅胶使用KMnO 60 F254板块(e .默克公司)₄或Dragendroff TLC发展体育。纯化的化合物是由列色谱法使用硅胶60 - 120目固定相或再结晶。¹H核磁共振和¹³C核磁共振光谱被记录在力量DPX 400年和500年DPX使用CDCl仪器₃或CD3OD作为溶剂与TMS内部标准。质谱(LCMS)记录在安捷伦科技6540年的乐器。

制备αaminophosphonates一般程序

在一个典型的过程醛(1.0更易),胺(1.0更易),triethylphosphite(1.1更易)和催化剂(20 mol %)在烤箱干含有四氢呋喃(10毫升)的圆底烧瓶。由此产生的不均匀混合物在室温磁搅拌器搅拌直到完全由薄层色谱监测反应。完成后,催化剂被过滤删除,反应混合物(滤液)在rota-evaporator干。粗提取液是通过再结晶提纯甲醇或列色谱法使用60 - 120目硅胶与二氯甲烷(DCM)和甲醇为洗脱溶剂承受纯化合物。纯化的化合物的特征光谱技术。¹H核磁共振,¹³C核磁共振和女士(支持信息)。

结果与讨论

开始的这项工作,苯甲醛的反应(1.0更易),苯胺(1.0更易),triethylphosphite(1.1更易)使用15摩尔% zeolite-y作为催化剂在DCM被选为一个模板反应(方案1)。所需的aminophosphonate(1)获得了75%的收益率在室温下在12 h的条件模型反应当时优化通过使用不同的沸石,不同浓度,使用不同的反应介质。最初,筛选不同的沸石证明h形沸石给出更好的结果的产生和反应时间(表1)。

表1:筛选各种沸石合成α-aminophosphonates及其浓度。

转化率和收益率被发现增加越来越多的催化剂,(表1)。5摩尔% h形沸石,63%的收益率将所需的产品成立(表14),条目。10 mol %时的收益率上升至71%(使用的催化剂是表120 mol %,条目5),最后被发现的最佳浓度催化剂的产量和时间(表1,进入7)。增加上述催化剂可能不会带来任何显著增加产品产量(表18),条目。

以20 mol % h形沸石的最佳浓度,我们继续检查的作用不同溶剂对收益率和利率模型的反应。溶剂如四氢呋喃、二甲基甲酰胺(DMF)、丙酮、乙腈、二氯甲烷(DCM)、甲醇、水和各种组合的混相aqueous-organic DMF-H溶剂(1:1)₂O, THF-H₂O, CH₃CN-H₂O, MeOH-H₂O, acetone-H₂O (表2条目1 - 12)筛选和总的来说,反应发生在每一个溶剂。在有机溶剂中(表2条目1 - 6),最好的结果在四氢呋喃(91%的收益率)的反应时间为10.5 h (表2条目1)。增加反应时间不能提高产量所需的产品。水作为媒介导致可怜的收益率甚至使用很长的反应时间后由于溶解度很差的有机基质(表2,进入12)。然而,水混相有机溶剂组合改进的收益率(表2,条目7 - 11),但在较小程度上比有机溶剂。

表2:各种溶剂的筛选a-aminophosphonate的合成。

优化后,锅的范围协议合成α氨基酸为原料探讨了各种取代苯甲醛与苯胺类(方案2- - - - - -3),总结了代表结果(表3)。发现所有的反应都是整洁干净的提供所需的产品优秀的收益率。苯甲醛轴承取代基电子撤回(表3条目,3、4、5、7、8、9)的反应速度比轴承电子捐赠组(表3条目,2、3、4、5、7、10)。反向观察的苯胺类、苯胺类与电子撤回组织被发现反应慢于苯胺类轴承电子释放组(表3条目,2、3、4、5、7)。正的轴承也发现了苯甲醛反应缓慢,生产相对较低的收益率。

表3:底物范围一锅合成a-amino为原料。

HY沸石催化剂的回收

的催化剂研究的可重用性模型的反应。催化剂从反应混合物中删除了简单的过滤,用丙酮洗净,干自己在150°C和最后教廷在550°C。恢复催化剂的重复使用至少四次没有任何重大损失在催化活性(图1)。

有关机制,激活的反应被认为涉及形成亚胺沸石的酸性质子的转移,添加盐基亚是促进给磷中间给α- aminophosphonate [31日- - - - - -33]。

结论

科学家发明了一种环保、高效的方法的一锅合成α-氨基羰基化合物为原料,胺和磷酸三乙酯在室温下使用h形沸石。操作简单,金属自由,使用异构和可重用的催化剂的特性开发协议。这个反应有一个广泛的底物范围在温和条件下的产量。可重用性和简单的工作过程协议更有吸引力和环保。

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