内酯开环酰胺化反应新方法研究

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羟基酰胺化合物在新型表面活性剂、生物大分子材料和药物中间体的合成中,表现出广泛的应用潜力。该类化合物的合成方法有很多种,但许多方法存在反应原料昂贵、条件苛刻、步骤繁琐及产率低下等问题;而内酯开环酰胺化反应是可以直接得到羟基酰胺化合物的重要方法之一,但在反应中,由于内酯化合物的活性较差和胺类化合物的亲核性较低等问题,往往需要较为苛刻的反应条件反应才能使开环顺利进行。因此,探究一个经济而又高效的内酯开环酰胺化方法直接获得羟基酰胺化合物是科学工作者一直研究探索的课题之一。本论文主要研究内酯开环酰胺化反应的新方法及其应用,分为以下两个部分:1.内酯开环酰胺化反应的方法探索首先以苄胺和ε-己内酯为模型反应底物,对反应条件进行探索与优化,通过研究,苄胺和ε-己内酯开环酰胺化反应的最佳条件是:使用二丁基醋酸锡(20mol%)作为催化剂,四氢呋喃做溶剂,在65℃下回流反应4 h。随后,在考察该反应条件的底物适应性时发现,在苄胺上引入各类吸电子基和供电子基,例如:甲基、叔丁基、卤代基、三氟甲基和甲氧基等,均能以中等至优秀的产率(46-89%)得到目标产物;当苄胺邻位上存在位阻时,产率明显下降,仅以低至中等的产率(34-44%)得到目标产物;并且该反应条件适用于各类脂肪胺、芳香胺和杂环胺的开环胺化,但对于二级胺的开环酰胺化存在困难;在考察内酯底物适用范围时发现,该反应条件还适用于五元、六元以及七元内酯的开环胺化,能以较高的产率得到目标产物,其中最高产率高达98%。对于具有手性的内酯底物,反应过程中未发现有消旋化的现象,这说明在最优条件下该反应适用范围广。2.内酯开环酰胺化反应的应用研究以探索得到的最佳反应条件为基础,合成了两类生物活性分子,首先,以γ-丁内酯和对甲苯胺为起始原料进行反应,得到的羟基酰胺化合物经卢卡斯试剂的取代得到氯代化合物,再在碱性条件下与N-苯基哌嗪发生取代反应得到酪氨酸激酶抑制剂V(N-(4-甲基苯基)-4-苯基-1-哌嗪丁酰胺)。随后,以苯胺与ε-己内酯为反应底物,在最佳反应条件下得到的羟基酰胺化合物经由甲基磺酰氯的活化,再与硒氰酸钾反应得到HDAC抑制剂VI(6-氧代-6-(苯氨基)硒氰酸己酯)。通过ICP实验的测定分析,在最佳反应条件下得到的羟基酰胺化合物的锡残留量为6.2 ppm,符合ICH中规定的残留锡限量要求,也进一步证明用此方法构建小分子药物的可行性与安全性。本文提出了一种二丁基醋酸锡促进内酯与胺开环酰胺化合成羟烷基酰胺的新方法,得到了一系列结构新颖的羟基酰胺类化合物,并通过进一步的衍生化反应合成了酪氨酸酶抑制剂V和HDAC抑制剂VI。该反应方法条件温和,底物适用性好,具有广阔的衍生化实用价值。
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