專利名稱：5-(α-甲氧基芐基)吡咯類化合物與制備方法和應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對微量酸敏感的吡咯類化合物，特別是一種5- ( α -甲氧基芐基) 吡咯類化合物與制備方法和應(yīng)用。該類化合物在微量酸存在下即發(fā)生芐氧鍵斷裂及二聚反 應(yīng)，可用于測定有機(jī)溶劑中含有的微量酸，從而建立一種嶄新的測定方法，特別適用于測定 氘代核磁溶劑中所含有的微量酸，包括氘代氯仿中因?yàn)樽陨矸纸馑a(chǎn)生的酸，可利用核磁 共振譜儀直接進(jìn)行測量，通過利用核磁共振譜手段觀察該反應(yīng)速度，即可確定該氘代試劑 中酸的濃度。該方法簡潔方便，可靠，只需消耗少量氘代樣品和試劑。
背景技術(shù)：
對于水溶液中的酸的濃度的測定，已有比較成熟的儀器和方法，比如堿滴定法、酸 度計(jì)法以及PH試紙法等。但對于有機(jī)溶劑中的微量酸來說，目前比較常用的方法是用水萃 取后在用堿滴定。例如，鹵代烷烴中通常含有微量的氫鹵酸，對其濃度的測定國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)的 方法都是這種滴定法。比如，氯仿是一種常見的鹵代烴類有機(jī)溶劑，因?yàn)榇娣胚^程中暴露于空氣紫外光 使其部分分解二產(chǎn)生少量的氯化氫。對于其氯化氫含量的測定，工業(yè)上通常采用水提取和 堿滴定的方法。這種方法通常需要上百毫升的樣品。這對于某些比較貴重的有機(jī)溶劑，比 如核磁共振上使用的氘代鹵代烴溶劑中酸的測定來說，未免過于昂貴。時(shí)至今日，對用于核磁共振測定中廣泛使用的氘代試劑中少量的酸測定，尚缺 乏一種簡便的、樣品消耗量小的方法。例如，氘代氯仿(CDCl3)是一種最為常見的核磁溶 劑。目前市場上所銷售的氘代氯仿中酸的含量通常沒有給出明確指標(biāo)，但通常是在10_2 10_4mol/L范圍。事實(shí)上，關(guān)于氘代氯仿中酸的含量國際上尚無一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。由于氘代氯仿中的酸會(huì)對許多化合物的核磁測定產(chǎn)生影響，而且酸的濃度在儲(chǔ)存 和運(yùn)輸過程中會(huì)因?yàn)槁确路纸獾闹饾u分解而增加，因此有必要開發(fā)一種發(fā)便的用于檢測和 控制其中酸的濃度的方法，以便對經(jīng)常日常使用的氘代氯仿中酸的濃度及變化進(jìn)行檢測和 監(jiān)控。鑒于氘代試劑通常采用較小的小包裝，對氘代氯仿中的酸濃度的測定時(shí)，若傳統(tǒng)的用 于工業(yè)氯仿的堿滴定的方法，因需要比較大量的樣品而不太適用。因此，新的檢測方法的關(guān) 鍵應(yīng)該是盡量降低樣品的消耗量。近來L. R. Cohen等曾報(bào)道了一種在氯仿中加入四苯基卟啉以捕獲游離的質(zhì)子，進(jìn) 而通過紫外光譜變化測定其中的酸的濃度的方法(L.R. Cohen et al. J. Coord. Chem. 2009, 62，1743-1753)。該方法的特點(diǎn)是基于四苯基卟啉與質(zhì)子之間的化學(xué)計(jì)量反應(yīng)。對于氘代核磁溶劑中酸的測定來說，采用核磁共振譜手段進(jìn)行檢測是一個(gè)優(yōu)先選 項(xiàng)，但是這種手段用來檢測質(zhì)子參予的化學(xué)計(jì)量反應(yīng)，檢測的靈敏度將受到很大的限制。關(guān)于酸性條件下的芐氧鍵斷裂，已有研究通常是在過量的濃酸作用下，或者有過 量的其它親核試劑(如，水)存在下進(jìn)行(M. C. Lopeza et al. J. Phys. Org. Chem. 2008，21， 614-621)。此外，有機(jī)化學(xué)中對酸敏感的化合物并不少見，但在微量酸存在下所導(dǎo)致的單一 選擇性的反應(yīng)，并且其反應(yīng)物為便于儲(chǔ)存和應(yīng)用的穩(wěn)定性固體的例子尚未見公開報(bào)道。
吡咯是一種重要的芳香類化合物，與苯類芳烴相比，它的富電子性不僅使其能夠 穩(wěn)定其α -位的芐氧鍵斷裂所生成的碳正離子中間體，而且使其本身還具有很高的親核反 應(yīng)活性。已知的吡咯類化合物已有種類繁多；關(guān)于吡咯類化合物的合成方法也有很多報(bào)道， 如傳統(tǒng)的Knorr合成法、Paal-Knorr合成法、Hantzsch和Kenner合成法、及近些年來的金 屬催化合成法等。但是，在吡咯的α-位連有甲氧基取代的芐基的吡咯類化合物，則未見報(bào) 道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種在微量酸催化下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)方法，能有效地用 于測定有機(jī)溶劑中含有的微量酸的化合物。更具體地，本發(fā)明提供一種對微量酸敏感的 5-(α_甲氧基芐基)吡咯類化合物、其制備方法和在微量酸測定上的應(yīng)用。該類化合物在 微量酸存在下即發(fā)生芐氧鍵斷裂及二聚反應(yīng)，可定量測定測定有機(jī)溶劑中含有的微量酸。 這種催化反應(yīng)方式能夠大大提高對酸的檢測靈敏度，從而建立一種嶄新的測定方法。這種方法特別適用于測定氘代核磁溶劑中所含有的微量酸，包括氘代氯仿中因?yàn)?自身分解所產(chǎn)生的酸，原因在于它可利用核磁共振譜儀直接進(jìn)行測量，即通過利用核磁共 振譜手段觀察該反應(yīng)速度，來確定氘代試劑中酸的濃度，因此該方法方便、簡潔、可靠；此 外，這種方法只需消耗少量氘代核磁溶劑樣品，這一特點(diǎn)對測量比較昂貴的氘代試劑中所 含有的微量酸的濃度尤為重要。本發(fā)明提供的5_( α-甲氧基芐基)吡咯類化合物具有式I結(jié)構(gòu)，其中，R1是苯基或取代的苯基；R2是烷基；R3是苯基或取代的苯基；R4是氫、烷基或 取代烷基、苯基或取代的苯基。上述烷基是指C1-C6的直鏈或支鏈的烷基；取代烷基是指被一個(gè)或多個(gè)鹵素、羰 基、羥基、烷氧基、腈基、烷基?；?、烷氧基酰基、羥基酰基、氨基?；虬坊；〈耐?基；取代的苯基是指苯環(huán)上被一個(gè)或多個(gè)烷基、鹵素、羥基、烷氧基取代的苯基。式I結(jié)構(gòu)的化合物的特征是，其中的富電子的吡咯環(huán)對其OC-位的甲氧基離去所產(chǎn) 生的碳正離子具有穩(wěn)定化作用，因而可以促進(jìn)該基團(tuán)在酸催化下的離去；該甲氧基還處于 R1基團(tuán)(苯基或取代苯基)的OC-位，因此該芐氧鍵在微量酸的催化下即很容易發(fā)生斷裂。 此外，處于吡咯環(huán)上1、2和3位的取代基R2和R3、R4，亦可對甲氧基的離去起到輔助作用。本發(fā)明提供了上述式I化合物在微量酸催化下發(fā)生反應(yīng)，所得到的二聚產(chǎn)物，其 結(jié)構(gòu)為式II
權(quán)利要求
1. 一種2_( α -甲氧基芐基)吡咯類化合物，其特征在于它具有式⑴的結(jié)構(gòu)其中，R1是苯基或取代的苯基；R2是烷基；R3是苯基或取代的苯基；R4是氫、烷基或取代 烷基、苯基或取代的苯基；其中，烷基是指C1-C6的直鏈或支鏈的烷基；取代烷基是指被一個(gè)或多個(gè)商素、羰基、羥 基、烷氧基、腈基、烷基?；?、烷氧基酰基、羥基酰基、氨基酰基或胺基?；〈耐榛蝗〈?的苯基是指苯環(huán)上被一個(gè)或多個(gè)烷基、鹵素、羥基、烷氧基取代的苯基。
2.按照權(quán)利要求1所述的2-(α-甲氧基芐基)吡咯類化合物，其特征在于=R1為Wk p-Me-Ph, p-nPrO-Ph 或 p-Cl-Ph ；R2 為 Me、Et ；R3 為 Ph、p-Me-Ph、p-Et-Ph 或 p-iPr-Ph ；R4 為 Ph, p-Me-Wi、p-MeO-Ph, n-Bu-Ph, COOEt 或 H。
3.—種權(quán)利要求1所述的式I化合物的二聚產(chǎn)物，其特征在于它具有式(II)的結(jié)構(gòu)II其中，R1，R2，R3和R4具有與權(quán)利要求1相同的定義。
4. 一種用于合成權(quán)利要求1所述的式I化合物，其特征在于它具有式(III)所示的結(jié)構(gòu)其中，R1, R2和R3具有與權(quán)利要求1相同的定義。
5.權(quán)利要求1所述的式I化合物的制備方法，其特征在于它包括的步驟將式(III)的 化合物與式(IV)的化合物反應(yīng)；式(III)化合物的制備方法的步驟是將式(V)的化合物首 先轉(zhuǎn)化成酰氯，再與式(VI)的化合物反應(yīng)，產(chǎn)物再經(jīng)過皂化和酸化；或?qū)⑹?V)的化合物， 在DCC存在下直接與式(VI)的化合物反應(yīng)，產(chǎn)物再經(jīng)過皂化和酸化；其中R1W和R4具 有權(quán)利要求1給出的定義，反應(yīng)式N
6.權(quán)利要求3所述的式II化合物的制備方法，其特征在于它包括的步驟是將式(I)的 化合物，在微量酸存在下反應(yīng)，以獲得式(II)的化合物，其中R1，R2，R3和R4具有權(quán)利要求 1所給出的定義
7.權(quán)利要求1或2所述的式I化合物的在測定有機(jī)溶劑中微量酸的應(yīng)用。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的式I化合物的在測定有機(jī)溶劑中微量酸的應(yīng)用，其特征在于 它用于測定氘代氯仿中的微量酸包括以下步驟1)將用滴定的方法測定過的已知酸濃度的氘代氯仿為標(biāo)準(zhǔn)物，用核磁共振法監(jiān)測的方法測定式I化合物在該到的溶劑中發(fā)生二聚反應(yīng)的速率，得到酸的濃度與反應(yīng)速度對應(yīng)的 線性關(guān)系的工作曲線；2)用核磁共振法監(jiān)測的方法測定式I化合物在任一待測氘代氯仿樣品中的二聚反應(yīng) 速率，并通過上一步所得到的工作曲線，得到該氘代氯仿樣品中酸的濃度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用，其特征在于在以5-(甲氧基)苯甲基-1-甲基-2，3-二 苯基吡咯作為測量試劑時(shí)，包括以下具體步驟1)準(zhǔn)確稱取5-(甲氧基)苯甲基-1-甲基-2，3-二苯基吡咯6. OOmg,轉(zhuǎn)移入干凈的核 磁管中，向其中加入0. 60ml氘代氯仿樣品，立即進(jìn)行1H NMR數(shù)據(jù)采集，每隔數(shù)分鐘采集一 次數(shù)據(jù)，直至反應(yīng)進(jìn)行到三個(gè)半衰期以后；通過對核磁譜圖積分確定反應(yīng)物與產(chǎn)物的濃度 變化；以原料濃度的對數(shù)對時(shí)間線性擬合得到一條直線，其斜率為反應(yīng)速度常數(shù)；2)按照上述步驟，采用一系列已知酸濃度的氘代氯仿樣品，得到反映反應(yīng)速度常數(shù)與 酸濃度線性關(guān)系的工作曲線；3)再對未知酸度的氘代氯仿樣品進(jìn)行上述測定，得到其反應(yīng)速度常數(shù)，代入所得工作 曲線，求得其酸度值。
10.一種新的檢測有機(jī)溶劑中微量酸的方法，其特征在于采用一種微量酸催化下發(fā)生 的化學(xué)反應(yīng)，且其反應(yīng)速度與酸的濃度成正比，因而可以通過觀察反應(yīng)深度來確定酸的濃 度；這種催化反應(yīng)的方式可以大大提高對微量酸的檢出靈敏度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測定有機(jī)溶劑中含有的微量酸的方法，這種方法所采用的試劑，即5-(α-甲氧基芐基)吡咯類化合物，及其合成方法。該類化合物是一種對微量酸敏感的化合物，在微量酸催化下發(fā)生芐氧鍵斷裂及二聚反應(yīng)，其反應(yīng)速度與酸的濃度具有線性關(guān)系，因而可以通過測定反應(yīng)速度來確定酸的濃度。該方法特別適用于借助核磁共振譜手段測定氘代核磁溶劑中所含的微量酸，包括氘代氯仿中因?yàn)樽陨矸纸馑a(chǎn)生的酸。其特點(diǎn)是只需消耗少量氘代試劑樣品，非常方便、快速、實(shí)用和經(jīng)濟(jì)。
文檔編號C07D207/333GK102134213SQ20101061959
公開日2011年7月27日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者吳宗緒, 孫懷林, 張永坡, 朱門, 王小偉 申請人:南開大學(xué)