2-吡咯甲酸甲酯的绿色合成

2-吡咯甲酸甲酯(2-MPC)是一种重要的化合物,目前关于它的合成不仅步骤多,而且使用了剧毒的试剂。该文以无毒的碳酸二甲酯(DMC)为甲氧基羰基化试剂,用K2CO3/ZnO为催化剂,以吡咯为起始原料直接合成了2-MPC,实现了2-MPC的绿色合成,并提出了可能的催化机理。对反应条件优化后,得到的最佳反应条件为:反应温度250℃,反应时间3h,n(碳酸二甲酯)/n(吡咯)=2,吡咯用量0.1mol,催化剂用量为吡咯质量的7.5%,在该条件下2-MPC的选择性达到72.2%,收率达到35.5%。

(2R，4S)-N-叔丁酰基-4-氨基-2-四氢吡咯甲酸甲酯的合成

以(2R,4S)-4-羟基-2-四氢吡咯甲酸为起始原料,经甲酰化,酰化引入叔丁氧羰基,手性反应,甲磺酰化,叠氮化及三苯基膦还原等7步反应合成了(2R,4S)-N-叔丁酰基-4-氨基-2-四氢吡咯甲酸甲酯(总收率29%),其结构经1H NMR和LC-MS表征。

均相催化合成2-吡咯甲酸甲酯

以碳酸二甲酯(DMC)为甲氧基羰基化试剂,考察了不同碱金属卤化物对吡咯直接甲氧基羰基化反应合成2-吡咯甲酸甲酯(2-MPC)的影响。实验结果表明,只有 KI 催化吡咯进行甲氧基羰基化反应时合成了2-MPC。用荧光光谱对催化剂与反应物的相互作用进行表征,结果发现,碱金属卤化物以离子对的方式与反应物相互作用,卤素阴离子和金属阳离子同时起催化作用,它们与吡咯的作用影响吡咯的转化率,与 DMC 的作用则影响吡咯甲氧基羰基化产物的选择性。以 KI 为催化剂的适宜反应条件为:反应温度200℃、反应时间3 h、n(DMC):n(吡咯)=4、KI 用量(相对于吡咯的摩尔分数)为5.68%。在此条件下,吡咯的转化率为42.80%,2-MPC 的选择性和收率分别为46.08%和19.72%。

乙酸锌催化一步法合成吡咯甲酸甲酯

以乙酸锌为催化剂、碳酸二甲酯(DMC)为甲氧基羰基化试剂,对吡咯一步甲氧基羰基化合成了吡咯甲酸甲酯。实验结果表明,升高反应温度和延长反应时间有利于2-吡咯甲酸甲酯(2-MPC)的生成而不利于1-吡咯甲酸甲酯(1-MPC)的生成,两者的总收率提高,但总选择性降低。采用正交实验对反应的影响因素进行了分析,得到各因素对反应影响程度的大小顺序为:反应温度>反应时间>反应物配比>催化剂用量,其中反应温度和反应时间对反应的影响较为显著。优化的反应条件为:反应温度260℃,反应时间8h,催化剂用量为吡咯质量的5%,DMC与吡咯的摩尔比为4。在此条件下,1-MPC和2-MPC的总收率(相对于吡咯)可达到63.68%。