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氨甲酰基硅烷与α-羰基酯反应合成α-硅氧基-α-烷氧羰基酰胺衍生物

李伟东 ,  韩生华 ,  刘艳红 ,  陈建新

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引用本文: 李伟东, 韩生华, 刘艳红, 陈建新. 氨甲酰基硅烷与α-羰基酯反应合成α-硅氧基-α-烷氧羰基酰胺衍生物[J]. 有机化学, 2017, 37(9): 2423-2429. doi: 10.6023/cjoc201703018 shu
Citation:  Li Weidong, Han Shenghua, Lui Yanhong, Chen Jianxin. Synthesis of α-Alkoxycarbonyl-α-siloxyamides by the Reaction of a Carbamoylsilane with α-Ketoesters[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2017, 37(9): 2423-2429. doi: 10.6023/cjoc201703018 shu

氨甲酰基硅烷与α-羰基酯反应合成α-硅氧基-α-烷氧羰基酰胺衍生物

  • a.

    山西师范大学化学与材料科学学院 临汾 041004

  • b.

    山西大同大学化学与工程学院 大同 037009

    • 通讯作者: 陈建新, jjxxcc2002@yahoo.com
  • 基金项目:

    山西省留学回国人员基金（No.0713）、山西省自然科学基金（No.2012011046-9）和山西师范大学文理学院基金（No.WL2016CXCY-YJ-30）资助项目

摘要: N，N-二甲基氨甲酰基三甲基硅烷与一系列α-羰基酯在无水无氧、60℃、甲苯作溶剂的条件下反应，合成了α-三甲基硅氧基-α-烷氧羰基酰胺衍生物，收率70%~99%.当α-羰基酯的酯基是含有手性碳的L-薄荷醇酯基时，发现反应具有一定的立体选择性.通过研究反应的影响因素发现，芳环上取代基的性质影响反应的速率和产物的产率.反应所得产物的结构用元素分析、1H NMR、13C NMR和IR等方法进行了表征.提出了可能的反应机理.该反应具有条件温和、副产物少、产物得率高和后处理简单等优点，是有效合成α-烷氧羰基-α-羟基酰胺的新方法.

English

  • α-羟基-α-烷氧羰基酰胺被广泛用作天然产物和药物的合成中间体, 如维生素B6、奥美沙坦、二氢咪唑并喹啉和纤维蛋白溶解抑制剂等[1~6], 其结构单元在生物抗体中经常被发现[7~9].由于结构中含有一个不同基团的四取代碳原子中心, 具有強的缺电子性, 使其也是各种管能团转化的最基本结构单元[10~14], 因此对于它们的合成备受关注.其普遍使用的合成方法是, 用各种氧化剂或氧气在过渡金属催化剂的条件下对α-烷氧羰基酰胺的直接氧化, 实现目标产物的合成[15~20].然而此方法具有自身的缺陷, 如氧化剂或氧气的使用不仅会影响分子中其它基团, 而且会使产物α-羟基-α-烷氧羰基酰胺发生进一步氧化, 导致反应产率的降低和副产物的增加; 过渡金属催化剂多数具有毒性, 需要分离并且会对环境污染; 反应原料范围也有局限性.因此, 发展具有通用性和实用性的合成α-羟基-α-烷氧羰基酰胺的方法, 无疑是具有重要理论意义和实用价值的一个研究课题.近年来, 有机硅试剂作为碳基源合成羰基化合物的反应研究有了较快进展, 如用α-三甲基硅基乙酸酯与醛的加成反应制备β-羟基酯的研究[21], 用腈基三甲基硅与α, β不饱和酮反应合成β-腈基酮的研究[22~24]等.本课题组开展了用氨甲酰基硅烷在底物分子中引入氨酰基的反应研究, 实现了氨酰基直接引入到亚胺[25~27]、醛和酮[28, 29]、芳烃和酰卤[30, 31]的分子中, 一步合成了α-氨基酰胺、α-羟基酰胺、酰胺和α-羰基酰胺, 于是我们想探索用氨甲酰基硅烷来合成α-羟基-α-烷氧羰基酰胺的方法.研究发现用α-羰基酯作起始原料, 通过与氨甲酰基硅烷的加成反应, 能方便高效地合成α-羟基-α-烷氧羰基酰胺, 部分结果已以快报形式报道[32], 本文将全文详细介绍这一研究工作, 同时报道立体选择性合成α-羟基-α-烷氧羰基酰胺的尝试结果.在这方面的研究中, 我们使α-羰基酯的酯基变成含有手性碳的L-薄荷醇酯基, 作为手性辅助基团, 来实现立体选择性合成(Scheme 1).研究发现反应具有一定的对映选择性, 进一步的研究仍在进行中.

    图式1 氨甲酰基硅烷1与α-羰基酯反应合成α-三甲基硅氧基-α-烷氧羰基酰胺衍生物 Scheme1. Synthesis of α-alkoxycarbonyl-α-siloxy amide derivatives from a carbamoylsilane and α-ketoesters
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    1   结果与讨论

    1.1   α-三甲基硅氧基-α-烷氧羰基酰胺衍生物的合成

    N, N-二甲基氨甲酰基三甲基硅烷(1)与α-羰基酯在无水无氧、60 ℃、甲苯作溶剂的条件下反应, 在α-羰基的碳氧双键上能够发生亲核加成, 把氨酰基和三甲硅基直接引入到底物分子中, 一步生成了α-三甲基硅氧基-α-烷氧羰基酰胺衍生物, 收率70%~99%(表 1).实验表眀氨甲酰基硅烷1亲核性较弱, 只能进攻位阻小正电性強的羰基, 不如氨酰基锂试剂那样活性高, 各种羰基都可进攻, 这就使氨甲酰基硅烷1具有了与羰基反应的选择性.由于反应一步可完成, 并且羟基带有保护基, 有利于简化多步合成反应过程中对羟基的保护步骤.为了了解反应的适用范围, 首先选择脂肪族α-羰基酯与氨甲酰基硅烷1反应, 如丙酮酸乙酯(Entry 1), 发现反应对氨甲酰基硅烷1有较多的消耗, 当过量加入时才能得到较高产率的产物, 这可能是由α-羰基酯含有的β-活泼氢的氢解竞争反应引起的.我们过去在亚胺盐与氨甲酰基硅烷1的反应中, 也观察到这种竞争的氢解反应, 氨甲酰基硅烷1被转变成二甲基甲酰胺[33].

    表 1  α-三甲基硅氧基-α-烷氧羰基酰胺衍生物3和5的合成 Table 1.  Synthesis of α-alkoxycarbonyl-α-siloxy amide derivatives3and 5
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    Entry α-Ketoester Product Timea/h Yieldb, c/%
    1d 20 70
    2d 23 84
    3 26 80
    4 40 75
    5 7.5 97
    6 27 95
    7 30 91
    8 18 79
    9 10 95
    10 14 87
    11 4 97
    12 10 99 (dr: 1:2.8)
    13 12 98 (dr: 1:2.1)
    14 14 92 (dr: 1:1.5)
    aTo complete consumption of carbamoylsilane 1 at 60 ℃ in toluene; bisolated yield based on α-ketoesters; c1:1.2 molar ratio of α-ketoesters and carbamoylsilane.

    其次选择了不含β-活泼氢的芳香性α-羰基酯与氨甲酰基硅烷1反应, 考查芳基上取代基的电子效应对反应的影响(Entries 2~7).实验发现, 在苯基α-羰基酯的苯环上取代基的性质既影响反应的速率, 又影响反应产物的产率.在苯基的羰基对位上连有给电子作用基团甲基或甲氧基时, 反应时间较长, 产物的产率较低; 连有吸电子作用基团时, 如氟、氯或溴, 反应时间较短, 得到较高产率的产物(分别为97%, 95%, 91%), 特别是连有氟时, 由于其电负性強表现的优为明显.苯基α-羰基酯2h在羰基的邻位和间位分别连接有甲基和异丙基, 考查空间位阻对反应的影响, 反应发现得到产物的产率与对位甲基的α-羰基酯2c相似, 说明空间位阻对反应的影响较小(Entry 8). α-羰基酯2i和2j连有芳香性杂环呋喃和噻吩基, 反应得到较高产率的产物(95%, 87%), 说明本反应也适合除苯环以外的其它芳香基α-羰基酯. α-羰基酯2k含有不饱和双键, 用来考查反应发生的是1, 2加成还是1, 4加成, 结果发现反应给出的是唯一的1, 2加成产物, 并且反应速度比其它底物都快, 产率较高.

    在这一合成方法的基础上, 探索立体选择性地合成α-羟基-α-烷氧羰基酰胺衍生物的方法更具有实用价值.我们采用含有手性碳的L-薄荷醇酯基作为手性辅助基团, 来实现合成反应的对映选择性.选择连有氟、氯或溴三种取代基的苯基乙酮酸薄荷醇酯, 作为代表性底物与氨甲酰基硅烷1反应(Entries 12~14), 发现反应具有一定的对映选择性, 最大选择性的dr值为1:2.8, 不是很強, 可能是薄荷醇酯基距α-羰基较远的原因.三种底物反应结果中两异构体的含量对比发现, 随着取代基吸电子能力的降低, 对映选择性下降.这三种底物与2e、2f和2g比较, 反应的速率有所加快, 反应产物的产率略有提高.为了提高对映选择性, 我们需探索有效的立体选择性催化剂, 以改善这类合成反应.因此, 在这一方向上有待我们进一步研究.

    1.2   反应机理探讨

    根据反应过程和产物的结构, 同时结合文献报道[34], 我们推测加成反应的可能机理如Scheme 2所示. N, N-二甲基氨甲酰基三甲基硅烷(1)在羰基诱导下, 可重排成亲核卡宾A的形式, 它的一对孤对电子进攻α-羰基酯的α-羰基碳原子, 使碳氧双键打开生成中间体B, 而中间体B是带有正负电荷的内盐结构, 很不稳定, 易发生三甲基硅基团从一个氧原子向另一个氧负离子进行1, 4转移, 使分子不带电荷, 产生稳定的羰基, 生成产物α-三甲基硅氧基-α-烷氧羰基酰胺3或5.

    图式2 氨甲酰基硅烷与α-羰基酯反应的可能机理 Scheme2. Plausible mechanism for the reaction of carbamoylsilane and α-ketoesters
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    2   结论

    发现了N, N-二甲基氨甲酰基三甲基硅烷1与α-羰基酯发生亲核加成的新反应, 提出了高效合成α-羟基-α-烷氧羰基酰胺衍生物的新方法.在本方法中, 用N, N-二甲基氨甲酰基三甲基硅烷(1)与α-羰基酯在中性条件下一步完成反应, 反应温和, 操作简单, 原料稳定, 不使用催化剂, 并具有较高的产率, 可操作性较强, 故该方法具有重要的合成应用价值.在该方法的基础上, 通过引入手性辅助基团L-薄荷醇酯基, 探索了立体选择性地合成α-羟基-α-烷氧羰基酰胺衍生物的方法, 实验发现反应具有对映选择性, 但不强, 有待进一步研究.同时该方法有待扩展到合成仲酰胺和伯酰胺, 使应用范围更广, 后续的研究工作正在进行中.

    3   实验部分

    3.1   仪器与试剂

    Bruker AR600核磁共振波谱仪(TMS为内标); IMPACT-410傅利叶红外光谱仪(KBr压片或液膜); EA-1108四元素分析仪; 熔点测定仪(北京第三光学仪器厂), 温度未经校正.

    氨甲酰基硅烷参照文献[35]报道方法制备, α-羰基酯参照文献[36~38]报道方法制备.三甲基氯硅烷、二异丙胺、正丁基锂、N, N-二甲基甲酰胺等试剂均为分析纯.三甲基氯硅烷重蒸后使用; 甲苯及其它芳烃需加钠后加热回流, 直到二苯甲酮变蓝即可使用.反应过程由薄层色谱(TLC)硅胶预制板跟踪检查, 柱色谱用硅胶为200~300目, 展开剂用60~90 ℃的石油醚和乙酸乙酯的混合物.两异构体的含量, 通过核磁共振氢谱和分离产物的质量确定.

    3.2   实验方法

    在无水无氧、0 ℃和氩气保护的条件下, 向25 mL Schlenk管中加入α-羰基酯(1 mmol)和1 mL无水甲苯, 搅拌约20 min, 缓慢滴加N, N-二甲基氨甲酰基三甲基硅烷(1)(1.2 mmol), 继续搅拌15 min后去冰浴回温30 min, 然后加热到60 ℃恒温反应, 薄层色谱(TLC)跟踪检测, 待氨甲酰基硅烷完全消失, 反应结束.去溶剂浓缩后, 柱层析分离(乙酸乙酯和石油醚混合展开剂)得α-三甲基硅氧基-α-烷氧羰基酰胺衍生物3或5.

    2-三甲硅氧基-2-乙氧羰基-N, N-二甲基丙酰胺(3a):无色粘稠液体, 产率70.2%. 1H NMR (CDCl3, 600 MHz) δ: 4.20 (q, J＝7.2 Hz, 2H), 2.98 (s, 3H), 2.91 (s, 3H), 1.65 (s, 3H), 1.24 (t, J＝7.2 Hz, 3H), 0.15 (s, 9H); 13C NMR (CDCl3, 151 MHz) δ: 172.6, 169.3, 79.2, 61.6, 37.1, 36.7, 25.2, 14.1, 1.7; IR (KBr) ν: 1747, 1662, 1394, 1253, 1170, 844 cm－1. Anal. calcd for C11H23NO4Si: C 50.55, H 8.87, N 5.36; found C 50.54, H 8.61, N 5.34.

    2-三甲硅氧基-2-乙氧羰基-N, N-二甲基苯乙酰胺(3b):淡黄色粘稠液体, 产率84.3%. 1H NMR (CDCl3, 600 MHz) δ: 7.47~7.17 (m, 5H), 4.26~4.23, 4.16~4.14 (mm, 2H), 2.96 (s, 3H), 2.71 (s, 3H), 1.22 (t, J＝7.2 Hz, 3H), 0.27, 0.26 (ss, 9H); 13C NMR (CDCl3, 151 MHz) δ: 170.4, 170.1, 139.3, 128.0, 127.8, 125.9, 85.4, 62.1, 37.8, 36.6, 13.9, 1.8; IR (KBr) ν: 1745, 1650, 1492, 1393, 1250, 890 cm－1. Anal. calcd for C16H25NO4Si: C 59.41, H 7.79, N 4.33; found C 59.51, H 7.60, N 4.31.

    2-三甲硅氧基-2-乙氧羰基-N, N-二甲基(4-甲基)苯乙酰胺(3c):淡黄色粘稠液体, 产率80.1%. 1H NMR (CDCl3, 600 MHz) δ: 7.35~7.15 (m, 4H), 4.25, 4.15 (qq, J＝7.2 Hz, 2H), 3.05 (s, 3H), 2.83 (s, 3H), 2.37 (s, 3H), 1.24 (t, J＝7.2 Hz, 3H), 0.26, 0.25 (ss, 9H); 13C NMR (CDCl3, 151 MHz) δ: 170.6, 170.2, 137.5, 136.3, 128.7, 125.8, 85.3, 62.1, 37.9, 36.6, 21.1, 13.9, 1.8; IR (KBr) ν: 1745, 1650, 1448, 1392, 1249, 846 cm－1. Anal. calcd for C17H27NO4Si: C 60.50, H 8.06, N 4.15; found C 60.35, H 7.98, N 4.23.

    2-三甲硅氧基-2-乙氧羰基-N, N-二甲基(4-甲氧基)苯乙酰胺(3d):无色固体, 产率74.9%. m.p. 45.5~47.0 ℃; 1H NMR (CDCl3, 600 MHz) δ: 7.39~6.88 (m, 4H), 4.25, 4.16 (qq, J＝7.2 Hz, 2H), 3.84 (s, 3H), 2.96 (s, 3H), 2.74 (s, 3H), 1.24 (t, J＝7.2 Hz, 3H), 0.26, 0.25 (ss, 9H); 13C NMR (CDCl3, 151 MHz) δ: 170.7, 170.2, 159.2, 131.4, 127.1, 113.3, 85.1, 62.0, 55.2, 37.8, 36.6, 13.9, 1.8; IR (KBr) ν: 1743, 1648, 1512, 1251, 1029, 842 cm－1. Anal. calcd for C17H27NO5Si: C 57.76, H 7.70, N 3.96; found C 57.52, H 7.51, N 4.10.

    2-三甲硅氧基-2-乙氧羰基-N, N-二甲基(4-氟)苯乙酰胺(3e):淡黄色粘稠液体, 产率98.8%. 1H NMR (CDCl3, 600 MHz) δ: 7.45~7.01 (m, 4H), 4.24~4.14 (m, 2H), 2.94 (s, 3H), 2.71 (s, 3H), 1.21 (t, J＝7.2 Hz, 3H), 0.26 (s, 9H); 13C NMR (CDCl3, 151 MHz) δ: 170.2, 169.8, 163.2, 161.5, 135.0, 127.7, 114.9, 85.0, 62.1, 37.7, 36.6, 13.9, 1.7; IR (KBr) ν: 1746, 1650, 1394, 1251, 1143, 844 cm－1. Anal. calcd for C16H24FNO4Si: C 56.28, H 7.08, N 4.10; found C 56.46, H 7.23, N 4.16.

    2-三甲硅氧基-2-乙氧羰基-N, N-二甲基(4-氯)苯乙酰胺(3f):无色固体, 产率95.4%. m.p. 40.0~41.0 ℃; 1H NMR (CDCl3, 600 MHz) δ: 7.42~7.28 (m, 4H), 4.25, 4.16 (qq, J＝7.2 Hz, 2H), 2.96 (s, 3H), 2.72 (s, 3H), 1.24 (t, J＝7.2 Hz, 3H), 0.26 (s, 9H); 13C NMR (CDCl3, 151 MHz) δ: 170.0, 169.7, 137.8, 133.8, 128.2, 127.4, 85.0, 62.3, 37.8, 36.6, 13.9, 1.7; IR (KBr) ν: 1747, 1650, 1490, 1250, 1143, 844 cm－1. Anal. calcd for C16H24ClNO4Si:C 53.69, H 6.76, N 3.91; found C 53.45, H 6.52, N 3.81.

    2-三甲硅氧基-2-乙氧羰基-N, N-二甲基(4-溴)苯乙酰胺(3g):淡黄色粘稠液体, 产率91.3%. 1H NMR (CDCl3, 600 MHz) δ: 7.49~7.28 (m, 4H), 4.26, 4.16 (qq, J＝7.2 Hz, 2H), 2.96 (s, 3H), 2.72 (s, 3H), 1.24 (t, J＝7.2 Hz, 3H), 0.26 (s, 9H); 13C NMR (CDCl3, 151 MHz) δ: 169.9, 169.6, 138.4, 131.1, 127.7, 122.0, 85.1, 62.3, 37.8, 36.6, 13.9, 1.7; IR (KBr) ν: 1747, 1650, 1486, 1249, 1143, 845 cm－1. Anal. calcd for C16H24BrNO4Si: C 47.76, H 6.01, N 3.48, found C 47.51, H 5.81, N 3.23.

    2-三甲硅氧基-2-乙氧羰基-N, N-二甲基(2-甲基-5-异丙基)苯乙酰胺(3h):淡黄色粘稠液体, 产率79.2%. 1H NMR (CDCl3, 600 MHz) δ: 7.10~6.98 (m, 3H), 4.28~4.22, 4.19~4.14 (m, 2H), 3.00 (s, 3H), 2.87~2.84 (m, 4H), 2.30 (s, 3H), 1.24~1.19 (m, 9H), 0.23 (s, 9H); 13C NMR (CDCl3, 151 MHz) δ: 171.3, 170.5, 148.3, 136.2, 134.8, 130.2, 126.7, 123.5, 86.3, 65.0, 38.7, 36.4, 33.5, 23.9, 20.9, 13.9, 1.8; IR (KBr) ν: 1744, 1650, 1490, 1392, 1248, 1133, 844 cm－1. Anal. calcd for C20H33NO4Si: C 63.29, H 8.76, N 3.69; found C 63.46, H 8.71, N 3.41.

    2-三甲硅氧基-2-乙氧羰基-N, N-二甲基(2-)呋喃乙酰胺(3i):淡黄色粘稠液体, 产率95.2%. 1H NMR (CDCl3, 600 MHz) δ: 7.42 (m, 1H), 6.44 (d, J＝3.0 Hz, 1H), 6.39~6.38 (m, 1H), 4.29 (q, J＝7.2 Hz, 2H), 2.99 (s, 3H), 2.98 (s, 3H), 1.29 (t, J＝7.2 Hz, 3H), 0.12 (s, 9H); 13C NMR (CDCl3, 151 MHz) δ: 169.2, 167.7, 151.1, 142.2, 110.5, 109.0, 81.0, 62.3, 37.4, 36.9, 14.0, 1.1; IR (KBr) ν: 1750, 1656, 1497, 1395, 1251, 1135, 846 cm－1. Anal. calcd for C14H23NO5Si: C 53.65, H 7.40, N 4.47; found C 53.74, H 7.42, N 4.28.

    2-三甲硅氧基-2-乙氧羰基-N, N-二甲基(2-)噻吩乙酰胺(3j):淡黄色粘稠液体, 产率87.1%. 1H NMR (CDCl3, 600 MHz) δ: 7.31~6.97 (m, 3H), 4.30~4.23 (m, 2H), 2.98 (s, 3H), 2.93 (s, 3H), 1.27 (t, J＝7.2 Hz, 3H), 0.19 (s, 9H); 13C NMR (CDCl3, 151 MHz) δ: 169.8, 168.9, 143.0, 126.5, 126.0, 125.9, 82.8, 62.4, 37.6, 37.0, 14.0, 1.5; IR (KBr) ν: 1750, 1656, 1497, 1395, 1251, 1135, 846 cm－1. Anal. calcd for C14H23NO4SSi: C 50.95, H 7.02, N 4.24; found C 51.07, H 7.13, N 4.23.

    2-三甲硅氧基-2-乙氧羰基-N, N-二甲基(4-苯基)-3-丁烯酰胺(3k):淡黄色粘稠液体, 产率97.2%. 1H NMR (CDCl3, 600 MHz) δ: 7.44~7.26 (m, 5H), 6.81 (d, J＝16.2 Hz, 1H), 6.73 (d, J＝16.2 Hz, 1H), 4.32~4.24 (m, 2H), 3.07 (s, 3H), 2.98 (s, 3H), 1.31 (t, J＝7.2 Hz, 3H), 0.23 (s, 9H); 13C NMR (CDCl3, 151 MHz) δ: 170.4, 168.9, 136.1, 131.0, 128.7, 128.1, 127.6, 126.8, 82.7, 62.0, 37.3, 36.9, 14.2, 1.8; IR (KBr) ν: 1748, 1652, 1494, 1394, 1251, 1206, 846 cm－1. Anal. calcd for C18H27NO4Si: C 61.86, H 7.79, N 4.01; found C 61.74, H 7.65, N 4.12.

    2-三甲硅氧基-2-(L-)薄荷醇酯基-N, N-二甲基(4-氟)苯乙酰胺(5a):产率99.1%.主要异构体:淡黄色固体, m.p. 76.0~77.0 ℃; 1H NMR (CDCl3, 600 MHz) δ: 7.43~7.02 (m, 4H), 4.72~4.68 (m, 1H), 2.96 (s, 3H), 2.77 (s, 3H), 2.06~0.73 (m, 18H), 0.21 (s, 9H); 13C NMR (CDCl3, 151 MHz) δ: 170.0, 169.3, 163.1, 161.5, 135.8, 128.0, 114.6, 114.7, 84.1, 46.7, 40.1, 38.0, 36.8, 34.1, 31.4, 25.5, 22.9, 21.9, 20.1, 15.1, 1.8; IR (KBr) ν: 1739, 1652, 1508, 1394, 1251, 1141, 885. Anal. calcd for C24H38F-NO4Si: C 63.82, H 8.48, N 3.10; found C 63.87, H 8.49, N 3.03.次要异构体:淡黄色固体, m.p. 73.0~74.0 ℃.1H NMR (CDCl3, 600 MHz) δ:7.42~7.01 (m, 4H), 4.57~4.53 (m, 1H), 2.99 (s, 3H), 2.75 (s, 3H), 2.27~0.41 (m, 18H), 0.27 (s, 9H); 13C NMR (CDCl3, 151 MHz) δ: 167.9, 166.8, 161.2, 161.6, 135.6, 127.5, 114.8, 114.6, 84.9, 46.8, 39.9, 38.0, 36.6, 34.2, 31.4, 25.4, 23.1, 22.0, 20.4, 15.7, 1.9; IR (KBr) ν: 1741, 1652, 1508, 1396, 1252, 1140, 885. Anal. calcd for C24H38FNO4Si: C 63.82, H 8.48, N 3.10; found C 63.90, H 8.36, N 3.15.

    2-三甲硅氧基-2-(L-)薄荷醇酯基-N, N-二甲基(4-氯)苯乙酰胺(5b):产率97.8% (dr: 1:2.1).主要异构体:淡黄色固体, m.p. 83.0~85.0 ℃; 1H NMR (CDCl3, 600 MHz) δ: 7.38~7.29 (m, 4H), 4.56~4.52 (m, 1H), 2.99 (s, 3H), 2.75 (s, 3H), 2.26~0.58 (m, 18H), 0.26 (s, 9H); 13C NMR (CDCl3, 151 MHz) δ: 169.7, 169.6, 138.4, 133.7, 128.0, 127.2, 85.0, 46.8, 39.9, 38.1, 36.5, 34.2, 31.4, 25.4, 23.0, 22.0, 20.4, 15.7, 1.8; IR (KBr) ν: 1740, 1654, 1488, 1398, 1245, 1151, 1024, 887. Anal. calcd for C24H38Cl-NO4Si: C 61.58, H 8.18, N 2.99; found C 61.67, H 8.05, N 2.89.次要异构体:淡黄色粘稠液体.1H NMR (CDCl3, 600 MHz) δ:7.39~7.31 (m, 4H), 4.72~4.67 (m, 1H), 2.96 (s, 3H), 2.76 (s, 3H), 2.05~0.79 (m, 18H), 0.21 (s, 9H); 13C NMR (CDCl3, 151 MHz) δ: 169.8, 169.2, 138.5, 133.6, 128.0, 127.6, 85.0, 77.3, 46.7, 40.1, 38.0, 36.8, 34.1, 31.4, 25.5, 22.9, 22.0, 20.9, 15.9, 1.8; IR (KBr) ν: 1741, 1654, 1490, 1398, 1251, 1141, 1018, 884. Anal. calcd for C24H38ClNO4Si: C 61.58, H 8.18, N 2.99; found C 61.62, H 8.09, N 3.02.

    2-三甲硅氧基-2-(L-)薄荷醇酯基-N, N-二甲基(4-溴)苯乙酰胺(5c):产率91.8%.主要异构体:淡黄色固体, m.p. 101.0~103.0 ℃; 1H NMR (CDCl3, 600 MHz) δ: 7.48~7.30 (m, 4H), 4.54~4.51 (m, 1H), 2.99 (s, 3H), 2.76 (s, 3H), 2.26~0.41 (m, 18H), 0.22 (s, 9H); 13C NMR (CDCl3, 151 MHz) δ: 169.7, 169.5, 138.9, 131.0, 127.5, 121.8, 85.1, 46.8, 39.9, 38.1, 36.5, 34.2, 31.4, 25.4, 23.0, 22.0, 20.5, 15.7, 1.8; IR (KBr) ν: 1740, 1654, 1484, 1399, 1246, 1150, 888. Anal. calcd for C24H38BrNO4Si: C 56.24, H 7.47, N 2.73; found C 56.34, H 7.50, N 2.65.次要异构体:淡黄色粘稠液体.1H NMR (CDCl3, 600 MHz) δ:7.48~7.31 (m, 4H), 4.72~4.67 (m, 1H), 2.96 (s, 3H), 2.76 (s, 3H), 2.05~0.79 (m, 18H), 0.22 (s, 9H); 13C NMR (CDCl3, 151 MHz) δ: 169.7, 169.1, 139.1, 131.0, 128.0, 121.9, 85.1, 46.7, 40.1, 38.0, 36.8, 34.1, 31.4, 25.5, 22.9, 22.0, 20.9, 15.9, 1.8; IR (KBr) ν: 1740, 1654, 1488, 1391, 1250, 1143, 1018, 883. Anal. calcd for C24H38BrNO4Si: C 56.24, H 7.47, N 2.73; found C 56.35, H 7.52, N 2.68.

    辅助材料(Supporting Information)  目标化合物的1H NMR和13C NMR 谱图. 这些材料可以免费从本刊网站(http://sioc-journal.cn/)上下载.

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  • 图式1  氨甲酰基硅烷1与α-羰基酯反应合成α-三甲基硅氧基-α-烷氧羰基酰胺衍生物

    Scheme 1  Synthesis of α-alkoxycarbonyl-α-siloxy amide derivatives from a carbamoylsilane and α-ketoesters

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    图式2  氨甲酰基硅烷与α-羰基酯反应的可能机理

    Scheme 2  Plausible mechanism for the reaction of carbamoylsilane and α-ketoesters

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    表 1  α-三甲基硅氧基-α-烷氧羰基酰胺衍生物3和5的合成

    Table 1.  Synthesis of α-alkoxycarbonyl-α-siloxy amide derivatives3and 5

    Entry α-Ketoester Product Timea/h Yieldb, c/%
    1d 20 70
    2d 23 84
    3 26 80
    4 40 75
    5 7.5 97
    6 27 95
    7 30 91
    8 18 79
    9 10 95
    10 14 87
    11 4 97
    12 10 99 (dr: 1:2.8)
    13 12 98 (dr: 1:2.1)
    14 14 92 (dr: 1:1.5)
    aTo complete consumption of carbamoylsilane 1 at 60 ℃ in toluene; bisolated yield based on α-ketoesters; c1:1.2 molar ratio of α-ketoesters and carbamoylsilane.
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  • 发布日期:  2017-09-01
  • 收稿日期:  2017-03-08
  • 修回日期:  2017-04-17
  • 网络出版日期:  2017-09-17
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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