用酰胺縮醛法合成單(雙)長鏈烷基脒基化合物*

杜 杰, 段 明, 蔣曉慧

(1. 西南石油大學(xué) “油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程”國家重點實驗室，四川 成都 610500；2. 西華師范大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院，四川 南充 637002)

脒類化合物是重要的有機合成中間體[1]，廣泛用作消炎藥、除草劑、驅(qū)蟲藥、殺螨劑、利尿藥、治療糖尿病以及心腦血管疾病的藥物和抗癌性藥物[2～5]。脒基化合物在水環(huán)境下能與CO2形成陽離子絡(luò)合物[6，7]，再通N2形成中性脒基化合物。Liu等[8]最先合成了帶有長烷基鏈“開關(guān)”的脒基化合物，將其用作表面活性劑，利用CO2和N2實現(xiàn)了原油乳化和破乳，開拓了脒類化合物在石油工業(yè)上的新應(yīng)用。單長鏈甲脒的合成方法有P2O5催化法[9]和酰胺法[10]，這兩種方法比較復(fù)雜、副產(chǎn)物多、提純困難、產(chǎn)率較低，大大限制了脒基化合物的應(yīng)用。

本文提出了一種簡便的合成方法，在氮氣保護下，以N,N-二甲基甲酰胺二甲縮醛(1)和初級長鏈脂肪胺(2a～2d)為原料，采用酰胺縮醛法合成了單(雙)長鏈烷基脒基化合物——N′-烷基-N,N-二甲基甲脒(3a～3d)和N,N′-雙烷基甲脒(4a～4d)，產(chǎn)率高于83%，其結(jié)構(gòu)經(jīng)NMR, IR和MS表征。

Scheme1

該方法具有反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)過程容易控制、產(chǎn)物處理方便、產(chǎn)率高等優(yōu)點，是合成長鏈烷基脒的較好方法。

1 實驗部分

1．1 儀器與試劑

Bruker 300型核磁共振儀(CDCl3為溶劑,TMS為內(nèi)標);Nicolet 6700型紅外光譜儀(KBr壓片);Finnigan LCQDECA型高效液相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀(LC-MS)。

十二胺(2a),十四胺(2b),十六胺(2c),十八胺(2d)和乙腈，分析純，成都科龍化工試劑廠；1，色譜純，上海阿拉丁試劑公司。 反應(yīng)需在無水條件下進行，反應(yīng)容器和試劑均應(yīng)作除水處理。

1．2 合成

(1) 3的合成

在反應(yīng)瓶中加入11.5 g(12.6 mmol)和210.5 mmol， N2保護，攪拌下于80 ℃反應(yīng)2 h。冷卻至室溫，減壓蒸除甲醇和過量的1得無色液體3a～3d。

(2)4的合成

在反應(yīng)瓶中加入11.5 g(12.6 mmol)和225.2 mmol， N2保護，攪拌下于85 ℃反應(yīng)2.5 h。冷卻至室溫，減壓蒸除甲醇和過量的2得無色液體4a；或殘余物用乙腈重結(jié)晶，減壓抽濾，濾餅干燥得白色固體4b～4d。

3a: 產(chǎn)率83%;1H NMRδ: 0.86(t, 3H, CH2CH3), 1.24(m, 18H, C9H18), 1.48(s, 2H, NCH2CH2), 2.81(s, 6H, NCH3), 3.19(t, 2H, NCH2), 7.24(s, 1H, N=CH);13C NMRδ: 13.93, 22.52, 26.75, 29.11～29.49(multiple), 31.76, 32.67, 36.98, 56.12, 154.69; IRν: 722, 1 065, 1 104, 1 261, 1368, 1656(C=N), 2 853, 2 924 cm-1; LC-MS: Calcd for C15H32N2240.26, found 241.38。

3b: 產(chǎn)率86%;1H NMRδ: 0.88(t, 3H, CH2CH3), 1.26(m, 22H, C11H22), 1.50(s, 2H, NCH2CH2), 2.83(s, 6H, NCH3), 3.21(t, 2H, NCH2), 7.26(s, 1H, N=CH);13C NMRδ: 13.65, 22.52, 26.86, 29.18～29.51(multiple), 31.74, 32.67, 36.95, 56.15, 154.47; IRν: 721, 1 065, 1 104, 1 261, 1 367, 1 658(C=N), 2 853, 2 923 cm-1; LC-MS: Calcd for C17H36N2268.29, found 268.47。

3c: 產(chǎn)率85%;1H NMRδ: 0.86(t, 3H, CH2CH3), 1.24(m, 26H, C13H26), 1.47(s, 2H, NCH2CH2), 2.80(s, 6H, NCH3), 3.18(t, 2H, NCH2), 7.24(s, 1H, N=CH);13C NMRδ: 13.30， 22.52, 27.10, 29.21～29.55(multiple), 31.77, 32.67, 36.90, 56.20, 154.54; IRν: 720, 1 065, 1 104, 1 261, 1 366, 1 656(C=N), 2 849, 2 917 cm-1; LC-MS: Calcd for C19H40N2296.32, found 297.05。

3d: 產(chǎn)率87%;1H NMRδ: 0.88(t, 3H, CH2CH3), 1.26(m, 30H, C15H30), 1.52(s, 2H, NCH2CH2), 2.83(s, 6H, NCH3), 3.21(t, 2H, NCH2), 7.26(s,1H,N=CH);13C NMRδ: 13.94, 22.54, 27.11, 29.02～29.56(multiple), 31.78, 32.69, 36.88, 56.14, 154.69; IRν: 721, 1 065, 1 104, 1 261, 1 367, 1 655(C=N), 2 851, 2 920 cm-1; LC-MS: Calcd for C21H44N2324.35, found 325.66。

4a: 產(chǎn)率85%;1H NMRδ: 0.90(t, 6H, CH3), 1.27(s, 36H, C9H18), 1.52(s, 4H, NCH2CH2), 3.18(t, 4H, NCH2), 7.36(s, 1H, N=CH);13C NMRδ: 13.98, 22.57, 26.98, 29.24～29.55(multiple), 31.16, 31.80, 77.12, 152.07; IRν: 720, 1 375, 1 469, 1 665(N=C), 2 848, 2 915, 3 292 cm-1; LC-MS: Calcd for C25H52N2380.69, found 381.52。

4b: 產(chǎn)率83%, m.p.29 ℃～30 ℃;1H NMRδ: 0.90(t, 6H, CH3), 1.27(s, 44H, C11H22), 1.53(s, 4H, NCH2CH2), 3.18(t, 4H, NCH2), 7.36(s, 1H, N=CH);13C NMRδ: 13.68, 22.58, 26.94, 29.14～29.54(multiple), 31.21, 31.82, 77.11, 151.99; IRν: 715, 1 375, 1 466, 1 665(N=C), 2 843, 2 922, 3 231 cm-1; LC-MS: Calcd for C29H60N2436.48, found 437.63。

4c: 產(chǎn)率86%, m.p.35 ℃～36 ℃;1H NMRδ: 0.89(t, 6H, CH3), 1.27(s, 52H, C13H26), 1.57(s, 4H, NCH2CH2), 3.22(t, 4H, NCH2), 7.33(s, 1H, N=CH);13C NMRδ: 14.00, 22.58, 26.97, 29.25～29.59(multiple), 31.25, 31.82, 77.10, 151.80; IRν: 719, 1 375, 1 466, 1 665(N=C), 2843, 2 918, 3 175 cm-1; LC-MS: Calcd for C33H68N2492.54, found 493.66。

4d:產(chǎn)率87%, m.p.40 ℃～41 ℃;1H NMRδ: 0.90(t, 6H, CH3), 1.27(s, 60H, C15H30), 1.52(s, 4H, NCH2CH2), 3.18(t, 4H, NCH2), 7.36(s, 1H, N=CH);13C NMRδ: 13.99, 22.57, 26.74, 29.12～29.58(multiple), 31.30, 31.81, 77.11, 152.38; IRν: 715, 1 375, 1 470, 1 661(N=C), 2 847, 2 913, 3 196 cm-1; LC-MS: Calcd for C37H76548.60, found 549.72。

2 結(jié)果與討論

表 1 r對產(chǎn)率的影響*Table 1 Effect of r on the yields

*反應(yīng)條件同1.2

反應(yīng)條件同1.2,以3c和4c為例,考察原料摩爾比[r=n(2) ∶n(1)]對產(chǎn)率的影響,結(jié)果見表1。從表1可以看出，當r=1.0 ∶1.2時，3c產(chǎn)率最高；當r=2 ∶1時，4c產(chǎn)率最高。

[1] Stephem C Fields, Marshall H Parker, W Randal Erickson. A simple route to unsymmetrically substituted 1,2,4,5-tetrazines[J].J Org Chem,1994,59(26):8284-8287.

[2] Nestruzzi C, Gambar R. Antitumor activity oftrans-dermally delivered aromatic tetra-amidines[J].J Controlled Release,1994,29(1-2):53-56.

[3] Gambar R, Nastruzzi C. Biochem Pharmacol.DNA-binding activity and biological effects of aromatic polyamidines[J].Biochemical Pharmacology,1994,47(4):599-610.

[4] 秦芳,楊靜,文輝. 芳基、芳甲基及哌嗪基脒類化合物的設(shè)計與合成及5-HT和NE重攝取雙重抑制活性[J].高等學(xué)?；瘜W(xué)學(xué)報,2009,30(5):938-944.

[5] 張成華,薛英,郭勇.N-二(對氟芐基)-N′-(2′,3′-二脫氧-3′-硫代胞苷)甲脒水解反應(yīng)的理論研究[J].高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報,2008,29(12):2354-2359.

[6] Jessop P G, Heldebrant D J, Xiangwang L. Reversible nonpolar-to-polar solvent[J].Nature,2005,(436):1102.

[7] Heldebrant D J, Jessop P G, Thomas C A. The reaction of 1,8-diazabicyclo-[5.4.0]-undec-7-ene(DBU) with carbon dioxide[J].J Org Chem,2005,(70):5335-5338.

[8] Yingxin Liu, Philip G Jessop. Michael cunningham.Switchable surfactants[J].Science, 2006,313:958-960.

[9] Hang E, Kantlchner W. A facile synthese forN,N,N′-trisubstituted amidine[J].Synthesis,1983,(1):35-37.

[10] Erik B Pedersen. A facile synthesis of acaricide-insecticide and defoliantN′,N″-dimethylformamidines[J].Synthesis,1979,(7):546-547.