而作为这些新型药物的组成片段中,哌啶酰胺的合成就引起了人们的极大兴趣。一些文献中,哌啶酰胺的合成方法需要经历四步反应,并且还经历了上保护和脱保护两步(Scheme1)。
传统催化氢化又有以下不足:虽然有许多工业方法可以将吡啶在高温和高压下催化氢化成哌啶,但是在温和条件下该转变仍然是一个具有挑战性的研究课题。因为在温和条件下原料吡啶和产物哌啶环上的氮原子上的孤对电子会对催化剂发生配位,从而严重地降低了催化剂的催化能力。
将吡啶转变成为相应的盐是目前通用的策略。但制备吡啶盐增加了反应步骤,而且吡啶盐的强吸水性质引起的效率低和操作不便,因此很少将预先制备的吡啶盐用于该目的。方便的方法是将催化氢化在酸性介质中进行,吡啶在反应体系中原位成盐后发生反应。由于无水强酸实际上是催化剂的*化剂,因此催化氢化常常在弱酸和强酸的水溶液中进行。许多时候,这种形式的催化氢化效率不高主要是由于吡啶成盐不完全和过量的强酸水溶液造成的催化剂部分中*的原因。
在众多的贵金属Rh、Ru、Pt和Pd等催化剂中,已经商品化、廉价且容易再生的Pd-C催化氢化吡啶核的能力最低,因此很少用于该目的。
本文(Tetrahedron65,(),–)采用的加入偕二氯代烷烃Pd-C催化氢化吡啶的方法,基于以下原理:偕二氯代烷烃在第三胺的存在下,可以发生化学选择性的催化氢化去氯反应。例如:在常温和常压下,没有三乙胺的存在时,ClCH2CHCl2就不会发生Pd-C催化氢化去氯反应。有三乙胺的存在时,只有偕二氯中的一个氯原子能够发生Pd-C催化氢化去氯反应(Scheme2)。
当吡啶衍生物代替三乙胺在Pd-C催化氢化去氯反应中用做促进剂和HCl分子的吸收剂时,吡啶衍生物的盐酸盐可以原位定量地生成。接着,这些盐酸盐继续发生Pd-C催化氢化反应,直接生成哌啶衍生物的盐酸盐(Scheme3)。
本文采取两种反应条件,对一系列结构不同的吡啶底物进行了催化氢化,都获得了非常满意的结果(Table1)。
AtypicalprocedureforthepreparationofN-butyl-4-piperidinecarboxamidehydrochloride(4b.HCl):ThesuspensionofN-butyl-4-pyridinecarboxamide(5b,mg,1.0mmol),10%Pd–C(44.5mg,25wt%),andClCH2CHCl2(mg,1.2mmol)inMeOH(30mL)washydrogenated(onanatmosphericpressurehydrogenator)atroomtemperatureuntiltheabsorptionofhydrogenceased(5h).AfterthePd-Ccatalystwasfilteredoff,solventwasremovedonarotavapor.Theresiduewasdilutedwithdiethylether(10mL)and4b.HCl(mg,99%)wascollectedasawhitecrystalbyfiltration.
该方法主要有三个优点:(1)操作简单,只需在正常的Pd-C催化氢化反应体系中加入适量的偕二氯有机化合物就构成了新的催化氢化体系。(2)原位定量地将吡啶衍生物转化成相应地盐酸盐,没有任何多余的HCl分子生成而对催化剂产生*化。(3)定量地生成哌啶衍生物盐酸盐的晶体作为产物,后处理操作简便。因此,它提供了一种高效的温和条件下Pd-C催化氢化吡啶核的合成方法。
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