Synthesis of Polysubstituted 2,3-Dihydropyridin-4(1H)-one in Water

Abstract

For the first time, the aqueous [5C＋1N] annulation of α-alkenoyl ketene dithioacetals and amines for the synthesis of polysubstituted 2,3-dihydropyridin-4(1H)-ones was developed. In boiling water, [5C＋1N] annulation of (E)-2-(bis(ethylthio)methylene)-3-oxo-N,5-diarylpent-4-enamides 1 and organic amines 2 smoothly occurred, and polysubstituted 2,3-dihydropyridin-4(1H)-ones 3 was obtained in moderate yields. Keywords aqueous reaction; ketene dithioacetals; amines; pyridinones 以水为溶剂的水相有机合成, 能显著减少化学污染 物的排放, 利于保护环境, 目前已经成为绿色化学的重 要研究内容之一 [1][2][3][4][5][6][7] . 2,3-二氢-4-吡啶酮是稳定及具有良 好亲核性和亲电性的重要有机合成中间体, 能发生 1,2-和 1,4-加成、环加成、N-或 O-官能化、直接形成 C-C 键和还原反应, 广泛用于各种含氮化合物和生物碱的合 成 [8][9] , 有些具有潜在的生物活性 [10][11] . 因此, 2,3-二氢-4-吡啶酮的合成受到人们的广泛关注, 已发展了多种合 成方法 [12] . 这些报道的方法主要包括六元氮环化合物 的直接修饰 [13] , 烯胺酮与 α,β-不饱和酰氯的[3＋3]环 合 [14] , 3-苯基环丁酮与腈 [15] 、3-氨基羧酸酯衍生物和乙 酰乙酸酯 [16][17] 、亚胺衍生物和共轭二烯烃 [18][19][20] 的[4＋2] 环合, N-甲酰甲基取代烯酰胺和异腈 [21] 、氨甲酰烯胺酮 和醛 [22][23] 、1,4-二戊烯-3-酮衍生物与胺 [24][25] 的[5＋1]环 合, 以及炔胺酮的分子内环合反应 [26][27][28][29] . 另外, Dong 研 究组利用具有双 Mechael 加成受体结构的 α-烯酰基-α-羰基二硫缩烯酮 [30][31][32][33][34] 与有机胺的[5C＋1N]环合反应, 同 样有效地合成 2,3-二氢-4-吡啶酮 [35] . 虽然在 2,3-二氢-4-吡啶酮的合成方面取得比较好的进展, 但这些方法都是 在二氯甲烷、 乙腈和 N, N-二甲基甲酰胺(DMF)等有机溶 剂中进行, 大量有机溶剂的使用和排放易导致严重的环 境污染, 与绿色化学的理念相悖. 因此, 发展符合绿色 化学理念的 2,3-二氢-4-吡啶酮的水相合成是非常必要 的. 文献研读可知, 虽然已经发展多种关于含氮杂环化 合物的绿色合成方法 [36][37][38] , 但迄今为止还没有关于 2,3-二氢-4-吡啶酮的水相合成研究的报道.近些年来, 在研究二硫缩烯酮的合成与应用研究 中 [39][40][41] , 我们研究组也一直进行它们的水相反应研究, 已经取得一定成果, 成功地实现了无气味的 α-羰基二硫 缩烯酮作代硫醇试剂与醛或酮的水相硫缩醛/酮化反 应 [42] 、二硫缩烯酮与醇的水相 Friedel-Crafts 烷基化反 应 [43] 、二硫缩烯酮 [44] 和 β-吲哚基-β-乙硫基-α,β-不饱和