路易斯碱催化合成新的1,3-磺酰基转移的多取代4-磺酰基-1H-吡唑外文翻译资料

 2022-07-18 20:21:02

Lewis Base Catalyzed Synthesis of Multisubstituted 4‑Sulfonyl‑1H‑Pyrazole Involving a Novel 1,3-Sulfonyl Shift

ORGANIC LETTERS

2013

Vol. 15, No. 16

4146–4149

Yu Zhu, Wen-Ting Lu, Hong-Chao Sun, and Zhuang-Ping Zhan*

Department of Chemistry, College of Chemistry and Chemical Engineering, Xiamen University, Xiamen 361005, Fujian, P. R. China

zpzhan@xmu.edu.cn

Received June 28, 2013

ABSTRACT

A facile synthesis of highly substituted 4-sulfonyl-1H-pyrazoles from N-propargylic sulfonylhydrazone derivatives has been developed. Allenic sulfonamide formation and 1,3-sulfonyl shift were established to be the critical steps of this transformation.

Pyrazoles and their derivatives have been recognized as important frameworks in pharmaceutical and agrochem- ical science,1 and certain pyrazole derivatives including Celebrex (selective COX-2 inhibition) and Zoniporide (selective human NHE-1 inhibition) have been developed into clinical drugs. Owing to the attractive medicinal properties of pyrazoles, new approaches for the efficient

  1. (a) Penning, T. D.; Talley, J. J.; Bertenshaw, S. R.; Carter, J. S.; Collins, P. W.; Docter, S.; Graneto, M. J.; Lee, L. F.; Malecha, J. W.; Miyashiro, J. M. J. Med. Chem. 1997, 40, 1347. (b) Guzman-Perez, A.; Wester, R. T.; Allen, M. C.; Brown, J. A.; Buchholz, A. R.; Cook, E. R.; Day, W. W.; Hamanaka, E. S.; Kennedy, S. P.; Knight, D. R. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2001, 11, 803. (c) Chimenti, F.; Fioravanti, R.; Bolasco, A.; Manna, F.; Chimenti, P.; Secci, D.; Befani, O.; Turini, P.;

Ortuso, F.; Alcaro, S. J. Med. Chem. 2007, 50, 425. (d) Okuno, S.; Saito, A.; Hayashi, T.; Chan, P. H. J. Neurosci. 2004, 24, 7879. (e) Wasylyk, C.; Zheng, H.; Castell, C.; Debussche, L.; Multon, M.-C.; Wasylyk, B. Cancer Res. 2008, 68, 1275. (f) Wu, C.-H.; Hung, M.-S.; Song, J.-S.; Yeh,

T.-K.; Chou, M.-C.; Chu, C.-M.; Jan, J.-J.; Hsieh, M.-T.; Tseng, S.-L.;

Chang, C.-P. J. Med. Chem. 2009, 52, 4496. (g) Ivachtchenko, A. V.; Golovina, E. S.; Kadieva, M. G.; Kysil, V. M.; Mitkin, O. D.; Tkachenko,

S. E.; Okun, I. M. J. Med. Chem. 2011, 54, 8161. (h) Ivachtchenko, A. V.; Dmitriev, D. E.; Golovina, E. S.; Kadieva, M. G.; Koryakova, A. G.; Kysil, V. M.; Mitkin, O. D.; Okun, I. M.; Tkachenko, S. E.; Vorobiev,

A. A. J. Med. Chem. 2010, 53, 5186. (i) Ivachtchenko, A. V.; Golovina,

E. S.; Kadieva, M. G.; Kysil, V. M.; Mitkin, O. D.; Vorobiev, A. A.; Okun, I. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2012, 22, 4273.

  1. For reviews on the synthesis of pyrazole, see: (a) Fustero, S.; Sa`inchez-Rosello`i, M.; Barrio, P.; Simo`in-Fuentes, A. Chem. Rev. 2011, 111, 6984. (b) Janin, Y. L. Chem. Rev. 2012, 112, 3924. (c) Dadiboyena, S.; Nefzi, A. Eur. J. Med. Chem. 2011, 46, 5258. (d) Svete, J. ARKIVOC 2006, 7, 35. (e) Anwar, H.; Elnagdi, M. ARKIVOC 2009, 1, 198. (f) Makino, K.; Kim, H. S.; Kurasawa, Y. J. Heterocycl. Chem. 1998, 35,

489. (g) Makino, K.; Kim, H. S.; Kurasawa, Y. J. Heterocycl. Chem.

1999, 36, 321.

assembly of different pyrazoles have attracted great inter- est. Efficient strategies have been developed with the aim of the preparation of diverse substitution pyrazoles.2 Con- ventional approaches for the synthesis of compounds containing pyrazole skeletons involve either the modifica- tion of the pre-existing pyrazole precursors through the introduction of new groups3 or synthesis of a new pyrazole ring from creation of C N and C C bonds.4

Previous studies from our group have reported a concise approach to prepared N-propargylic N-sulfonylhydra- zones through FeCl3-catalyzed nucleophilic substitution

— —

  1. For recent examples, see: (a) Ye, M.; Edmunds, A. J.; Morris, J. A.; Sale, D.; Zhang, Y.; Yu, J.-Q. Chem. Sci. 2013, 4, 2374. (b) Goikhman, R.; Jacques, T. L.; Sames, D. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3042. (c) Grosse, S.; Pillard, C.; Massip, S.; Lacute;eger, J. M.; Jarry, C.; Bourg, S.; Bernard, P.; Guillaumet, G. Chem.;Eur. J. 2012, 18, 14943.

(d) Yan, T.; Chen, L.; Bruneau, C.; Dixneuf, P. H.; Doucet, H. J. Org.

Chem. 2012, 77, 7659. (e) Pan, X.; Luo, Y.; Wu, J. J. Org. Chem. 2013, 78,

5756. (f) Ma, W.; Graczyk, K.; Ackermann, L. Org. Lett. 2012, 14, 6318.

(g) Mateos, C.; Mendiola, J.; Carpintero, M.; Mıacute; nguez, J. M. Org. Lett. 2010, 12, 4924. (h) Enders, D.; Grossmann, A.; Gieraths, B.; Dueuro;zdemir, M.; Merkens, C. Org. Lett. 2012, 14, 4254.

  1. For recent examples, see: (a) Neumann, J. J.; Suri, M.; Glorius, F. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 7790. (b) Kinjo, R.; Donnadieu, B.; Bertrand, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 5560. (c) Hao, L.; Hong, J. J.; Zhu, J.; Zhan, Z. P. Chem.;Eur. J. 2013, 19, 5715. (d) Wang, L.; Yu, X.; Feng, X.; Bao, M. J. Org. Chem. 2013, 78, 1693. (e) Attanasi,

O. A.; Favi, G.; Geronikaki, A.; Mantellini, F.; Moscatelli, G.; Paparisva,

A. Org. Lett. 2013, 15, 2624. (f) Wang, H.; Zhao, Y. L.; Li, L.; Zhang, Z. W.; Liu, Q. Adv. Synth. Catal. 2013, 355, 1540. (g) Wang, L.; Huang, J.; Gong, X.; Wang, J. Chem.;Eur. J. 2013, 19, 7555. (h) Li, X.; He, L.; Chen, H.; Wu, W.; Jiang, H. J. Org. Chem. 201

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路易斯碱催化合成新的1,3-磺酰基转移的多取代4-磺酰基-1H-吡唑

余珠吕文庭孙红超庄平平*

摘要

已经开发了从N-炔丙基磺酰腙衍生物合成高度取代的4-磺酰基-1H-吡唑。 建立了Allenic磺酰胺形成和1,3-磺酰基转移是该转化的关键步骤。

吡唑及其衍生物已被公认为医药和农业化学科学中的重要框架1，包括Celebrex（选择性COX-2抑制）和Zoniporide（选择性人NHE-1抑制）的某些吡唑衍生物已被开发为临床药物。 由于吡唑的吸引人的药用性质，有效的新方法

不同吡唑的装配引起了极大的兴趣。 2合成含吡唑骨架化合物的常规方法涉及通过引入新基团3修饰现有吡唑前体或通过引入新基团从CN和CC键的合成合成新的吡唑环4

我们团队的先前研究已报道了通过FeCl3催化的亲核取代制备N-炔丙基N-磺酰水合区的简明方法

- -

6N-炔丙基取代产物进行铜（I）催化的[3,3] - 重排，得到（1E，3E）-2-磺酰基-1,3-二烯（方案1）。6a作为对N-炔丙基磺酰腙正在进行的研究的一部分，我们在此报道了路易斯碱催化合成4-磺酰基-1H-吡唑的中等到高收率。 Allenic磺酰胺的形成和1,3-磺酰基转移的建立是该转化的关键步骤。

延长（表1，条目13）。 没有催化剂导致1a完全恢复（表1，条目14）。 因此，确定了形成3a的最合适的反应条件（表1，条目7）。

表1.筛选反应条件a

T N

方案1. N-炔丙基磺酰腙的反应

催化剂

时间

产量b（％）

条目

（5摩尔％）

溶剂

(h)

3a（2a）

1

DMAP

DME

4

40

2

DMAP

THF

4

52

3

DMAP

的PhMe

6

47

4

DMAP

CH3CN

3

50

5

DMAP

二恶烷

1

15

6

DMAP

VT：V数控= 3：1

3

76

7

DMAP

VT：VN= 5：1

3

78

8

DMAP

VT：VN= 100：1

4

56

9

PPH3

VT：VN= 5：1

4

60

10 DABCO

VT：VN= 5：1

4

10

最近，碱基促进的吡咯构建5a 11

DBU

V :V = 5:1

4

跟踪

恶唑5b和咪唑5c来自丙炔酰胺或 12

CS2CO3

VT：VN= 5：1

4

跟踪

涉及磺酰基的炔丙胺转移有 13

DMAP

VT：VN= 5：1

0.5

0 (81)d

已开发。 与那些转变不同， 14

VT：VN= 5：1

4

NRe

其中磺酰基引入杂环的环外烷基5，在此我们报道了磺酰基迁移到1H-吡唑的4-位。 最近的研究表明，含有磺酰基取代基的吡唑衍生物具有多种生物活性1g-i在我们的初步研究中，我们决定使用1a研究可以提高3a产率的反应条件

作为反应物（表1）。 我们将1,2-二氯-1,3,5-三嗪

在80℃下具有5摩尔％DMAP的乙烷。 观察到所需产物3a的收率为40％（表1，第1项）。 该反应也发生在溶剂如THF（52％），PhMe（47％），CH3CN（50％）和二恶烷

（15％）（表1，条目2,3,4和5）。 随后，在THF和NEt3的混合溶剂（表1，条目6-8）中研究了吡唑的合成。 THF和NEt3的最佳混合物体积比为5:1，以78％的收率得到产物3a（表1，项目7）。 当路易斯碱PPh3或DABCO用于相同的混合 -

溶剂时，反应分别以60％和10％产率得到3a（表1，条目9和10）。 其他碱基如DBU和Cs2CO3也进行了筛选，但未能促进这种转化（表1，条目11和12）。 但是，发生反应以2a在室温下以81％产率得到2a 0.5小时，并且在反应时间为

a反应条件：1a（0.5mmol），溶剂（5mL），80℃。 b分离产量。 cTHF和NEt的混合物体积比3。 d反应在室温下进行。 enr =无反应。

为了拓宽该反应的范围，我们在优化的条件下进行了N-炔丙基N-磺酰腙衍生物1的反应（总结于

表2）。 衬底1a（R1= 4-MeC6H4）和1b

（R1= Ph）给出了期望的结果，分别以78％和64％产率提供3a和3b（表2，条目1和2）。 给电子性N-磺酰腙1c（R1= 4-MeOC6H4）也成功地用于反应中，以61％的收率得到产物3c（表2，条目3）。 电子缺陷型N-磺酰基腙1d（R1= 4-BrC6H4）顺利地反应，得到产物3d，收率83％（表2，项目4）。 结果表明反应物1e（R1= Me）未能形成4-甲基磺酰基-1H-吡唑（3e）（表2，第5项）。 令人满意的是，带有末端炔基（R4= H）的反应物（1f k）在短反应时间内以良好的分离收率成功得到所需产物（3f k）（表2，条目611）。 反应物11（R4= TMS）在这些碱环化条件下进行protodesilylation，获得相同产物3f，收率47％（表2，条目12）。 在正常条件下（表2，条目13和14）未发生1m（R3= H）和1n（R3= C2H5）的反应。

-

-

-

不幸的是，结果表明内部炔烃

1o（R4= nC H）未能形成相应的

吡唑。 其他内部炔1p和1q（R4= t-C4H9和1-环己烯醛）提供了作为主要产物的亚胺酰胺2p和2q（表2，条目16和17）。

表2.DMAP催化形成4-磺酰基-1H-吡唑a

在1r和1t-w上电子中性，缺电子和富电子芳香族基团（R2和R3）都是耐受的，所需产物（3r和3t-w） （50-91％，表2，条目18和20-23）。 含有弱酸性羟基的1s（R2= 2-OHC6H4）的反应未能提供3s（表2，第19项）。 带有稠环或噻吩的底物1x和1y也适用于转化（表2，条目24和25）。 值得注意的是，从1z开始，我们最终可以获得含有两个吡唑环的对称低聚物3z（表2，条目26）。 然而，当1a上的磺酰基被乙酰基取代时，反应得到提供

仅含有亚乙基N-乙酰腙，并且未发生随后的环化。 这证明了磺酰基的迁移在环化中起着关键作用。 通过X射线衍射分析明确证明3w的结构（参见支持信息）7

试图探测机制（方案2，方程1）。 在我们先前的研究中，在室温下获得了丙二磺酰胺2a（表1，条目13）。 因此，我们假设2a是导致的中间环节

3A。 事实上，在标准条件下（方案2，方程1，条件c），2a完全转化为吡唑3a（97％收率）。 没有路易斯碱在室温下没有发生反应，表明该alle-

酰胺形成和环化反应均由单一催化剂DMAP催化（方案2，方程1，条件A）。

方案2：将丙二烯转化为吡唑并进行1f和1i的交叉试验a

anr =无反应。

在上述实验和相关报道的基础上，8,9提出了以下机制（方案3）。 在碱的存在下，将1的炔丙基酰胺部分转化为烯丙基磺酰胺中间体2.两个合理的途径解释了1,3-磺酰基

显示了移位和7的形成。 在路径I中，路易斯碱促进磺酰基解离，然后发生分子间加成以提供中间体7.在路径II中，路易斯碱B（例如DMAP）对丙二烯的末端sp2碳原子的亲核加成将电子密度推入磺酰胺部分以提供过渡态4，则NS键断裂，其允许1,3-磺酰基移位并产生过渡态6，然后

-

电子转移产生7.R，beta;-不饱和亚胺7

经历分子内迈克尔加成提供两性离子物质8.最后，8重排以通过1,3-H位移和电子转移热解3。

为了确定磺酰基是否转移

发生在分子内

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