苯并芳香氮杂环类化合物的还原方法技术

本发明专利技术公开了一种苯并芳香氮杂环的还原方法。该方法以苯并芳香氮杂环为原料，以双硼酸为氢源，以路易斯酸为催化剂，以乙腈为溶剂，在适当的温度和时间下即可得苯并氮杂环类化合物。本发明专利技术所提供的苯并芳香氮杂环的还原方法，条件温和、成本低、产率高，后处理简单，适合工业化生产，工艺路线如下：

【技术实现步骤摘要】
苯并芳香氮杂环类化合物的还原方法
本专利技术属于有机合成
，具体涉及一种苯并芳香氮杂环类化合物的还原方法。
技术介绍
苯并氮杂环类化合物具有多种药理活性，在抗癌、抗真菌和镇痛等方面显示出良好的活性。此外，也可以用于预防和治疗动脉硬化、高脂血症以及血脂障碍。同时，苯并氮杂环类化合物也被应用于治疗肾衰竭、冠心病、库欣综合征。另外，苯并氮杂环类化合物还是具有良好供电子能力的发色团，其作为供电子体的分散染料具有色光鲜艳、深色效应和消光系数的优点。由于这类化合物的特殊用途，近年来，人们发展了大量的合成方法，包括氢化反应、Diels-Alder反应、多步反应、多组分反应、多米诺反应。上述合成方法中，氢化反应使用氢气作为反应的氢源，操作不便且存在危险性，底的适用范围具有局限性；Diels-Alder反应要求底物的结构中存在共轭的双键体系，底物适应性并不广泛；多步反应的反应路线长、时间久，操作复杂，总的产率；多组分反应和多米诺反应中所用到的原料结构特殊复杂、制备比较困难，不适合工业化生产，因此对四氢喹啉类化合物的合成方法研究意义重大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种苯并氮杂环类化合物，其结构式为：其中，X1、X2、X3、X4为氢、卤素、C1-C6烷基、C1-C6烷基氧基中的任意一种；R1、R2、R3为C1-C10烷基、C6-C12芳基、C3-C8环烷基、C6-C12芳基卤基、C6-C20烷基芳基、C6-C15烷基氧基芳基、C6-C12杂芳基、C6-C12芳基烷基中的任意一种；该苯并氮杂环类化合物的定义中，所用术语不论单独使用，还是用在复合词中代表如下取代基：卤素:指氟、氯、溴、碘；烷基:指直链或支链烷基；环烷基:指饱和或不饱和的环烷基；C6-C12芳基指苯基和由它派生出的一环芳基或多环芳基；C6-C12杂芳基指一环杂芳基或多环杂芳基，环中含有一到五个下列中相同或不同的杂原子：N、O、S或P。进一步优选为X1、X2、X3、X4为氢、卤素、C1-C6烷基、C1-C2烷基氧基中的一种；R1、R2、R3为氢、C1-C3烷基、C6-C12芳基、C6-C12芳基甲基、C6-C12芳基卤基、C3-C6环烷基、C6-C12环烷基苯基中的一种；本专利技术的目的在于提供一种反应条件温和、成本低、产率高的合成苯并氮杂环类化合物的方法。具体是以苯并芳香氮杂环类化合物为原料，金属盐为催化剂，四羟基二硼为氢源，于有机溶剂中，40-120℃反应4-30小时后制得苯并氮杂环类化合物，具体通式如下：所述的铜盐为醋酸铜、碘化亚铜、三氟甲磺酸铜、溴化铜、氯化铜、氯化亚铜、氟化铜、三氟甲磺酸亚铜甲苯络合物、钯/碳、醋酸钯、三氟乙酸钯、二(乙酰丙酮)钯、双(三苯基膦)二氯化钯、四(三苯基膦)钯、醋酸亚铁、三氟甲磺酸铁、三乙酰丙酮铁、高氯酸亚铁水合物、四氟硼酸铁六水合物、硫化亚铁、三氟甲磺酸亚铁、氯化亚铁、九羰基二铁、十二羰基铁、溴化铁、氯化铁、六水合三氯化铁、三氯化铁中的任意一种；所述的溶剂为乙腈、甲苯、乙酸乙酯、四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、异丙醇、水、聚乙二醇-200、乳酸乙酯中的任意一种；本专利技术的四氢喹啉类化合物的合成方法中，进一步优选为：以喹啉类化合物为原料，金属盐为催化剂，四羟基二硼为氢源，于有机溶剂中，40℃反应12小时后制得四氢喹啉，具体通式如下：所述的铜盐为醋酸铜、碘化亚铜、三氟甲磺酸铜、溴化铜、氯化铜、氟化亚铜、钯/碳、醋酸钯、醋酸亚铁中的任意一种；所述的溶剂为乙腈、甲苯、乙酸乙酯、四氢呋喃、二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、异丙醇、水、聚乙二醇-200、乳酸乙酯中的任意一种；上述步骤的苯并氮芳香杂环类化合物中X1、X2、X3、X4为氢、卤素、C1-C6烷基、C1-C2烷基氧基中的一种；R1、R2、R3为氢、C1-C3烷基、C6-C12芳基、C6-C12芳基甲基、C6-C12芳基卤基、C3-C6环烷基、C6-C12环烷基苯基中的一种；该喹啉类化合物的定义中，所用术语不论单独使用，还是用在复合词中代表如下取代基：卤素:指氟、氯、溴、碘；烷基:指直链或支链烷基；环烷基:指饱和或不饱和的环烷基；C6-C12芳基指苯基和由它派生出的一环芳基或多环芳基；C6-C12杂芳基指一环杂芳基或多环杂芳基，环中含有一到五个下列中相同或不同的杂原子：N、O、S、P。所述环烷基、芳基、杂芳基中氢原子未被取代或部分被取代，部分被取代时，被取代的取代基为卤素、C1-C6烷基、C1-C6烷基氧基中的任意一种本专利技术为苯并氮杂环类化合物的合成提供了新方法。本专利技术中利用铜盐作为催化剂，四羟基二硼作为氢源，反应过程中铜盐可与四羟基二硼发生氧化加成反应，然后和苯并芳香氮杂环上的氮原子络合，活化芳香杂环，使四羟基二硼上的氢原子转移到环上，得到目标产物。具体实施方式以下实施例旨在说明本专利技术而不是对本专利技术的进一步限定。实施例12-甲基四氢喹啉的合成2-甲基喹啉(0.3mmol，43mg)、四羟基二硼(0.9mmol,81mg)、Pd(OAc)2(0.015mmol，3.5mg)加入1mL乙腈中，40℃下反应12小时，薄层色谱法纯化得到2-甲基四氢喹啉12mg，产率为27％，纯度为98％，1HNMR(400MHz,CDCl3):δ＝1.28(d,3H,CH3),1.68(m,1H),2.01(m,1H),2.77-2.95(m,2H),3.47(m,1H),3.67(br,1H),6.54(d,1H),6.70(t,1H),7.05(t,2H)ppm；13CNMR(100MHz,CDCl3):δ＝22.75,26.74,47.26,114.15,117.08,121.20,126.82,129.40,144.91ppm。实施例22-甲基四氢喹啉的合成2-甲基喹啉(0.3mmol，43mg)、四羟基二硼(0.9mmol,81mg)、Cu(OAc)2(0.015mmol，2.5mg)加入1mL乙腈中，40℃下反应12小时，薄层色谱法纯化得到2-甲基四氢喹啉42.8mg，产率为97％，纯度为98％。实施例32-甲基四氢喹啉的合成2-甲基喹啉(0.3mmol，43mg)、四羟基二硼(0.9mmol,81mg)、CuI(0.015mmol，5mg)加入1mL乙腈中，40℃下反应12小时，薄层色谱法纯化得到2-甲基四氢喹啉29.6mg，产率为67％，纯度为98％。实施例42-甲基四氢喹啉的合成2-甲基喹啉(0.3mmol，43mg)、四羟基二硼(0.9mmol,81mg)、Cu(OTf)2(0.015mmol，6mg)加入1mL乙腈中，40℃下反应12小时，薄层色谱法纯化得到2-甲基四氢喹啉31.4mg，产率为71％，纯度为98％。实施例52-甲基四氢喹啉的合成2-甲基喹啉(0.3mmol，43mg)、四羟基二硼(0.9mmol,81mg)、CuBr2(0.015mmol，4mg)加入1mL乙腈中，40℃下反应12小时，薄层色谱法纯化得到2-甲基四氢喹啉3.5mg，产率为8％，纯度为98％。实施例62-甲基四氢喹啉的合成2-甲基喹啉(0.3mmol，43mg)、四羟基二硼(0.9mmol,81mg)、CuCl2(0.015mmol，3mg)加入1mL乙腈中，40℃下反应12小时，薄层色本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种苯并芳香氮杂环类化合物，其特征在于，该化合物的结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种苯并芳香氮杂环类化合物，其特征在于，该化合物的结构式为：X1、X2、X3、X4为氢、卤素、C1-C6烷基、C1-C6烷基氧基中的任意一种；R1、R2、R3为C1-C10烷基、C6-C12芳基、C3-C8环烷基、C6-C12芳基卤基、C6-C20烷基芳基、C6-C15烷基氧基芳基、C6-C12杂芳基、C6-C12芳基烷基中的任意一种；Y、Z为C、N、O中的任意一种；该苯并芳香氮杂环类化合物的定义中，所用术语不论单独使用，还是用在复合词中代表如下取代基：卤素:指氟、氯、溴、碘；烷基:指直链或支链烷基；环烷基:指饱和或不饱和的环烷基；芳基指苯基和由它派生出的一环芳基或多环芳基；C6-C12杂芳基指一环杂芳基或多环杂芳基，环中含有一到五个下列中相同或不同的杂原子：N、O、S、P。2.一种苯并芳香氮杂环类化合物的合成方法，其特征在于，以喹啉类衍生物和喹喔啉类衍生物为原料，金属盐为催化剂，四羟基二硼为氢源，在有机溶剂中，40-100℃下反应8-24小时制得四氢喹啉衍生物和四氢喹喔啉类衍生物，即目标化合物，具体通式如下：所述的金属盐为醋酸铜、碘化亚铜、三氟甲磺酸铜、溴化铜、氯化铜、氯化亚铜、氟化铜、三氟甲磺酸亚铜甲苯络合物、钯/碳、醋酸钯、三氟乙酸钯、二(乙酰丙酮)钯、双(三苯基膦)二氯化钯、四(三苯基膦)钯、醋酸亚铁、三氟甲磺酸铁、三乙酰丙酮铁、高氯酸亚铁水合物、四氟硼酸铁六水合物、硫化亚铁、三氟甲磺酸亚铁、氯化亚铁、九羰基二铁、十二羰基铁、溴化铁、氯化铁、六水合三氯化铁、三氯化铁中的任意一种；所述的有机溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：周海峰，皮单违，刘祈星，何人可，崔鹏，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42