一种4-氮杂芳基烷醇化合物及其合成方法技术

本发明专利技术公开了一种4‑氮杂芳基烷醇化合物及其合成方法。包括在提供热能和/或光能和/或微波的条件下，无氧气氛的有机溶剂中，以及高价碘芳基化合物Ar‑IIII的存在下，式I所示氮杂芳基化合物和式II所示的醇反应，得到式III所示的4‑氮杂芳基烷醇化合物，本发明专利技术提供的4‑杂芳基烷醇化合物的合成方法，可直接以烷醇为底物，区域选择性活化4位C(sp3)‑H并官能团化，具有反应简洁、条件温和、无金属、原子经济性高等优点；合成得到的4位杂芳基取代的醇化合物可以被广泛应用于全合成设计的合成砌块，以及新的药物衍生物中。

4- aza aryl alkyl alcohol compound and synthesis method thereof

The invention discloses a 4 - aza aza aryl alcohol compound and a synthetic method thereof. Including the reactions of the aza-aryl compounds shown in Formula I with the alcohols shown in Formula II in the presence of the high valent aryl iodide compound Ar_II in organic solvents in an oxygen-free atmosphere, under the conditions of providing heat and/or light and/or microwave energy, to obtain the 4_aza-aryl alkanes shown in Formula III, and the 4_a-aryl alkanes provided in the present invention. Alcohol compounds can be synthesized by regioselective activation of 4-position C(sp3)H with alkanols as substrates, which has the advantages of simple reaction, mild conditions, no metal and high atom economy. And new drug derivatives.

【技术实现步骤摘要】
一种4-氮杂芳基烷醇化合物及其合成方法
本专利技术涉及一种4-氮杂芳基烷醇化合物的合成方法，属于化学合成

技术介绍
sp3碳氢键(C(sp3)-H)活化和官能团化反应是目前合成化学的研究前沿和热点，具有高效、原子经济性等优点，但是由于C(sp3)-H活性低和选择性困难，仍然面临巨大挑战。利用自由基诱导的氢原子转移反应(HAT)是活化C(sp3)-H并实现官能团化的有效手段，首先在加热、紫外照射的条件下，生成烷氧基自由基，然后通过分子内的氢迁移，断裂C(sp3)-H，继而进行取代反应，得到官能团化的醇类化合物，但是在苛刻的条件下直接使用烷醇作底物，容易发生β位C-C碎裂，而O-H均裂反应很难，不容易生成烷氧基自由基，因而应用很少，常用其它底物替代以生成烷氧基自由基，例如：亚硝酸酯、过氧化物、磺酸盐、烷氧基铅盐、烷氧基次卤酸盐等，但是这些化合物往往难以制备或者处理，原子经济性也不高；此外，由于烷醇中距离羟基较远的碳上的碳氢键键能远远高于临近位置，因而选择性的对较远碳上的碳氢键活化显得更加困难，例如，杂芳环上的烷基化反应往往通过C(sp3)-H活化后的烷基对杂芳环加成实现，直接烷基化的方法十分有限，比较典型的是Minisci反应，但是C(sp3)-H活化和烷基的生成主要决定于分子中碳氢键的键能BDEs，很少涉及区域选择性，且需使用硝酸银等含金属试剂。现有区域选择性的远程碳氢键活化方法主要通过烷氧基自由基诱导的氢原子转移反应实现，但必须使用过渡金属作为催化剂，且底物适用范围窄，远无法满足合成化学中对复杂醇衍生物多样性合成的需求。醇类化合物是有用的化学中间体，也是有机合成和精细化工领域的重要原料，杂芳基在天然产物和药物中具有普遍性和广泛的应用价值，不同位置杂芳基取代的烷醇普遍存在于天然产物、药物和活性分子中，因而开拓新的分子间的醇的杂芳基化反应具有重要意义，而且比分子内的更具有价值，，通过对游离烷醇的C(sp3)-H的活化和官能团化制备复杂多样的醇衍生物，实现杂芳基取代的烷醇化合物的高效构建具有潜在的应用价值和重要的方法学意义，却也充满挑战。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种远程、无金属的分子间区域选择性4-氮杂芳基烷醇化合物的合成方法，和提供一类新的4-氮杂芳基烷醇化合物。本专利技术的方法可直接以烷醇为底物，定向地实现对较远碳上的碳氢键C(sp3)-H活化和官能团化，并且制备得到一类4-氮杂芳基烷醇化合物，具有反应简洁、条件温和、无金属、原子经济性高等优点。术语定义如无特别限定，在本专利技术中，所述的“被下列一个或者多个取代基取代”中所述的多个取代基相同或不同。所述的不同碳原子数的“杂烷基”“杂环烷基”“杂芳基”“脂杂环”中含有的杂原子为一个或多个，优选地，为1～6个，更优选地，为1～3个，包括但不限于选自氧、氮或硫原子的一或几种，当所述杂原子为多个时，所述的多个杂原子相同或不同。所述取代的C1～C12烷基、C1～C12烷氧基、C3～C12环烷基或C2～C11杂环烷基，或者取代的C1～C8烷氧基、C1～C8烷氧基、C3～C8环烷基、C2～C7杂环烷基中的取代基为氧时，是指氧与相连的碳形成羰基。所述取代的C1～C12烷基、C1～C12烷氧基、C3～C12环烷基或C2～C11杂环烷基，或者取代的C1～C8烷氧基、C1～C8烷氧基、C3～C8环烷基、C2～C7杂环烷基中的取代基为亚胺基时，是指亚胺基与相连的碳形成亚胺。为了实现本专利技术的目的，本专利技术一方面提供了一种4-氮杂芳基烷醇化合物的合成方法，包括在提供热能和/或光能和/或微波的条件下，有机溶剂中，以及高价碘芳基化合物Ar-IIII的存在下，式I所示氮杂芳基化合物和式II所示的醇反应，得到式III所示的4-氮杂芳基烷醇化合物，其中，HetAr-H为取代或未取代的氮杂芳基化合物，所述氮杂芳基化合物中的氮原子数为一个或多个，且至少一个氮原子提供π共轭的P轨道成对电子，且提供所述π共轭的P轨道成对电子的氮原子在芳环中的邻位或对位的至少之一未被取代；X1选自X1a或碳，X2选自X2a或碳，所述X1a、X2a各自独立地为氧、硫或氮，当所述X1a或X2a为氮时，对应为氮的X1a或X2a上还包括取代基Rx，所述式II化合物选自式IIa、式IIb或式IIc所示的化合物，R1a、R1b、R2a、R2b、R3a、R3b、R4a、R4b、Rx各自独立地互为相同或不同的取代基，可选地，所述式I所示氮杂芳基化合物和式II所示的醇反应是指相对于提供所述π共轭的P轨道成对电子的氮原子，所述芳环中未被取代的邻位或对位的氢的至少之一被式II所示的醇取代。可选地，所述取代或未取代的氮杂芳基化合物中所述的氮杂芳基化合物为C3～C20氮杂芳基化合物，所述氮杂芳基化合物中的氮原子数为1～6个，且所述取代或未取代的氮杂芳基化合物中所述的取代是指被下列一个或者多个取代基取代：氟、氯、溴、碘、羟基、硝基、亚硝基、氰基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的C1～C12烷基、取代或未取代的C1～C12烷氧基、取代或未取代的C3～C12环烷基，取代或未取代的C2～C11杂环烷基，取代或未取代的C6～C14芳基，取代或未取代的C4～C13杂芳基，或者当取代基为多个时，所述取代基中任选地且不为氟、氯、溴、碘、硝基、亚硝基、氰基的两个取代基的部分与所述两个取代基分别相连的原子共同构成C5～C20环烷基，或者C4～C20杂环烷基。优选地，所述取代或未取代的氮杂芳基中所述的氮杂芳基为C4～C14氮杂芳基，所述氮杂芳基中的氮原子数为1～4个，更优选地，所述未取代的氮杂芳基为噻唑、恶唑、异恶唑、吡啶、嘧啶、吡嗪、哒嗪、喹啉、异喹啉、喹喔啉、联吡啶、吖啶、菲啶、菲啰啉、喹唑酮、苯并噻唑、苯并恶唑、苯并异恶唑。可选地，所述Rx选自氢、取代或未取代的C1～C12烷基、取代或未取代的C1～C12烷氧基、取代或未取代的C3～C12环烷基，取代或未取代的C2～C11杂环烷基，取代或未取代的C6～C14芳基，取代或未取代的C4～C13杂芳基，所述R1a、R1b、R2a、R2b、R3a、R3b、R4a、R4b各自独立地为氢、氟、氯、溴、碘、硝基、亚硝基、氰基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的C1～C12烷基、取代或未取代的C1～C12烷氧基、取代或未取代的C3～C12环烷基，取代或未取代的C2～C11杂环烷基，取代或未取代的C6～C14芳基，取代或未取代的C4～C13杂芳基，其中，所述R1a、R1b、R2a、R2b、R3a、R3b、R4a、R4b、Rx中任选地且不为氟、氯、溴、碘、硝基、亚硝基、氰基的两个取代基相连或不相连，可选地，当所述两个取代基相连时，所述两个取代基各自的部分或全部与所述两个取代基相连原子共同构成脂环或脂杂环，其中，当醇羟基或醇羟基4位的氢至少一个不在所述脂环或脂杂环的环上时，所述环为大于或等于五元的环；当所述醇羟基和所述醇羟基4位的氢均在所述环上时，所述环为大于或等于八元的环。可选地，当所述R1a或R1b与R2a、R2b、R3a、R3b、R4a、R4b或Rx中任一取代基相连成环时，所述式III所示的4-氮杂芳基烷醇化合物中HetAr与含所述醇羟基且与所述环相连的基团成反式，或者，当与所述R2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种4‑氮杂芳基烷醇化合物的合成方法，其特征在于，包括在提供热能和/或光能和/或微波的条件下，有机溶剂中，以及高价碘芳基化合物Ar‑IIII的存在下，式I所示氮杂芳基化合物和式II所示的醇反应，得到式III所示的4‑氮杂芳基烷醇化合物，

【技术特征摘要】
1.一种4-氮杂芳基烷醇化合物的合成方法，其特征在于，包括在提供热能和/或光能和/或微波的条件下，有机溶剂中，以及高价碘芳基化合物Ar-IIII的存在下，式I所示氮杂芳基化合物和式II所示的醇反应，得到式III所示的4-氮杂芳基烷醇化合物，其中，HetAr-H为取代或未取代的氮杂芳基化合物，所述氮杂芳基化合物中的氮原子数为一个或多个，且至少一个氮原子提供π共轭的P轨道成对电子，且提供所述π共轭的P轨道成对电子的氮原子在芳环中的邻位或对位的至少之一未被取代；X1选自X1a或碳，X2选自X2a或碳，所述X1a、X2a各自独立地为氧、硫或氮，当所述X1a或X2a为氮时，对应为氮的X1a或X2a上还包括取代基Rx，所述式II化合物选自式IIa、式IIb或式IIc所示的化合物，R1a、R1b、R2a、R2b、R3a、R3b、R4a、R4b、Rx各自独立地互为相同或不同的取代基，所述式I所示氮杂芳基化合物和式II所示的醇反应是指相对于提供所述π共轭的P轨道成对电子的氮原子，所述芳环中未被取代的邻位或对位的氢的至少之一被式II所示的醇取代。2.根据权利要求1所述的4-氮杂芳基烷醇化合物的合成方法，其特征在于，所述取代或未取代的氮杂芳基化合物中所述的氮杂芳基化合物为C3～C20氮杂芳基化合物，所述氮杂芳基化合物中的氮原子数为1～6个，且所述取代或未取代的氮杂芳基化合物中所述的取代是指被下列一个或者多个取代基取代：氟、氯、溴、碘、羟基、硝基、亚硝基、氰基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的C1～C12烷基、取代或未取代的C1～C12烷氧基、取代或未取代的C3～C12环烷基，取代或未取代的C2～C11杂环烷基，取代或未取代的C6～C14芳基，取代或未取代的C4～C13杂芳基，或者当取代基为多个时，所述取代基中任选地且不为氟、氯、溴、碘、硝基、亚硝基、氰基的两个取代基的部分与所述两个取代基分别相连的原子共同构成C5～C20环烷基，或者C4～C20杂环烷基，所述Rx选自氢、取代或未取代的C1～C12烷基、取代或未取代的C1～C12烷氧基、取代或未取代的C3～C12环烷基，取代或未取代的C2～C11杂环烷基，取代或未取代的C6～C14芳基，取代或未取代的C4～C13杂芳基，所述R1a、R1b、R2a、R2b、R3a、R3b、R4a、R4b各自独立地为氢、氟、氯、溴、碘、硝基、亚硝基、氰基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的C1～C12烷基、取代或未取代的C1～C12烷氧基、取代或未取代的C3～C12环烷基，取代或未取代的C2～C11杂环烷基，取代或未取代的C6～C14芳基，取代或未取代的C4～C13杂芳基，其中，所述R1a、R1b、R2a、R2b、R3a、R3b、R4a、R4b、Rx中任选地且不为氟、氯、溴、碘、硝基、亚硝基、氰基的两个取代基相连或不相连，当所述两个取代基相连时，所述两个取代基各自的部分或全部与所述两个取代基相连原子共同构成脂环或脂杂环，其中，当醇羟基或醇羟基4位的氢至少一个不在所述脂环或脂杂环的环上时，所述环为大于或等于五元的环；当所述醇羟基和所述醇羟基4位的氢均在所述环上时，所述环为大于或等于八元的环。3.根据权利要求2所述的4-氮杂芳基烷醇化合物的合成方法，其特征在于，所述式I化合物中，所述取代或未取代的氨基为：Ra、Rb、Rc分别独立地为氢、取代或未取代的C1～C8烷基、取代或未取代的C3～C8环烷基，取代或未取代的C2～C7杂环烷基，取代或未取代的C6～C10芳基，取代或未取代的C4～C9杂芳基，或者当Ra、Rb均不为氢时，取代基Ra、Rb的部分与Ra、Rb均相连的氮原子共同构成C2～C7杂环烷基，所述取代或未取代的C1～C12烷基、取代或未取代的C1～C12烷氧基中所述的取代是指含不饱和碳碳键或者被下列一个或者多个取代基取代：氟、氯、溴、碘、羟基、氧、氨基、伯胺基、仲胺基、亚胺基、硝基、亚硝基、氰基、取代或未取代的C1～C8烷氧基、取代或未取代的C3～C8环烷基，取代或未取代的C2～C7杂环烷基，取代或未取代的C6～C10芳基，取代或未取代的C4～C9杂芳基，所述取代或未取代的C3～C12环烷基、取代或未取代的C2～C11杂环烷基中所述的取代是指含不饱和碳碳键或者被下列一个或者多个取代基取代：氟、氯、溴、碘、羟基、氧、氨基、伯胺基、仲胺基、亚胺基、硝基、亚硝基、氰基、取代或未取代的C1～C8烷基、取代或未取代的C1～C8烷氧基、取代或未取代的C3～C8环烷基，取代或未取代的C2～C7杂环烷基，取代或未取代的C6～C10芳基，取代或未取代的C4～C9杂芳基，所述取代或未取代的C6～C14芳基、取代或未取代的C4～C13杂芳基中所述的取代是指被下列一个或者多个取代基取代：氟、氯、溴、碘、羟基、氨基、伯胺基、仲胺基、硝基、亚硝基、氰基、取代或未取代的C1～C8烷基、取代或未取代的C1～C8烷氧基、取代或未取代的C3～C8环烷基，取代或未取代的C2～C7杂环烷基，取代或未取代的C6～C10芳基，取代或未取代的C4～C9杂芳基；所述式II化合物中，所述取代或未取代的氨基为：Ra’、Rb’、Rc’分别独立地为氢、取代或未取代的C1～C8烷基、取代或未取代的C3～C8环烷基，取代或未取代的C2～C7杂环烷基，取代或未取代的C6～C10芳基，取代或未取代的C4～C9杂芳基，或者当Ra’、Rb’均不为氢时，取代基Ra’、Rb’的部分与Ra’、Rb’均相连的氮原子共同构成C2～C7杂环烷基，所述取代或未取代的C1～C12烷基、取代或未取代的C1～C12烷氧基中所述的取代是指含不饱和碳碳键或者被下列一个或者多个取代基取代：氟、氯、溴、碘、氧、氨基、伯胺基、仲胺基、亚胺基、硝基、亚硝基、氰基、取代或未取代的C1～C8烷氧基、取代或未取代的C3～C8...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱晨，吴新鑫，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32