一种高效高原子经济性合成咪唑啉衍生物的方法技术

本发明专利技术属于化工技术领域，具体为一种高效高原子经济性合成咪唑啉衍生物的方法。本发明专利技术是在稀土催化体系下，将C‑芳基‑N‑烯丙基脒通过分子内环化反应生成咪唑啉。本发明专利技术方法所使用的原料来源广泛或易于制备，操作简便、并能在温和条件下高收率地合成咪唑啉衍生物，反应的选择性高。

【技术实现步骤摘要】
一种高效高原子经济性合成咪唑啉衍生物的方法
本专利技术属于化工
，具体涉及一种合成咪唑啉衍生物的方法。
技术介绍
取代咪唑啉环是众多天然产物和药物分子的重要结构单元。这类化合物既是重要的有机合成中间体，也是制备咪唑啉盐等功能材料的关键前体。此外，它们还是重要的有机杂环配体和有机小分子催化剂。因此，发展新的高效高选择性合成取代咪唑啉方法是有机合成中永恒重要的课题。现有制备技术中，采用以烯丙基脒作为原料，通过氧化环脒化反应方法制备咪唑啉衍生物。文献（J.Am.Chem.Soc.,2011,133,13942-13945和Org.Lett.,2012,14,5342-5345）报道了以烯丙基脒作为原料，在铜催化体系下，与PhI(OAc)2反应，制备得到取代咪唑啉的方法。文献（Angew.Chem.Int.Ed.2011,50,5678-5681）文献报道了，同样在铜催化体系下，烯丙基脒与氧气进行烯烃脒基/氧化/环化反应，制备得到对应的目标产物。文献（J.Am.Chem.Soc.,2012,134,3679-3682）报道了Aerobic[3+2]-Annulation反应方法，在CuI催化体系下（1atm的氧气）发生氧化环化反应，制备得到咪唑啉衍生物。上述合成咪唑啉衍生物的方法条件较苛刻，需要使用氧化剂以及大量的无机碱，反应温度高，易引发副反应，原子经济性和底物兼容性差，不节能、环保，后处理较为繁琐。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种原料简便易得，反应条件温和，能高收率地合成取代咪唑啉衍生物的方法。其特点为反应选择性高和100%原子经济性；同一底物出发，能制备得到不同于其它方法的产物。本专利技术提供的合成咪唑啉衍生物的方法，包括如下步骤：在氮气保护下，在稀土催化体系下，以式（Ⅰ）所示化合物为原料，通过分子内N-H键与烯烃的加成反应，制备得到咪唑啉衍生物，其结构式为（Ⅱ）所示；其反应式为：上述式中，R1是芳基、或杂芳基；R2是C1-8烷基、芳基、或杂芳基；R3是C1-4烷基；R4是C1-4烷基或芳基；其中，所述的芳基是未取代的或具有1-3个选自下组的取代基：C1-4烷基、C1-4烷氧基或者卤素；所述的稀土催化剂为Y[N(SiMe3)2]3，或Sm[N(SiMe3)2]3。制备式（Ⅱ）所示化合物，以摩尔比计算：式（I）化合物/稀土催化剂为1/0.01-0.15。制备式（Ⅱ）所示化合物，反应温度为0-60℃。制备式（Ⅱ）所示化合物，反应时间0.5-24h。本专利技术人通过长期深入细致研究，发现了一种全新的不饱和脒的反应模式，能将脒一步转化生成多取代咪唑啉衍生物。与现有的工艺路线相比较，本专利技术具有以下优点：1）原料（式（Ⅰ）化合物）简便易得；2）反应条件温和，反应选择性强，产物收率高，100%原子经济性，制备过程和产物分离提纯简便，灵活性强，适用于制备各种取代咪唑啉衍生物；3）反应条件简便，无需额外的添加剂；4）建立了脒基取代烯烃的新反应模式。采用本专利技术方法制备得到的咪唑啉衍生物品质高，收率高；能够制备得到与现有方法不同的产物。实现了温和条件下通过一步分子内N-H键与烯烃的加成反应合成咪唑啉衍生物。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术作进一步说明，但实施例并不限制本专利技术的保护范围。实施例11,4-二甲基-2-苯基咪唑啉的制备，结构式如下：氮气保护下，加入原料N-烯丙基-N-甲基苯脒（0.5mmol）和催化剂Y[N(SiMe3)2]3(10mol%)，N-甲基烯丙基胺（1mL），25℃反应12h，产物分离收率96%。1HNMR(400MHz,CDCl3):δ7.54-7.53(m,2H),7.38-7.37(m,3H),4.18-4.09(m,1H),3.57(t,J=8.0,1H),2.98(t,J=8.0Hz,1H),2.76(s,3H),1.32(d,J=6.6Hz,3H).。实施例21,4-二甲基-2-对甲基苯基咪唑啉的制备，结构式如下：氮气保护下，加入原料N-烯丙基-N-甲基对甲基苯脒（0.5mmol）和催化剂Y[N(SiMe3)2]3(8mol%)，N-甲基烯丙基胺（1mL），25℃反应12h，产物分离收率85%。1HNMR(400MHz,CDCl3):δ7.45-7.43(m,2H),7.20-7.18(m,2H),4.17-4.08(m,1H),3.57(t,J=9.5Hz,1H),2.97(t,J=8.7Hz,1H),2.77(s,3H),2.36(s,3H),1.32(d,J=6.6Hz,3H).。实施例31,4-二甲基-2-对氯苯基咪唑啉的制备，结构式如下：氮气保护下，加入原料N-烯丙基-N-甲基对氯苯脒（0.5mmol）和催化剂Y[N(SiMe3)2]3(10mol%)，N-甲基烯丙基胺（1mL），25℃反应10h，产物分离收率92%。1HNMR(400MHz,CDCl3):δ7.50-7.48(m,2H),7.38-7.36(m,2H),4.18-4.08(m,1H),3.58(t,J=9.5Hz,1H),2.98(t,J=8.8Hz,1H),2.76(s,3H),1.32(d,J=6.6Hz,3H).。实施例41,4-二甲基-2-对碘苯基咪唑啉的制备，结构式如下：氮气保护下，加入原料N-烯丙基-N-甲基对碘苯脒（0.5mmol）和催化剂Y[N(SiMe3)2]3(10mol%)，N-甲基烯丙基胺（1mL），25℃反应12h，产物分离收率89%。1HNMR(400MHz,CDCl3):δ7.74-7.72(m,2H),7.30-7.27(m,2H),4.17-4.07(m,1H),3.57(t,J=9.5Hz,1H),2.97(t,J=8.8Hz,1H),2.75(s,3H),1.31(d,J=6.6Hz,3H).。实施例53-(1,4-二甲基-4,5-二氢-1H-咪唑-2-烯基)吡啶的制备，结构式如下：氮气保护下，加入原料3-N-烯丙基-N-甲基吡啶脒（0.5mmol）和催化剂Y[N(SiMe3)2]3(10mol%)，N-甲基烯丙基胺（1mL），25℃反应12h，产物分离收率75%。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ8.79-8.78(m,1H),8.66-8.64(m,1H),7.91-7.88(m,1H),7.37-7.33(m,1H),4.22-4.12(m,1H),3.63(t,J=9.6Hz,1H),3.03(t,J=8.8Hz,1H),2.80(s,3H),1.34(d,J=6.6Hz,3H).。实施例61-烯丙基-4-甲基-2-苯基咪唑啉的制备，化学结构如下：氮气保护下，加入原料N-烯丙基-N-甲基苯脒（0.5mmol）和催化剂Y[N(SiMe3)2]3(8mol%)，N,N-二烯丙基胺（1mL），25℃反应10h，产物分离收率80%。1HNMR(400MHz,CDCl3):δ7.55-7.53(m,2H),7.39-7.36(m,3H),5.79-5.70(m,1H),5.24-5.15(m,2H),4.22-4.13(m,1H),3.73-3.55(m,3H),2.99(dd,J=9.1,8.3Hz,1H),1.33(d,J=6.6Hz,3H).。实施例71本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效高原子经济性合成咪唑啉衍生物的方法，其特征在于，具体步骤为：在氮气保护下，在稀土催化体系下，以式（Ⅰ）所示化合物为原料，通过分子内N‑H键与烯烃的加成反应，制备得到多取代咪唑啉衍生物，其结构式为（Ⅱ）所示；其反应式为：

【技术特征摘要】
1.一种高效高原子经济性合成咪唑啉衍生物的方法，其特征在于，具体步骤为：在氮气保护下，在稀土催化体系下，以式（Ⅰ）所示化合物为原料，通过分子内N-H键与烯烃的加成反应，制备得到多取代咪唑啉衍生物，其结构式为（Ⅱ）所示；其反应式为：式中，R1是芳基或杂芳基；R2是C1-8烷基、芳基或杂芳基；R3是C1-4烷基；R4是C1-4烷基或芳基；其中，所述的芳基...

【专利技术属性】
技术研发人员：周锡庚，张德兴，刘斌，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海,31