一种烷基修饰的芳基吡啶类化合物及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种烷基修饰的芳基吡啶类化合物及其制备方法，所述的芳基吡啶类化合物的结构式具体如下：

【技术实现步骤摘要】
一种烷基修饰的芳基吡啶类化合物及其制备方法
本专利技术涉及有机合成领域，尤其是涉及一种烷基修饰的芳基吡啶类化合物及其制备方法。
技术介绍
含有烷基结构的化合物是许多生物医药、天然产物、化学材料的重要组成部分。传统化学中构筑碳-碳键的主要方法有亲核加成、亲核取代和Friedel-Crafts反应等。现代偶联反应的起源可以追溯到上世纪70年代，这类反应在有机合成技术上产生的重大影响和在过去二十年的发展得到大家的普遍认可。然而，一方面这类反应中所用到的有机金属试剂、有机卤代物等反应底物大多价格昂贵，或者需要多步去合成而得，增加了反应的成本。另一方面这类试剂在反应过程中会出现自身偶联的副反应，同时反应结束以后会因为大量的离去基团而产生化学废料，原料利用率低下，对环境造成污染。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种烷基修饰的芳基吡啶类化合物及其制备方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种烷基修饰的芳基吡啶类化合物，所述芳基吡啶类化合物的结构式具体如下：其中，R为苯环上的取代基，其为H，或含有卤素、芳基、甲基或甲氧基的取代基中的一种，R1选自含有芳基、氰基、甲氧基、正丁基、异丙基或邻苯二甲酰亚氨基的烷烃中的一种。作为优选的实施方案，R选自H、4-Me、4-Cl、4-Ph、4-OMe、4-CF3、4-C(CH3)3、4-COCH3、3-OMe、3-Me、3,5-diMe、3,5-diOMe、3,4-diOMe或2-Benzo的一种，其中，“2-”代表苯环上与吡啶环连接的碳原子的邻位碳原子，“3-”代表苯环上与吡啶环连接的碳原子的间位碳原子，“4-”代表苯环上与吡啶环连接的碳原子对位上的碳原子，“5-”代表“3-”位上有取代基的情况下苯环与吡啶环连接的碳原子另外一侧间位上的碳原子。一种烷基修饰的芳基吡啶类化合物的制备方法，以二价钯盐作为催化剂，取芳基吡啶、卤代芳烃、配体化合物、氧化剂、催化剂混合，溶于有机溶剂内，反应，即得到所述烷基修饰的芳基吡啶类化合物。作为优选的实施方案，芳基吡啶、碘代烷烃、配体化合物、氧化剂、催化剂的摩尔比为1：(4-8)：(0.4-1)：(2-4)：(0.01-0.1)；反应的工艺条件为：在40-80℃下反应4-8h。更优选的工艺条件：温度为60℃，反应时间为6h。作为优选的实施方案，所述的芳基吡唑的结构如下：作为优选的实施方案，所述的碘代烷烃的结构式为R1-I。作为优选的实施方案，所述的配体化合物选自氨基酸类、吡啶类或磷酸类化合物中的一种。更优选的，配体化合物选用磷酸二苄酯，其结构式如下：作为优选的实施方案，所述的氧化剂为碳酸银、氧化银或氟化银中的至少一种。作为优选的实施方案，所述的催化剂为Pd(OAc)2、Pd(TFA)2、PdCl2或Pd(MeCN)Cl2中的至少一种。作为优选的实施方案，所述的有机溶剂为还原性溶剂，其选自二氯乙烷、2-甲基-2-丁醇、三氟乙酸、1,4-二氧六环、四氢呋喃、甲苯、二甲基亚砜、乙腈、甲醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇或叔戊醇中的至少一种。本专利技术的烷基修饰的芳基吡啶类化合物是以芳基吡啶芳烃、碘代烷烃为原料。在有机溶剂的存在下，以Pd(OAc)2与配体作用下，在氧化剂、还原性溶剂条件下发生偶联反应制得，反应方程式如下：采用本专利技术所得产物烷基修饰的芳基吡啶类化合物可以经过薄层层析、柱层析或减压蒸馏的方法来分离，如用薄层层析、柱层析的方法，所用展开剂为非极性溶剂和极性溶剂的混合溶剂。推荐溶剂可为石油醚-二氯甲烷，石油醚-乙酸乙酯，石油醚-乙醚等混合溶剂，其体积比可以分别为：非极性＝5：1。例如：石油醚/乙酸乙酯＝5/1。本方法添加剂(即配体化合物)的作用非常关键，当不加入添加剂时，反应效果很差，这是基于添加剂对反应过程中的一个关键中间体的形成有一定影响，添加剂可以稳定反应中间体，进而促进产物的生成。氧化剂的作用是将二价的钯氧化成四价的钯，因为反应经历二价钯化合物与卤代烷烃的氧化加成生成四价钯化合物的过程。氧化剂的加入可以促进二价钯氧化成四价钯提高催化效率。同时氧化剂中的银离子可以起到捕获卤代烷烃中卤素的作用。另外，此方法的最大优点在于，碳氢键活化形成的五元环靶中间体是反应的关键，没有使卤代烷烃发生β氢消除的副反应，基于C-H键活化官能团化反应的原理，实现了原子经济性非常高的过程。反应底物只需要离去一个氢原子，这极大的减少了反应废料的产生，而且反应在空气环境中以温和条件就能高效地实现。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)该方法可适用于不同类型的芳基吡啶和碘代烷烃，反应条件温和，操作简便。(2)本专利技术基于C-H键活化官能团化反应的过程，反应底物中只离去了一个氢原子，极大了减少了化学废料的产生，是一个原子经济性非常高的芳基吡啶类化合物的合成技术。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。下述各实施例中所采用的试剂如无特别说明，则表示均为市售产品或采用本领域的常规方法制备而成。实施例1钯催化芳基吡啶类化合物与碘代丁烷的反应钯催化芳基吡啶与碘代丁烷反应合成烷基取代的芳基吡啶芳烃化合物，包括以下步骤：在35ml的施伦克反应管中依次加入搅拌子，0.45mgPd(OAc)2(10mol％)，相应的芳基吡啶(0.2mmol)，91.0uL碘代正丁烷(0.8mmol)，44.5mg(BnO)2PO2H(80mol％)，165.4mgAg2CO3(3.0equiv)和1.0mL的t-AmylOH:CH3CN(9:1)的有机溶剂，然后用配套的聚四氟乙烯塞密封反应管，置于60℃的磁力搅拌器中反应12h。反应结束时将反应管移离加热装置并冷却至室温，反应液用乙酸乙酯稀释并通过硅藻土抽滤，乙酸乙酯洗涤数次后得到的滤液用旋转蒸发仪浓缩，得到的粗产品通过硅胶板纯化分离得到相应的丁基化合物，称重确定产率，并用NMR和HRMS作定性检测。根据芳基吡啶中R基团的不同，可以分为以下13组实验，具体见下表1.表1其中，(BnO)2PO2H为磷酸二苄酯。经NMR和HRMS检测，各实验组产物表征数据如下：实验1-1：产物A：2-(2-丁基苯基)吡啶2-(2-butylphenyl)pyridine1HNMR(400MHz,CDCl3)δ8.73(d,J＝3.5Hz,1H),7.79(ddd,J＝7.7,7.7,1.6Hz,1H),7.43(d,J＝7.8Hz,1H),7.40–7.33(m,3H),7.33–7.26(m,2H),1.48(t,J＝7.9Hz,2H),1.55–1.39(m,2H),1.30–1.21(m,2H),0.83(t,J＝7.3Hz,3H).13CNMR(101MHz,CDCl3)δ160.35,149.12,140.75,140.37,136.09,129.74,129.72,128.28,125.73,124.16,121.63,33.49,32.61,22.51,13.83.HRMS(ESI-TOF)m/z:calcdforC15H17NNa+:234.1253(M+Na)+,found:234.1242.产物B：2-(2,6-二丁基苯基)吡啶2-(2,6-dibutylphenyl)pyridine无色液体，11％收率。1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烷基修饰的芳基吡啶类化合物，其特征在于，所述芳基吡啶类化合物的结构式具体如下：

【技术特征摘要】
1.一种烷基修饰的芳基吡啶类化合物，其特征在于，所述芳基吡啶类化合物的结构式具体如下：其中，R为苯环上的取代基，其为H，或含有卤素、芳基、甲基或甲氧基的取代基中的至少一种，R1选自含有芳基、氰基、甲氧基、正丁基、异丙基或邻苯二甲酰亚氨基的烷烃中的至少一种。2.根据权利要求1所述的一种烷基修饰的芳基吡啶类化合物，其特征在于，R选自H、4-Me、4-Cl、4-Ph、4-OMe、4-CF3、4-C(CH3)3、4-COCH3、3-OMe、3-Me、3,5-diMe、3,5-diOMe、3,4-diOMe或2-Benzo的一种，其中，“2-”代表苯环上与吡啶环连接的碳原子的邻位碳原子，“3-”代表苯环上与吡啶环连接的碳原子的间位碳原子，“4-”代表苯环上与吡啶环连接的碳原子对位上的碳原子，“5-”代表“3-”位上有取代基的情况下苯环与吡啶环连接的碳原子另外一侧间位上的碳原子。3.如权利要求1或2所述的一种烷基修饰的芳基吡啶类化合物的制备方法，其特征在于，以二价钯盐作为催化剂，取芳基吡啶、卤代芳烃、配体化合物、氧化剂、催化剂混合，溶于有机溶剂内，反应，即得到所述烷基修饰的芳基吡啶类化合物。4.根据权利要求3所述的烷基修饰的芳基吡啶类化合物的制备方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张扬会，王晓玲，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31