本发明专利技术公开了一种含氮杂环六氟硼酸盐的制备方法，属于有机合成技术领域。利用2‑苯基吡啶或异喹啉酮与1,3‑烯炔，在铑(III)催化剂、氧化剂和添加剂存在下，进行[4+1]环加成反应直接构建碳‑氮键和碳‑碳键，得到含氮的杂环类化合物。本发明专利技术方法原料廉价易得、反应条件温和、原子经济性好、选择性高、收率高、官能团兼容性较好，底物适用范围广泛。
Preparation of Hexafluoroborate Containing Nitrogen
The invention discloses a preparation method of nitrogen-containing heterocyclic hexafluoroborate, which belongs to the technical field of organic synthesis. Using 2 phenylpyridine or isoquinolone and 1,3 alkyne, heterocyclic compounds containing nitrogen were synthesized by [4+1] cycloaddition in the presence of rhodium (III) catalyst, oxidant and additive. The method has the advantages of cheap raw materials, mild reaction conditions, good atomic economy, high selectivity, high yield, good compatibility of functional groups and wide application range of substrates.
【技术实现步骤摘要】
含氮杂环六氟硼酸盐的制备方法
本专利技术涉及杂化化合物合成
，具体涉及含氮杂环六氟硼酸盐的制备方法。
技术介绍
含氮杂环六氟硼酸盐是一类具有重要应用价值和良好生物活性的化合物，它们不仅具有丰富的反应化学和结构化学，并且在生物、医药、农药等领域具有重要的应用价值。自然界中含有吡啶环的物质大多具有特殊的生物活性，在众多治疗心血管疾病、精神病、过敏、胃溃疡湖人艾滋病的药物中，含氮的吡啶类化合物起到了非常重要的作用，因此，发展并研究含吡啶环的氮杂环化合物具有重要的意义。另一方面，炔烃在许多环化反应中被广泛用作典型的不饱和偶合底物，并且在大多数情况下它们作为双碳合成子反应，炔烃为C1合成子的[n+1]型环化反应仍然很少。所以开发一种新的合成含吡啶环的氮杂环化合物的方法尤其重要。因而寻找条件温和、新型高效、简便易得的含氮的杂环化合物的合成方法具有重要的研究和应用价值。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新的简洁高效、条件温和、适用性广的含氮杂环六氟硼酸盐的制备方法。本方法克服了炔烃在许多环化反应中被广泛用作典型的不饱和偶合底物，并且在大多数情况下作为双碳合成子反应的劣势，实现了炔烃作为C1合成子的环化反应。本专利技术方法新颖、原料廉价易得、反应条件温和、原子经济性好、选择性高、后处理简单、收率高。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：在有机溶剂中，在三价铑催化剂、六氟硼酸盐添加剂和氧化剂存在下，将式I所示2-苯基吡啶或者式I所示异喹啉酮与式II所示烯炔在加热条件下进行反应，分别对应得到式III或IV所示六氟硼酸盐，反应方程式如下所示：其中，R1为烷基、三氟甲基、烷氧基单取代或不同位置的多取代；R2为吡啶上不同位置的烷基取代或卤素取代；R3为卤素；R4为烷基；R5为氢、C3-5烷基、取代芳基、环丙烷基、CyCH2-、HOCH2CH2-、Me2NCH2-；R6、R7为单独独立的烷基或与其相连的碳原子一起形成环烷烃。进一步地，在上述技术方案中，式I化合物也可以扩展到N-苯基嘧啶-2-胺、N-苯基吡啶-2-胺和苯并喹啉，仍可以顺利发生上述反应。进一步地，在上述技术方案中，所述铑催化剂优选五甲基环戊二烯基二乙酸铑，即Cp*Rh(OAc)2；所述催化剂的用量为式I所示化合物的5-10mol％；优选用量为8mol％。进一步地，在上述技术方案中，所述有机溶剂选自DCE，EtOH，DME，Dioxane，Toluene或CF3CH2OH中的一种或多种混合；优选地，有机溶剂为CF3CH2OH。进一步地，在上述技术方案中，所述氧化剂所选自：AgOAc、Cu(OAc)2、Cu(OTf)2中的一种或多种。其中在空气或氧气中进行可以降低氧化剂用量。进一步地，在上述技术方案中，所述六氟硼酸盐添加剂包括AgSbF6、NaSbF6、KSbF6等，加入比例为≥1.0当量。进一步地，在上述技术方案中，所述加热反应温度为40℃-120℃。优选地，反应温度为50℃。进一步地，所述式I化合物与式II化合物反应的摩尔比是1：1-1.5，优选比例为1：1.1，氧化剂和2-苯基吡啶或异喹啉酮的最优摩尔比为1：2；进一步地，在上述技术方案中，所述加成反应在惰性气体保护下进行，惰性气体为氮气或氩气；本专利技术的制备方法典型操作为：向反应瓶中加入三价铑催化剂、氧化剂、六氟磷酸钾和溶剂，搅拌混合均匀，随后加入式I所示2-苯基吡啶或者式I所示异喹啉酮与式II所示烯炔，升温后加热反应，处理后得到式III或IV所示化合物。后处理操作为：反应结束后，将反应液通过硅藻土过滤，用DCM：MeOH洗脱并浓缩，并通过硅胶色谱或重结晶纯化，得到目标化合物。本专利技术的有益效果：本专利技术提供一种式III或IV所示含氮杂六氟硼酸盐的制备方法，利用三价铑催化2-苯基吡啶或者异喹啉酮与烯炔化合物经[4+1]环加成反应制备得到含氮杂六氟硼酸盐。该合成方法新颖，操作安全简便，原料简单易得，用量少，反应条件相对温和，能以较高的收率得到产物，官能团兼容性较好，底物适用范围广泛。具体实施方式:下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。含氮化合物III的通用合成方法：实施例1：以1a和2a反应为例，进行条件优化如下：反应条件:1a(0.2mmol),3a(0.22mmol),[Cp*Rh(OAc)2](8mol％),氧化剂(0.2equiv),溶剂(2.0mL)，生成产物中X为OAc或PF6。其中编号1-8为氮气保护下进行，编号14为不加催化剂。在最佳优化条件下，得到最终季盐产物，反应如下：空气条件下，在密封管中加入[Cp*Rh(OAc)2](6.0mg,8mol％),KPF6(92mg,0.5mmol,2.5eq),Cu(OAc)2(20mg,0.1mmol,0.50eq)和CF3CH2OH(2.0mL)，避光条件下搅拌十分钟，随后加入化合物1a(0.2mmol)和2a化合物(0.22mmol)，置于50℃油浴中反应，在反应完成后(12小时)，将密封管从油浴中取出并冷却至环境温度。将反应液通过硅藻土过滤，用DCM：MeOH＝10：1洗脱并浓缩，并通过硅胶色谱(DCM：MeOH＝20：1)纯化，得到产物3aa。3aa,85.0mg,98％.1HNMR(400MHz,CD2Cl2)δ8.78(d,J＝6.3Hz,1H),8.64–8.57(m,1H),8.42(d,J＝8.2Hz,1H),8.18(d,J＝7.7Hz,1H),8.05–8.00(m,1H),7.88-7.82(m,1H),7.77(dt,J＝7.6,3.8Hz,1H),7.59(d,J＝7.7Hz,1H),6.47(d,J＝15.8Hz,1H),5.86(d,J＝15.8Hz,1H),5.21(s,1H),5.13(s,1H),2.70-2.54(m,2H),1.84(s,3H),1.25–1.13(m,2H),0.72(t,J＝7.4Hz,3H),0.60-0.50(m,1H),0.47–0.32(m,1H).13CNMR(151MHz,CDCl3)δ151.8,146.6,144.7,140.1,139.7,138.6,134.2,130.7,129.7,126.6,125.1,124.0,123.6,121.8,120.8,83.3,38.3,24.6,21.8,18.2,13.6.19FNMR(376MHz,Acetone-d6)δ-71.92(d,J＝708.9Hz).31PNMR(162MHz,Acetone-d6)δ-110.24–-166.77(m).HRMS(ESI)calcd.forC21H24N+[M-PF6]:290.1903,found:290.1903.HRMS(ESI)calcd.for[PF6]-:144.9647,found:144.9647.实施例2：空气条件下，在密封管中加入[Cp*Rh(OAc)2](6.0mg,8mol％),KPF6(92mg,0.5mmol,2.5eq),Cu(OAc)2(20mg,0.1mmol,0.50eq)和CF3CH2OH(2.0mL)，避光条件下搅拌本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含氮杂环六氟硼酸盐的制备方法，其特征在于，所述方法包括：在有机溶剂中，在三价铑催化剂、六氟硼酸盐添加剂和氧化剂存在下，将式I所示2‑苯基吡啶或者式I所示异喹啉酮与式II所示烯炔在加热条件下进行反应，分别对应得到式III或IV所示六氟硼酸盐，反应方程式如下所示：
【技术特征摘要】
1.一种含氮杂环六氟硼酸盐的制备方法，其特征在于，所述方法包括：在有机溶剂中，在三价铑催化剂、六氟硼酸盐添加剂和氧化剂存在下，将式I所示2-苯基吡啶或者式I所示异喹啉酮与式II所示烯炔在加热条件下进行反应，分别对应得到式III或IV所示六氟硼酸盐，反应方程式如下所示：其中，R1为烷基、三氟甲基、烷氧基单取代或不同位置的多取代；R2为吡啶上不同位置的烷基取代或卤素取代；R3为卤素；R4为烷基；R5为氢、C3-5烷基、取代芳基、环丙烷基、CyCH2-、HOCH2CH2-、Me2NCH2-；R6、R7为单独独立的烷基或与其相连的碳原子一起形成环烷烃。2.根据权利要求1所述含氮杂环六氟硼酸盐的制备方法，其特征在于：所述三价铑盐铑催化剂选自Cp*Rh(OAc)2；催化剂用量为式I化合物的5-10mol％。3.根据权利要求1所述含氮杂环六氟硼酸盐的制备方法，其特征在于：所述有机溶剂选自DCE、EtOH、Dioxane、Toluene或CF3CH2OH的一种或多种。4.根据权利要求1所述含氮杂环六...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔艺馨，于艳江，白大昌，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南,41
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