多元杂环化合物及其制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及多元杂环化合物及其制备方法和用途，属于生物活性化合物合成工艺领域，具体涉及一种式(I)所示的多元杂环化合物、其制备方法和用途，以及适用于该制备方法的催化体系

Multielement heterocyclic compound, preparation method and application thereof

The present invention relates to multiple heterocyclic compounds and its preparation method and application thereof, which belongs to the field of synthesis of biologically active compounds, in particular to a type (I) multiple heterocyclic compounds, shown in its preparation method and application thereof, and the application of catalytic system in the preparation method

【技术实现步骤摘要】
多元杂环化合物及其制备方法和用途
本专利技术属于生物活性化合物合成工艺领域，具体涉及一种多元杂环化合物、其制备方法和用途，以及适用于该制备方法的催化体系。
技术介绍
杂环类有机农药为近年来发展最为迅速的一类农药。其主要用作杀虫剂、除草剂和杀菌剂，也有用作杀螨剂、杀鼠剂和植物生长调节剂。杂环类杀虫剂主要包括吡啶、哌嗪、咪唑、二嗪、三嗪类、吩噻嗪、咔唑类、噻嗪酮等。杂环类除草剂主要包括例如五元含氮杂环化合物，如杀草强、吡唑类、咪唑啉酮类等；六元环化合物，如联吡啶类化合物和其他六元含氮化合物等。杂环类杀菌剂主要有乙烯菌核利、十三吗啉、三环唑、粉锈宁等。氮杂环化合物通常具有多样性的生物活性，在医药、农药等领域具有极大的研究价值。含氮杂环是广泛存在于天然产物和有机化合物的重要片段之一，如何高效地构建含氮杂环，以及如何由此类杂环衍生出具有良好生物活性的化合物，对于活性化合物开发及合成工艺产业化均分别具有重要意义。
技术实现思路
基于上述问题，本专利技术提供一种下式(I)所示的化合物：其中，R1、R2、R3、R4、R5可以彼此相同或者不同，独立地选自H或惰性基团，优选为不具有碳碳双键或碳碳三键的基团。作为实例，其可以选自H、无取代或任选被一个或多个Ra取代的下列基团：烷基、烷氧基、烷硫基、环烷基、环烷基氧基、环烷基硫基、杂环基、杂环基氧基、杂环基硫基、芳基、芳基氧基、杂芳基、杂芳基氧基、硝基、卤素、-NRdReRf、-C(O)Rg、-C(O)ORg、-S(O)ORg；每一个Ra彼此独立地选自卤素、羟基、巯基、硝基、羰基、烷基、环烷基、杂环基、芳基、杂芳基、烷基氧基、环烷基氧基、杂环基氧基、芳基氧基、杂芳基氧基、-NRdReRf、-C(O)Rg、-C(O)ORg、-S(O)ORg；Rd、Re、Rf彼此独立地选自氢或任选被一个或多个Rb取代的下列基团：烷基、烯基、环烷基、杂环基、芳基、杂芳基；Rg独立地选自氧负离子、羟基或任选被一个或多个Rb取代的下列基团：烷基、芳基、杂芳基、环烷基、杂环基、烷基氧基、环烷基氧基、杂环基氧基、芳基氧基、杂芳基氧基；每一个Rb独立地具有如Ra所定义的含义。作为实例，式(I)化合物可以选自下列化合物：本专利技术还提供式(I)化合物的制备方法，包括如下化学反应：其中，基团R1、R2、R3、R4、R5具有上文所述的定义。根据本专利技术，所述制备方法可以在溶剂中进行。根据本专利技术，所述溶剂可以为有机溶剂。对于所述有机溶剂没有特别限定，只要其对反应条件呈惰性即可。优选地，所述溶剂可以为极性非质子性溶剂，例如选自烃类溶剂、酰胺类溶剂、砜类溶剂、亚砜类溶剂、杂环类溶剂、卤代烃类溶剂、芳烃类溶剂中的一种或多种。作为实例，所述溶剂可以选自DMF(N,N-二甲基甲酰胺)、DMSO(二甲亚砜)、NMP(N-甲基吡咯烷酮)、DCE(1,2-二氯乙烷)、氯仿中的一种或多种。作为选择，所述反应可以在金属卤化物的存在下进行。所述金属卤化物可以选自碱金属的氟化物、氯化物、溴化物、碘化物中的一种或多种。作为示例性的实例，所述金属卤化物可以选自LiF、KF、KCl、KBr、NaF、NaCl、NaBr中的一种或多种。优选地，所述金属卤化物为无水化合物。优选地，所述反应在催化剂的存在下进行。所述催化剂选自钯配合物、膦配合物中的一种或多种。作为实例，所述钯配合物可以为0、+2、+3或+4价钯的配合物，如0价钯配合物。例如，所述钯配合物可以为烯丙基氯化钯、环戊二烯基烯丙基钯、Pd(OAc)2、Pd2(dba)3、PdCl2、Pd(PPh3)4中的一种或多种；作为实例，所述膦配合物可以为芳基膦配合物，例如选自单齿膦配体三苯基膦，双齿膦配体DPPE和DPPF，缺电子膦氧配体三异丙氧基膦，氮膦配体(S)-3-36中的一种或多种。根据本专利技术的制备方法，式(A)化合物与式(B)化合物的摩尔比可以是4:1～1:1，例如3:1～2:1。根据本专利技术的制备方法，式(B)化合物与催化剂的摩尔比可以是1:0.15～1:0.01，例如1:0.1～1:0.05。根据本专利技术的制备方法，当催化剂为钯配合物和膦配合物的混合物时，其摩尔比可以是钯配合物:膦配合物＝1:1～2，例如1:1～1.5，如1:1～1.25。根据本专利技术的制备方法，式(B)化合物的摩尔量与溶剂的体积之比(mol:L)可以是1:5～1:50，例如1:10～1:30，如1:15～1:20。根据本专利技术的制备方法，式(B)化合物与金属卤化物的摩尔比为1:1～1:10，例如1:1.2～1:4.8，如1:2～1:2.4。优选地，所述反应在无水无氧条件下进行，例如可以在惰性气氛(如氮气氛)下进行。优选地，所述合成方法的反应时间为2小时以上。作为示例性的实例，可以为3、3.5、4、5、6或12小时。优选的，所述反应的温度为40℃以上。作为示例性的实例，可以为40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃。进一步优选的，反应温度为70℃。本专利技术提供一种催化剂组合物，包括钯配合物和膦配合物，其中所述钯配合物和膦配合物具有上文所定义的含义和比例。本专利技术还提供式(I)化合物作为中间体的用途，例如用于制备下式(III)化合物的用途：其中R1、R2、R3、R4、R5具有上文所述的含义。作为实例，式(III)化合物可以选自下列化合物：本专利技术还提供制备式(III)化合物的方法，包括如下化学反应：其中，R6和R7彼此相同或者不同，独立地选自H、卤素、羟基、巯基、氰基、硝基、无取代或任选被一个或多个Ra取代的下列基团：烷基、烷氧基、烷硫基、环烷基、环烷基氧基、环烷基硫基、杂环基、杂环基氧基、杂环基硫基、芳基、芳基氧基、杂芳基、杂芳基氧基、硝基、卤素、-NRdReRf、-C(O)Rg、-C(O)ORg、-S(O)ORg、-(O-(CH2)x-O)yH；代表形成单键或双键；代表形成双键或三键；R1、R2、R3、R4、R5、Rd、Re、Rf、Rg具有上文所述的含义；x、y彼此独立地选自1以上的整数。根据本专利技术制备式(III)化合物的方法，可以在无水无氧条件下，例如惰性气氛下，式(I)化合物与式(II)化合物在有机溶剂中反应制备式(III)化合物。作为实例，所述有机溶剂可以选自上文所述的极性非质子性溶剂，例如丙酮。所述反应的温度为40℃以上，例如40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃或回流温度。反应时间可以是1小时以上，例如2～24小时，如6～12小时。根据本专利技术制备式(III)化合物的方法，所述反应为Diels-Alder反应。根据本专利技术的制备方法，式(I)化合物与式(II)化合物的摩尔比可以为1:1～1:3，例如1:1.2～1:2。本专利技术还提供式(III)所示的化合物或其药学或农药学上可接受的盐。本专利技术还提供结晶形式的式(III)化合物。例如，本专利技术提供结晶形式的化合物3-36，其具有下述晶体结构参数：进一步地，本专利技术还提供一种农药组合物，包含式(III)所示的化合物或其药学或农药学上可接受的盐及辅料。所述农药组合物可防除杂草，例如可防除马唐、油菜和稗草等。本专利技术还提供式(III)所示化合物在制备药物或农药中的用途。术语和定义除非另有说明，本申请说明书和权利要求书中记载的基团和术语定义，包括其作为实例的定义、示例性的定义、优选的定义本文档来自技高网...

【技术保护点】
式(I)所示的化合物：

【技术特征摘要】
1.式(I)所示的化合物：其中，R1、R2、R3、R4、R5可以彼此相同或者不同，独立地选自H或惰性基团，优选为不具有碳碳双键或碳碳三键的基团；例如，其可以选自H、无取代或任选被一个或多个Ra取代的下列基团：烷基、烷氧基、烷硫基、环烷基、环烷基氧基、环烷基硫基、杂环基、杂环基氧基、杂环基硫基、芳基、芳基氧基、杂芳基、杂芳基氧基、硝基、卤素、-NRdReRf、-C(O)Rg、-C(O)ORg、-S(O)ORg；每一个Ra彼此独立地选自卤素、羟基、巯基、硝基、羰基、烷基、环烷基、杂环基、芳基、杂芳基、烷基氧基、环烷基氧基、杂环基氧基、芳基氧基、杂芳基氧基、-NRdReRf、-C(O)Rg、-C(O)ORg、-S(O)ORg；Rd、Re、Rf彼此独立地选自氢或任选被一个或多个Rb取代的下列基团：烷基、烯基、环烷基、杂环基、芳基、杂芳基；Rg独立地选自氧负离子、羟基或任选被一个或多个Rb取代的下列基团：烷基、芳基、杂芳基、环烷基、杂环基、烷基氧基、环烷基氧基、杂环基氧基、芳基氧基、杂芳基氧基；每一个Rb独立地具有如Ra所定义的含义。2.如权利要求1所述化合物的制备方法，包括如下化学反应：其中，基团R1、R2、R3、R4、R5具有权利要求1所述的定义；优选地，所述制备方法可以在溶剂中进行，所述溶剂可以为极性非质子性溶剂，例如选自烃类溶剂、酰胺类溶剂、砜类溶剂、亚砜类溶剂、杂环类溶剂、卤代烃类溶剂、芳烃类溶剂中的一种或多种；所述反应可以在金属卤化物的存在下进行，所述金属卤化物可以选自碱金属的氟化物、氯化物、溴化物、碘化物中的一种或多种；所述反应在催化剂的存在下进行，所述催化剂选自钯配合物、膦配合物中的一种或多种。3.如权利要求2所述的制备方法，其中：所述溶剂可以选自DMF(N,N-二甲基甲酰胺)、DMSO(二甲亚砜)、NMP(N-甲基吡咯烷酮)、DCE(1,2-二氯乙烷)、氯仿中的一种或多种；所述金属卤化物可以选自LiF、KF、KCl、KBr、NaF、NaCl、NaBr中的一种或多种，优选为无水化合物；所述钯配合物可以为0、+2、+3或+4价钯的配合物，如0价钯配合物，例如，所述钯配合物可以为烯丙基氯化钯、环戊二烯基烯丙基钯、Pd(OAc)2、Pd2(dba)3、PdCl2、Pd(PPh3)4中的一种或多种；所述膦配合物可以为芳基膦配合物，例如选自单齿膦配体三苯基膦，双齿膦配体DPPE和DPPF，缺电子膦氧配体三异丙氧基膦，氮膦配体(S)-3-36中的一种或多种：4.如权利要求2或3所述的制备方法，其中：式(A)化合物与式(B)化合...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳，那日松，李洪连，王长青，刘炳杉，冯献礼，游秀峰，孙淑君，卢世超，
申请(专利权)人：河南农业大学，
类型：发明
国别省市：河南,41