过渡金属催化的卡宾插入/环合反应高效合成喹喔啉衍生物的绿色合成新方法技术

本发明专利技术公开了一种以纯水作为溶剂、硫叶立德为卡宾供体、过渡金属催化的卡宾插入/环合反应高效合成C‑N键并环合成喹喔啉衍生物的绿色合成新方法。与传统方法相比，本方法原料易得，步骤简单，避免了毒性有机溶剂的使用，是一种温和、快速、简便、有效、环境友好的制备喹喔啉母环的方法，具有广阔的应用前景。

Green synthesis of quinoxaline derivatives by transition metal catalyzed carbene insertion / cyclization

【技术实现步骤摘要】
过渡金属催化的卡宾插入/环合反应高效合成喹喔啉衍生物的绿色合成新方法
本专利技术涉及一种以纯水作为溶剂、硫叶立德为卡宾供体、过渡金属催化的N-H卡宾插入/环合反应高效构建C-N键并环合成喹喔啉衍生物的绿色合成新方法。
技术介绍
喹喔啉(1，4-二氮萘)及其衍生物是一类常见的有机合成中间体，在药物合成、有机材料和农业生产等领域都有广泛应用(Curropinchembiol,2013,17(4):537-545;JMaterChemC,2013,1(36):5718;J.Med.Chem.,2005,48,6166–6166;BioorgMedChemLett,2007,17(3):609-612)。喹喔啉化合物具有独特的药理作用和良好的生物活性，如抗肿瘤、抗菌、抗炎、抗疟等活性(JMedChem,2001,44(11):1758-1776;BioorgMedChemLett,2013,23(17):4968-4974;JMedChem,2008,51(8):2457-2467;BioorgMedChem,2008，16(2)：9133-914)，因而如何高效地合成喹喔啉化合物一直倍受研究者的关注。典型的合成策略包括使用邻苯二胺与二羰基化合物、邻二醇类化合物、α-羟基酮或α-溴代酮等方法进行合成(TetrahedronLett,2014,55(23):3406-3409;JMolCatalA:Chem,2007,265(1-2):227-230;Synlett.2005,1003-1005;EurJOrgChem,2014,2014(7):1401-1405;TetrahedronLett,2015,56(10):1266-1271)，然而原料难获取，反应条件苛刻，操作步骤繁琐，环境污染大等缺点限制了此类方法的发展和应用。金属催化的卡宾插入X-H键（X=C,N,O,S）反应，一直以来被认为是一种温和高效地构建重要有机结构单元的方法。重氮化合物是一种常使用的金属卡宾前体，因其具有较好的反应活性和适用性而被广泛用于卡宾插入反应中(JMolCatalA:Chem,2015,407:194-203;Science,2012,335(6075):1471-1474;OrgLett,2015,17(7):1810-1813;JAmChemSoc,2008,130(5):1566-1567)14-18。近年来，有报道使用重氮化合物的卡宾插入反应来合成喹喔啉类化合物的一些方法(OrgLett,2011,13(2):320-323;AdvSynthCataly,2016,358(22):3586-3599)。尽管重氮化合物在卡宾方法学中已经被广泛接受，但其存在的局限性依然限制了它的发展和使用。重氮化合物难合成、不稳定、难保存，甚至具有潜在危险性。因此，开发经济、高效、安全、绿色的方法来合成喹喔啉及其衍生物是一项具有重大意义的研究。硫叶立德是一种卡宾前体化合物，与重氮化合物相比，具有安全性，稳定性和易合成等优点，最近成为卡宾化学的研究热点(AngewChemIntEdEngl2017,56(42),13117-13121;OrgLett2018,20(8),2160-2163;OrgLett2018,20(18),5981-5984;JOrgChem2018,83(7),4070-4077;OrgLett2018,20(5),1396-1399;ChemCommun(Camb)2018,54(6),670-673)，目前尚未有报道将其运用于喹喔啉及其衍生物的构建。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种以纯水作为溶剂，硫叶立德作为卡宾供体，通过过渡金属催化，简捷高效地发生卡宾插入反应，并环合构建喹喔啉及其衍生物的绿色合成新方法，解决了传统合成方法步骤冗长、原料难制取、反应条件苛刻、使用有毒有机溶剂、造成环境污染、成本较高等问题。本专利技术原料易得，步骤简单，适用性广泛，是一种温和、快速、简便、有效、环境友好的制备喹喔啉母环的方法。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案：以芳香邻二胺为起始原料，以硫叶立德化合物为卡宾供体，以纯水为溶剂，其的化学反应式如下所示：其中：A环为苯基、萘基或吡啶基；R1为氢、卤素、烷基、苯基、烷氧基、羰基、醛基、羧基、氰基、硝基、烷酰氧基、酰胺基中的一种或一种以上；R2为苯基、噻吩基、呋喃基、吡啶基、萘基、吡咯基、吲哚基等芳环或杂环，C1~C20的未取代或取代烷基，C1~C20的未取代或取代链烃基，C3~C10的未取代或取代环烷基，C1~C20的未取代或取代酰基。本专利技术制备步骤如下：在洁净的反应器中依次加入邻苯二胺类化合物、硫叶立德化合物、催化剂、和水，放入80℃油浴锅里搅拌24h。反应结束后，加入二氯甲烷萃取，收集二氯甲烷层，减压除去溶剂，残留物采用硅胶柱层析分离纯化即得产品。所述催化剂为钯碳、四(三苯基膦)钯、醋酸钯、氯化钯、二(乙腈)二氯化钯、二(苯腈)二氯化钯，1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁二氯化钯、二(三苯基膦)二氯化钯、双(二亚苄基丙酮)钯、三(二亚苄基丙酮)二钯、氯化烯丙基钯（II）二聚物、(1,5-环辛二烯)二氯化钯（II）、铑碳、三氯化铑、醋酸铑、乙酰丙酮三苯基膦羰基铑、双（1,5-环辛二烯）氯化铑（Ⅰ）二聚体、二氯(五甲基环戊二烯基)合铑（III）二聚体、(二(六氟锑酸)三乙腈(五甲基环戊二烯基)铑(III))、三苯基膦氯化铑、三氯化钌、三苯基膦氯化钌、二氯二羰基双三苯基膦钌、双（2-甲基烯丙基）（1,5-环辛二烯）钌（II）、对伞花烃二氯化钌二聚体、氯化钴、乙酰乙酰钴、八羰基二钴、二氯（五甲基环戊二烯基）合钴（III）二聚体、五甲基环戊二烯基羰基二碘化钴、(二(六氟锑酸)三乙腈(五甲基环戊二烯基)钴(III))、三氯化铱、二氯(五甲基环戊二烯)合铱(III)二聚体、双（1,5-环辛二烯）氯化铱（Ⅰ）二聚体、甲氧基（环辛二烯）合铱二聚体中的一种或一种以上。所述邻苯二胺类化合物、硫叶立德化合物、催化剂的摩尔比为1:(1.2~3.0):(0.02~0.05)。通过采取以上技术方案，本专利技术与现有技术相比较，具有益效果体现如下：1）本专利技术使用水作为溶剂，使反应更加绿色环保，成本更低；2）本专利技术原料易得，步骤简单，适用性广泛，是一种温和、快速、简便、有效、环境友好的制备喹喔啉母环的方法。具体实施方法下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步说明，有助于对本专利技术的理解。但并不能以此来限制本专利技术的权利范围，而本专利技术的权利范围应以权利要求书阐述的为准。实施实例1：化合物2的合成在洁净的反应器中依次加入邻苯二胺（21.6mg,0.2mmol）、苯基硫叶立德（78.9mg,0.4mmol）、双（1,5-环辛二烯）氯化铱（Ⅰ）二聚体（4.0mg,0.006mmol）和水(2mL)，放入80℃油浴锅里搅拌24h。反应结束后，加入二氯甲烷萃取，收集二氯甲烷层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于过渡金属催化的卡宾插入/环合反应高效合成C-N键，并环合成喹喔啉衍生物的绿色合成新方法，其特征在于以芳香邻二胺为起始原料，以硫叶立德化合物为卡宾供体，以纯水为溶剂，其化学反应式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种基于过渡金属催化的卡宾插入/环合反应高效合成C-N键，并环合成喹喔啉衍生物的绿色合成新方法，其特征在于以芳香邻二胺为起始原料，以硫叶立德化合物为卡宾供体，以纯水为溶剂，其化学反应式为：



其中：
A环为苯基、萘基或吡啶基；
R1为氢、卤素、烷基、苯基、烷氧基、羰基、醛基、羧基、氰基、硝基、烷酰氧基、酰胺基中的一种或一种以上；
R2为苯基、噻吩基、呋喃基、吡啶基、萘基、吡咯基、吲哚基等芳环或杂环，C1~C20的未取代或取代烷基，C1~C20的未取代或取代链烃基，C3~C10的未取代或取代环烷基，C1~C20的未取代或取代酰基。


2.根据权利要求1所述的制备喹喔啉衍生物的方法，其特征在于采用如下制备步骤：在洁净的反应器中依次加入芳香邻二胺类化合物、硫叶立德化合物、催化剂和水，放入80℃油浴锅里搅拌24h；反应结束后，加入二氯甲烷萃取，收集二氯甲烷层，减压除去溶剂，残留物采用硅胶柱层析分离纯化即得产品。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于所述的催化剂为钯碳、四(三苯基膦)钯、醋酸钯、氯化钯、二(乙腈)二氯化钯、二(苯腈)二氯化钯，1,1'-双(二苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴勇，海俐，管玫，赖睿智，徐莹莹，黄鑫，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51