一种合成3-氰基取代的咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物的方法技术

本发明专利技术涉及一种合成3‑氰基取代的咪唑并[1,5‑a]喹啉类化合物的方法。特别地，本发明专利技术提供一种利用电催化的三组分反应构建3‑氰基取代的咪唑并[1,5‑a]喹啉类化合物的方法，所述方法包括以下步骤：1)将电解质、未取代或取代的2‑甲基喹啉、取代的脂肪胺、氰基源和溶剂分别加入到不分开电解槽中，向所述电解槽安装电极，通电搅拌反应；2)将反应完成后的溶液分离提纯获得3‑氰基取代的咪唑并[1,5‑a]喹啉类化合物。

【技术实现步骤摘要】
一种合成3-氰基取代的咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物的方法
本专利技术属于有机合成方法学领域，特别是涉及一种合成3-氰基取代的咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物的方法。
技术介绍
芳基氰化合物广泛存在于天然产物，药物分子，农药及染料中。[1]此外，由于氰基可以转化成各种各样的官能团，其在有机化学中是一类非常重要的合成中间体。[2]因此，芳基氰化合物的合成一直是有机化学家的研究重点，[3]尤其是氰基官能团化咪唑并[1,5-a]含氮杂环，[4]它是一种重要具有生物活性框架的芳香氰化合物，其研究相对于其他芳基氰化合物较少。近年来，国内外发展了一些金属催化的氰基官能团化咪唑并[1,5-a]含氮杂环。[5]然而，金属的残留经常影响合成的药物分子和功能分子的效用且需要多步才能除净，步骤繁琐且造成大量的废液排放。有机电化学作为一种绿色的合成手段，可以避免或者降低传统上金属及化学氧化剂的使用。[6]最近，也有一些利用电化学的方法实现氰基化合物的合成。[7]但是，对于多组分反应，构建芳香氰化合物仍然没有相关报道。在本专利技术中，通过未取代或取代的2-甲基喹啉、取代的脂肪胺和氰基源在电化学条件下一锅法合成了3-氰基取代的咪唑并喹啉[1,5-a]类化合物，无需金属及化学氧化剂的使用，原子经济性高，反应绿色。
技术实现思路
本专利技术发展了一种合成3-氰基取代的咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物的方法。具体地，本专利技术包括以下方面：本专利技术提供了一种利用电催化的三组分反应构建3-氰基取代的咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物的方法，所述方法包括以下步骤：1)将电解质、未取代或取代的2-甲基喹啉、取代的脂肪胺、氰基源和溶剂分别加入到不分开电解槽中，向所述电解槽中安装电极，通电搅拌反应；2)将反应完成后的溶液分离提纯获得3-氰基取代的咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物。术语“不分开电解槽”是指单口的电解槽，其中阴阳两极均放在一个反应池中。本专利技术提供一种合成3-氰基取代的咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物的方法，所述方法包括以下步骤：1)将电解质、式(I)的2-甲基喹啉、式(II)的脂肪胺、式(III)的氰基源和溶剂分别加入到反应器中，向所述反应器中安装电极，搅拌反应。R3-CN式(III)优选地，电极选自铂电极、碳电极、镍电极、铜电极等常规电极。更优选地，2-甲基喹啉选自以下结构：其中，R1选自氢、C1-C8烷基、取代的C1-C8烷基、卤素、C6-C15芳基和取代的C6-C15芳基。更优选地，脂肪胺选自以下结构：其中，R2选自C1-C8烷基、取代的C1-C8烷基、C4-C15芳基和取代的C4-C15芳基。更优选地，氰基源选自以下结构：R3-CN式(III)其中，R3选自C1-C8烷基、取代的C1-C8烷基和三甲基硅烷基。优选地，取代的C1-C8烷基、取代的C6-C15芳基和取代的C4-C15芳基中的取代基选自C1-C6烷基、卤素、卤代C1-C6烷基、C1-C6烷氧基等。优选地，R1选自H、甲基等。优选地，R2选自苯基、对甲基苯基、对氯苯基、对三氟甲基苯基、间甲基苯基、间氟苯基、间氯苯基、间三氟甲基苯基、邻甲氧基苯基等。优选地，R3选自甲基、乙基、苄基和三甲基硅烷基等。优选地，溶剂选自二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、乙腈、水和1,2-二氯乙烷。优选地，电解质选自四丁基四氟硼酸铵、高氯酸锂、醋酸铵、四氟硼酸铵、六氟磷酸铵、碘化铵、碘化钾、碘化钠、四甲基碘化铵和四丁基碘化铵。优选地，电解质与未取代或取代的2-甲基喹啉的摩尔比为0.8～1.2。优选地，未取代或取代的2-甲基喹啉与取代的脂肪胺的摩尔比为1:1～1:4。优选地，未取代或取代的2-甲基喹啉与氰基源的摩尔比为1:1～1:4。优选地，未取代或取代的2-甲基喹啉的起始浓度为0.1-0.3mol/L。优选地，搅拌反应的温度在0～100℃。优选地，电极选自铂电极、碳电极、镍电极和铜电极。所述方法还包括以下步骤：2)将反应完成后的溶液分离提纯获得3-氰基取代的咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物：其中，R1、R2视前面的反应物的取代基而定。优选地，所述分离提纯方式包括柱层色谱、液相色谱、蒸馏、重结晶等分离方式；更优选地，所述分离提纯方式为柱层色谱。优选地，所述柱层色谱的洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯。这并不是说其它洗脱剂体系就不是本申请的要求，只要符合洗脱目的的试剂均可以使用。具体而言，本专利技术所述氰基化产物可以为具有如下通式的化合物：通过本专利技术的方法，可以一锅构建3-氰基取代的咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物，由此可以衍生出许多重要的药物中间体。本专利技术发展了一种3-氰基取代的咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物的合成方法。附图说明图1示出了实施例1所得的1HNMR；图2示出了实施例1所得的13CNMR；图3示出了实施例2所得的1HNMR；图4示出了实施例2所得的13CNMR；图5示出了实施例3所得的1HNMR；图6示出了实施例3所得的13CNMR；图7示出了实施例4所得的1HNMR；图8示出了实施例4所得的13CNMR；图9示出了实施例5所得的13CNMR；图10示出了实施例5所得的1HNMR；图11示出了实施例6所得的13CNMR；图12示出了实施例6所得的13CNMR；图13示出了实施例7所得的1HNMR；图14示出了实施例7所得的13CNMR；图15示出了实施例8所得的1HNMR；图16示出了实施例8所得的13CNMR；图17示出了实施例9所得的1HNMR；图18示出了实施例9所得的13CNMR；图19示出了实施例10所得的1HNMR；图20示出了实施例10所得的13CNMR。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的核磁谱图在附图中示出。一种合成3-氰基取代的咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物的方法，包括以下步骤：1)将电解质、未取代或取代的2-甲基喹啉、取代的脂肪胺、氰基源和溶剂分别加入到不分开电解槽中，向所述电解槽中安装电极，通电搅拌反应；具体地，在一个10mL不分开电解槽中，将未取代或取代的2-甲基喹啉、取代的脂肪胺、氰基源和溶剂分别加入到不分开电解槽中，向所述电解槽中安装电极，通电搅拌反应；电解质与未取代或取代的2-甲基喹啉的摩尔比为0.8～1.2。未取代或取代的2-甲基喹啉与取代的脂肪胺的摩尔比为1:1～1:4；与氰基源的摩尔比为1:1～1:4。未取代或取代的2-甲基喹啉的起始浓度为0.1-0.3mol/L，搅拌反应的温度在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用电催化的三组分反应构建3-氰基取代的咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物的方法，所述方法包括以下步骤：/n1)将电解质、未取代或取代的2-甲基喹啉、取代的脂肪胺、氰基源和溶剂分别加入到不分开电解槽中，向所述电解槽中安装电极，通电搅拌反应；/n2)将反应完成后的溶液分离提纯获得3-氰基取代的咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种利用电催化的三组分反应构建3-氰基取代的咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物的方法，所述方法包括以下步骤：
1)将电解质、未取代或取代的2-甲基喹啉、取代的脂肪胺、氰基源和溶剂分别加入到不分开电解槽中，向所述电解槽中安装电极，通电搅拌反应；
2)将反应完成后的溶液分离提纯获得3-氰基取代的咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述反应的催化剂为电极材料，如铂电极、碳电极、镍电极和铜电极。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述未取代或取代的2-甲基喹啉具有式(I)所示的结构：



其中，R1选自氢、C1-C8烷基、取代的C1-C8烷基、卤素、C6-C15芳基和取代的C6-C15芳基。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述取代的脂肪胺具有式(II)所示的结构：



其中，R2选自C1-C8烷基、取代的C1-C8烷基、C4-C15芳基和取代的C4-C15芳基。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氰基源具有式(III)所示的结构：
R3-CN
式(III)
其中，R3选自C1-C8烷基、取代的C1-C8的烷基和三甲基硅烷基。


6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪志勇，钱鹏，查正根，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34