可循环铋络合物催化的不对称N-二芳基甲基取代的杂环化合物的合成方法技术

本发明专利技术公开了可循环铋络合物催化的不对称N

【技术实现步骤摘要】
可循环铋络合物催化的不对称N-二芳基甲基取代的杂环化合物的合成方法


[0001]本专利技术属于有机中间体合成研究领域，具体涉及一种可循环铋络合物催化的不对称N-二芳基甲基取代的杂环化合物的合成方法。

技术介绍

[0002]碳氮键的生成反应是现代有机合成中的一个重要的领域。通过C-N键的生成可以制备胺及其衍生物、含氮杂环等，他们很多是具有生物、药用活性的化合物以及一些重要中间体。文献中有许多关于形成C-N键的方案，包括将芳烃或者烷烃中的C-H键直接官能团化，以钯、铜等金属催化偶联来得到C-N键。不对称N-二芳基甲基取代的杂环化合物是含有C-N键的一种物质，是多种生物活性复合物，天然和非天然生物碱，N-杂环支架，氨基酸，内酰胺类药物等的核心骨架。因此，在最近几年，开发用于有效合成不对称N-二芳基甲基取代的杂环化合物的方法已引起了相当的关注。各种催化量的路易斯酸(激活LUMO降低能量)或强碱(激活HOMO升高能量)能够促进该反应的发生，但是这些合成方法都表现出反应条件比较苛刻，并且产率不高，催化剂不能循环使用，污染严重，工业化生产成本较高。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种全新的可循环铋络合物催化的不对称N-二芳基甲基取代的杂环化合物的合成方法。本专利技术通过一步法合成不对称N-二芳基甲基取代的杂环化合物，整个方法操作简便，反应时间短；催化剂活性高且可以多次回收重复使用；底物范围宽，生产成本低；目标化合物产率高；环境友好，工业生产前景广阔。
[0004]技术方案：为了实现上述目的，如本专利技术所述一种可循环铋络合物催化的不对称N-二芳基甲基取代的杂环化合物的合成方法，以对亚甲基苯醌或其衍生物和吡唑为原料，(C5H6N4O)(C5H5N4O)3(C5H4N4O)[Bi2Cl
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]Cl2为催化剂，一步反应制得不对称N-二芳基甲基取代的杂环化合物；反应式如下所示：
[0005][0006]其中，R1选自-H、-CH3、-OCH3、-NO2、-F、-Br、-Cl、苯环中的任意一种。
[0007]其中，所述一步反应的反应溶剂选自1,4-dioxane、toluene、MeOH、二氯甲烷、CH3CN中的一种。
[0008]作为优选，所述一步反应的反应溶剂为CH3CN。
[0009]其中，所述对亚甲基苯醌或其衍生物与吡唑的摩尔比为1：1-2。
[0010]作为优选，所述催化剂(C5H6N4O)(C5H5N4O)3(C5H4N4O)[Bi2Cl
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]Cl2的用量为对亚甲基苯醌或其衍生物物质的量mol的4-5％。
[0011]最优选的，所述对亚甲基苯醌或其衍生物、吡唑与催化剂(C5H6N4O)(C5H5N4O)3(C5H4N4O)[Bi2Cl
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]Cl2的摩尔比为1:1.1:0.05。
[0012]其中，所述一步反应的反应温度为25-35℃，反应时间为4h-8h。
[0013]其中，所述反应结束后催化剂(C5H6N4O)(C5H5N4O)3(C5H4N4O)[Bi2Cl
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]Cl2，通过过滤洗涤干燥后再次使用。
[0014]本专利技术所述的可循环铋络合物催化的不对称N-二芳基甲基取代的杂环化合物的合成方法所合成的不对称N-二芳基甲基取代的杂环化合物，其结构式为：
[0015][0016]其中，R1选自-H、-CH3、-OCH3、-NO2、-F、-Br、-Cl、苯环中的任意一种。
[0017]本专利技术中的催化剂(C5H6N4O)(C5H5N4O)3(C5H4N4O)[Bi2Cl
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]Cl2结构如下所示：
[0018][0019](C5H6N4O)(C5H5N4O)3(C5H4N4O)[Bi2Cl
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]Cl2的化学式
[0020]反应结束后催化剂(C5H6N4O)(C5H5N4O)3(C5H4N4O)[Bi2Cl
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]Cl2，通过过滤洗涤干燥后再次使用。
[0021]本专利技术所使用的原料p-QMs(对亚甲基苯醌或其衍生物)是一类同时含有环己二烯基与羰基偶联的两性离子共振结构的化合物，这类的特殊结构增强了对位的亲电特性，易于和N-亲核试剂发生1，6-加成反应。本专利技术以反应活性较强的p-QMs和吡唑作为反应底物，反应易于发生，表现出反应时间短、反应产率高、反应条件温和等特点。
[0022]有益效果：与现有技术相比，本专利技术有如下优点：
[0023]1、本专利技术通过对制备方法的设计和优化，开发出了一种合成不对称N-二芳基甲基取代的杂环化合物的方法。具体合成步骤以对亚甲基苯醌或其衍生物为原料，通过1，6-共轭加成一步反应高效合成N-二芳基甲基取代的杂环化合物。
[0024]2、本专利技术的条件温和，本专利技术的条件为室温搅拌，一步即可得到目标产物。并且反应时间相对较短，目标化合物产率高，底物范围宽，生产成本低，工业前景广阔。
[0025]3、现有合成碳氮键的技术大都以具有污染性的路易斯酸或强碱为催化剂，而本专利技术的催化剂具有绿色环保、可持续利用的特点。本专利技术的催化剂是一种由金属铋形成的配合物，将该催化剂应用于p-QMs与吡唑这一杂环化合物的1，6-加成反应，催化剂表现出了良好的催化效果，反应表现出较高的产率。
[0026]4、p-QMs是生物活性分子，天然产物和药物中广泛存在的普遍结构骨架。本专利技术所得到的最终产物是在p-QMs这一有机物中插入含氮的支架，最终形成碳氮键。碳氮键的性质研究是有机化学、有机金属化学和生物化学中的热点。例如，蛋白质与氨基酸之间的相互转化离不开碳氮键的形成与断裂，而且对人体生命活动具有重要作用。此外，这种不对称的N-二芳基甲基取代的杂环化合物是多种生物活性复合物，天然和非天然生物碱，N-杂环支架，氨基酸，内酰胺类药物等的核心骨架，这为许多药物的合成以及科学研究提供了新的方案和原料。
[0027]综上，本专利技术开发出了一种合成不对称N-二芳基甲基取代的杂环化合物的方法。该目标产物是多种物质合成的重要步骤。相对于现有技术拥有操作简单、反应时间短、催化剂活性高且可以多次回收重新利用；底物范围广，生产成本低，产率高，环境友好，工业生产前景广阔的特点。
具体实施方式
[0028]下面结合具体实施例对本专利技术进一步进行说明。
[0029]实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0030]原料：对亚甲基苯醌及其衍生物的合成：
[0031][0032]其中，R1选自-H、-CH3、-OCH3、-NO2、-F、-Br、-Cl、苯环中的任意一种。
[0033]实验步骤：在反应烧瓶中依次加入2，6－二叔丁基苯酚(1.238g，6mmol)、苯甲醛(0.59mL，5mmol)或相应量的苯甲醛衍生物、甲苯(20mL)、哌啶(0.988mL，10mmol本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可循环铋络合物催化的不对称N-二芳基甲基取代的杂环化合物的合成方法，其特征在于，以对亚甲基苯醌或其衍生物和吡唑为原料，(C5H6N4O)(C5H5N4O)3(C5H4N4O)[Bi2Cl
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]Cl2为催化剂，一步反应制得不对称N-二芳基甲基取代的杂环化合物；反应式如下所示：其中，R1选自-H、-CH3、-OCH3、-NO2、-F、-Br、-Cl、苯环中的任意一种。2.根据权利要求1所述的可循环铋络合物催化的不对称N-二芳基甲基取代的杂环化合物的合成方法，其特征在于，所述一步反应的反应溶剂选自1,4-dioxane、toluene、MeOH、二氯甲烷、CH3CN中的一种。3.根据权利要求1所述的可循环铋络合物催化的不对称N-二芳基甲基取代的杂环化合物的合成方法，其特征在于，所述一步反应的反应溶剂优选为CH3CN。4.根据权利要求1所述的可循环铋络合物催化的不对称N-二芳基甲基取代的杂环化合物的合成方法，其特征在于，所述对亚甲基苯醌或其衍生物与吡唑的摩尔比为1：1-2。5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：许海燕，刘冬兰，杭懿，陆鸿飞，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：