一种N-甲基化含氮芳香杂环化合物的制备方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种N

【技术实现步骤摘要】
一种N
‑
甲基化含氮芳香杂环化合物的制备方法


[0001]本专利技术涉及有机合成
，特别涉及一种N
‑
甲基化含氮芳香杂环化合物的制备方法。

技术介绍

[0002]含氮芳香杂环的N
‑
甲基化反应广泛应用于精细化学品合成中，在合成光电功能材料、药物、农药兽药化学品等领域具有广泛的应用。常用的含氮芳香杂环N
‑
甲基化方法使用的甲基化试剂是碘甲烷或硫酸二甲酯，这两种甲基化试剂剧毒，使用受限。使用这两种甲基化试剂的N
‑
甲基化反应，一般反应溶剂选用丙酮、乙腈、DMSO、DMF或水，视底物而定。反应中不使用碱或以碳酸钾、氢氧化钠或氢化钠等作为碱，通常在室温至溶剂回流温度之间条件下，进行甲基化反应。另外使用碘甲烷或硫酸二甲酯的N
‑
甲基化反应缺少选择性，对含氮芳香杂环和非芳香的脂肪胺(如伯胺、仲胺和叔胺)均具有甲基化作用。
[0003]因此，现有技术的上述甲基化方法，存在以下问题：采用的甲基化试剂对人体有较大毒害，购买使用也受到限制；而且，这两种甲基化试剂除了能对含氮芳香杂环实施甲基化，也能对其它伯胺、仲胺和叔胺甲基化，在反应中缺乏足够的选择性，甚至对后者活性更高，无法高效获得N
‑
甲基化含氮芳香杂环化合物。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种N
‑
甲基化含氮芳香杂环化合物的制备方法。本专利技术提供的制备方法能够在避免毒性甲基化试剂的情况下实现N
‑
甲基化含氮芳香杂环化合物的N
‑
甲基化，而且对于同时含有脂肪胺结构的氮杂环芳香化合物，能够有效提高对芳香杂环氮的选择性，且较为安全环保。
[0005]本专利技术提供了一种N
‑
甲基化含氮芳香杂环化合物的制备方法，包括以下步骤：
[0006]在酸性物质HY的存在下，以脂肪醇甲醚为N
‑
甲基化试剂，对含氮芳香杂环化合物进行N
‑
甲基化反应，形成N
‑
甲基化含氮芳香杂环化合物；
[0007]所述含氮芳香杂环化合物为式I和/或式Ⅱ所示结构：
[0008][0009]其中，
[0010]X为O、NH、S或S(O)；
[0011]R1、R2、R3各自独立的选自氢、取代或非取代的烷基、取代或非取代的芳香基；或R2及R3与母环上的双键构成环状烃基结构；
[0012]R4、R5、R6、R7各自独立的选自氢、取代或非取代的烷基、取代或非取代的芳香基；或R5及R6与母环上的单键构成环状烃基结构；或R6及R7与母环上的双键构成环状烃基结构；
[0013]所述脂肪醇甲醚为式Ⅲ所示结构：
[0014][0015]其中，R8选自饱和烷基、或含有第三基团的烷基；所述第三基团为羟基、酯基、醚基或芳香基团；
[0016]所述N
‑
甲基化含氮芳香杂环化合物为式Ⅳ和/或式
Ⅴ
所示结构：
[0017][0018]其中，
[0019]X为O、NH、S或S(O)；
[0020]为来自所述酸性物质HY中的酸根离子；
[0021]R1、R2、R3各自独立的选自氢、取代或非取代的烷基、取代或非取代的芳香基；或R2及R3与母环上的双键构成环状烃基结构；
[0022]R4、R5、R6、R7各自独立的选自氢、取代或非取代的烷基、取代或非取代的芳香基；或R5及R6与母环上的单键构成环状烃基结构；或R6及R7与母环上的双键构成环状烃基结构。
[0023]优选的，所述酸性物质HY为无机酸和有机酸中的一种或几种；
[0024]所述无机酸选自HBr、HCl、HF、HBF4、HPF6、H2SO4、KHSO4和NaHSO4中的一种或几种；
[0025]所述有机酸选自CF3CO2H、CF3SO3H和CH3SO3H中的一种或几种。
[0026]优选的，所述式Ⅲ所示脂肪醇甲醚选自二甲醚、甲基乙基醚、甲基正丙基醚、甲基异丙基醚、甲基正丁基醚、甲基异丁基醚、甲基叔丁基醚、甲基苯甲醚、甲基苯乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇二甲醚、二缩乙二醇单甲醚、二缩乙二醇二甲醚、三缩乙二醇单甲醚、三缩乙二醇二甲醚、3
‑
甲氧基丙酸乙酯和4
‑
甲氧基丁酸乙酯中的一种或几种。
[0027]优选的，所述取代或非取代的烷基中，烷基为C1～C18的烷基。
[0028]优选的，所述式I所示的含氮芳香杂环化合物选自2
‑
甲基噻唑、2
‑
乙基噻唑、2
‑
苯基噻唑、4,5
‑
二甲基噻唑、2,4,5
‑
三甲基噻唑、苯并噻唑、2
‑
甲基苯并噻唑、2
‑
甲基咪唑、苯并咪唑、苯并噁唑、N
‑
戊基苯并噻唑
‑6‑
胺、N,N
‑
二甲基苯并噻唑
‑6‑
胺和2
‑
二甲胺基苯并噻唑中的一种或几种。
[0029]优选的，所述式Ⅱ所示的含氮芳香杂环化合物选自嘧啶、2
‑
甲基嘧啶、2
‑
氯嘧啶、4
‑
甲基嘧啶、5
‑
甲基嘧啶、5
‑
氯嘧啶、喹唑啉、5
‑
二甲胺基嘧啶和N
‑
甲基
‑
嘧啶
‑5‑
甲胺中的一种或几种。
[0030]优选的，所述脂肪醇甲醚与含氮芳香杂环化合物的用量比为(4～30)mL∶1g；
[0031]所述酸性物质HY与含氮芳香杂环化合物的摩尔比为(0.05～20.0)∶1。
[0032]优选的，所述反应的温度为20～160℃，反应的时间为2～120h。
[0033]优选的，所述制备方法包括以下步骤：
[0034]a)将含氮芳香杂环化合物、酸性物质HY和脂肪醇甲醚混合反应，得到反应混合物；
[0035]b)对所述反应混合物蒸除回收剩余脂肪醇甲醚后，进行沉析和固液分离，得到N
‑
甲基化含氮芳香杂环化合物。
[0036]优选的，所述反应的气氛为空气气氛或保护性气氛。
[0037]本专利技术提供的将芳香氮杂环进行N
‑
甲基化的方法中，通过一定的酸的催化，采用特定的式Ⅲ所示脂肪醇甲醚为N
‑
甲基化试剂，能够选择性地实现含氮芳香杂环的N
‑
甲基化，且提高对含氮芳香杂环的选择性；同时，本专利技术采用的N
‑
甲基化试剂安全无毒；另外，本专利技术无需使用碱性物质，而是在酸性催化剂作用下进行，能够避免使用碱性物质，对于那些对碱敏感的含氮芳香杂环化合物，本专利技术提供的方法更有适用性。
附图说明
[0038]为了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种N
‑
甲基化含氮芳香杂环化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在酸性物质HY的存在下，以脂肪醇甲醚为N
‑
甲基化试剂，对含氮芳香杂环化合物进行N
‑
甲基化反应，形成N
‑
甲基化含氮芳香杂环化合物；所述含氮芳香杂环化合物为式I和/或式Ⅱ所示结构：其中，X为O、NH、S或S(O)；R1、R2、R3各自独立的选自氢、取代或非取代的烷基、取代或非取代的芳香基；或R2及R3与母环上的双键构成环状烃基结构；R4、R5、R6、R7各自独立的选自氢、取代或非取代的烷基、取代或非取代的芳香基；或R5及R6与母环上的单键构成环状烃基结构；或R6及R7与母环上的双键构成环状烃基结构；所述脂肪醇甲醚为式Ⅲ所示结构：其中，R8选自饱和烷基、或含有第三基团的烷基；所述第三基团为羟基、酯基、醚基或芳香基团；所述N
‑
甲基化含氮芳香杂环化合物为式Ⅳ和/或式
Ⅴ
所示结构：其中，X为O、NH、S或S(O)；为来自所述酸性物质HY中的酸根离子；R1、R2、R3各自独立的选自氢、取代或非取代的烷基、取代或非取代的芳香基；或R2及R3与母环上的双键构成环状烃基结构；R4、R5、R6、R7各自独立的选自氢、取代或非取代的烷基、取代或非取代的芳香基；或R5及R6与母环上的单键构成环状烃基结构；或R6及R7与母环上的双键构成环状烃基结构。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述酸性物质HY为无机酸和有机酸中的一种或几种；所述无机酸选自HBr、HCl、HF、HBF4、HPF6、H2SO4、KHSO4和NaHSO4中的一种或几种；所述有机酸选自CF3CO2H、CF3SO3H和CH3SO3H中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述式Ⅲ所示脂肪醇甲醚选自二甲
醚、甲基乙基醚、甲基正丙基醚、甲基异丙基醚、甲基正丁基醚、甲基异丁基醚、甲基叔丁基醚、甲基苯甲醚、甲基苯乙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇二甲醚、二缩乙二醇单甲醚、二缩乙二醇二甲醚、三缩乙二醇单甲醚、三缩乙二醇二甲醚、3
‑
甲氧基丙酸乙酯和4
‑
甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：康传清，赵鸿宇，王禹，金日哲，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：