一种新型咪唑盐卡宾前体的合成及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种简洁高效地合成方法，合成一种含有羟基的新型咪唑盐卡宾前体，并利用新发展的卡宾配体，开发了一种配体桥联的镍/铝双金属协同催化反应体系，实现对吡啶C3位C

【技术实现步骤摘要】
一种新型咪唑盐卡宾前体的合成及其应用

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[0001]本专利技术涉及一类新型一种含有羟基的新型咪唑盐卡宾前体的合成方法，并利用新发展的卡宾配体，开发了一种配体桥联的双金属镍/铝反应体系，制备3
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烯基吡啶，属于方法学研究及应用
.

技术介绍
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[0002]由于氮杂卡宾配体对过渡金属强的σ供电子能力，使其具备活化惰性键入C
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H、C
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C键的能力，使氮杂卡宾作为配体在金属催化反应中应用十分广泛，因而开发新的卡宾配体受到人们的广泛关注。相关报道详见：(a)Diez
‑
Gonzalez，S.；Marion，N.；Nolan，S.P.Chem.Rev.2009， 109，3612；(b)Shogo Okumura，Shuwei Tang，Teruhiko Saito，Kazuhiko Semba，Shigeyoshi Sakaki， J.Am.Chem.Soc.2016，138，14699；Yoshiaki Nakao，Natsuko Kashihara，Kyalo Stephen Kanyiva， and Tamejiro Hiyama；Angew.Chem.Int.Ed.2010，49，4451.其中，1，3
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二芳基咪唑为骨架的氮杂咪唑盐作为氮杂卡宾的前体，具有十分稳定，易于储存等优势，常被用作为卡宾配体的替代物而存在。
[0003]3‑
烯基吡啶是一类非常重要的化学结构单元，广泛存在于各类药物分子中。在众多合成方法中，通过对吡啶C3位C
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H键直接烯基化，无疑是原子经济性以及步骤经济性最高的合成方法。但是，由于吡啶对金属的强配位作用，会毒化金属，显著降低金属的催化活性，所以如何解决反应的选择性以及催化活性，一直是有机化学领域的难点和热点。直到2011年，美国scripps研究所的Yu课题组通过加大吡啶在反应体系中的底物浓度，提高金属与底物吡啶碰撞的几率来提高反应活性，实现吡啶C3位C
‑
H键选择性烯基化，但大大过量的吡啶极大地限制了方法的应用范围，降低了反应的应用价值。
[0004]2008年，Ong课题组使用含有氨基的双官能卡宾配体，在金属镍催化下，实现吡啶C4位烯基化反应，同时反应中能检测到少量C3位烯基化产物的生成，相关报道详见Chung
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Chih Tsai， Wei
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Chih Shih，Cyong
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Hui Fang，Chia
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Yi Li，Tiow
‑
Gan Ong，Glenn P.A.Yap，J.Am.Chem.Soc. 2010，132，11887；同年，Nakao与Hiyama课题组使用IMes与IPr作为配体，在金属镍催化下，实现吡啶C4位烷基化反应，相关报道详见：Yoshiaki Nakao，Yuuya Yamada，Natsuko Kashihara， and Tamejiro Hiyama，J.Am.Chem.Soc.2010，132，13666。而如何实现当量吡啶C3位选择性烯基化，仍然是目前催化领域的难点，急需得到开发和利用。
bromide的合成
[0018][0019]将咪唑1a(5mmol)和2
‑
溴乙醇(625mg，5mmol)在甲苯(15mL)中回流12小时后冷却至室温，减压下除去溶剂。通过柱色谱法(DCM/EtOH)纯化得到1.12g棕色固体2a，反应收率65％。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ10.45(s，1H)，8.00(d，J＝8.4Hz，1H)，7.72(t，J＝ 7.8Hz，1H)，7.62(t，J＝7.8Hz，1H)，7.29(d，J＝1.8Hz，1H)，7.09(s，2H)，5.17(t，J＝5.0Hz，2H)， 4.95(s，1H)，4.15(t，J＝4.6Hz，2H)，2.40(s，3H)，2.02(s，6H).
13
C NMR(100MHz，CDCl3)δ 143.3，141.7，135.4，131.7，131.4，131.1，130.2，127.9，127.7，113.8，113.3，59.0，49.5，21.3，17.7. HRMS(ESI)m/z：calcd.for C
18
H
21
N2O[M
‑
Br]+
281.1648，found 281.1645.
[0020]实施例2：3
‑
(2
‑
Hydroxyethyl)
‑1‑
mesityl
‑
4，5
‑
dimethyl
‑
1H
‑
imidazol
‑3‑
ium bromide的合成
[0021][0022]将咪唑1b(5mmol)和2
‑
溴乙醇(625mg，5mmol)在甲苯(15mL)中回流12小时后冷却至室温，减压下除去溶剂。通过柱色谱法(DCM/EtOH)纯化得到0.95g白色固体2b，反应收率56％。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ9.50(s，1H)，7.01(s，2H)，4.95
‑
4.85(m，1H)，4.76
‑ꢀ
4.68(m，2H)，3.99(s，2H)，2.38(s，3H)，2.35(s，3H)，2.00(s，6H)，1.96(s，3H).
13
C NMR(100 MHz，CDCl3)δ141.3，136.1，135.0，129.9，128.9，127.1，59.1，49.3，21.2，17.6，9.1，8.3.HRMS (ESI)m/z：calcd.for C
16
H
23
N2O[M
‑
Br]+
259.1805，found 259.1802.
[0023]实施例3：1
‑
(2，6
‑
Diethyl
‑4‑
methylphenyl)
‑3‑
(2
‑
hydroxyethyl)
‑
4，5
‑
dimethyl
‑
1H
‑
imidazol
‑ꢀ3‑
ium bromide的合成
[0024][0025]将咪唑1c(5mmol)和2
‑
溴乙醇(625mg，5mmol)在甲苯(15mL)中回流12小时后冷却
至室温，减压下除去溶剂。通过柱色谱法(DCM/EtOH)纯化得到1.24g棕色固体2c，反应收率68％。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ9.42(s，1H)，7.04(s，2H)，4.87(t，J＝6.8Hz，1H)， 4.72本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过咪唑与2
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溴乙醇亲核取代反应制备新型咪唑盐卡宾前体的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：2.本发明所涉及到的R可以为H，Me等。3.本发明所涉及到的芳基Ar可为等。4.本发明还提供了一种含羟基的双官能卡宾的应用，该应用通过选择性官能化吡啶C3为C
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H键制备3
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烯基吡啶，其特征在于该方法的具体步骤为：在反应瓶中依次加入金属催化剂，配体以及碱，80℃下搅拌30mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶萌春，张涛，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：