一种钴催化合成5,8-双官能团取代咪唑并[1,2-a]吡嗪类化合物的方法技术

本发明专利技术发展了一种钴催化合成5,8

【技术实现步骤摘要】
一种钴催化合成5,8
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双官能团取代咪唑并[1,2
‑
a]吡嗪类化合物的方法


[0001]本专利技术涉及一种钴催化合成5,8
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双官能团取代咪唑并[1,2
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a]吡嗪类化合物的合成方法，具体地说涉及一种钴催化咪唑并[1,2
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a]吡嗪类化合物和格式试剂，二硫醚一锅两步法合成咪唑并[1,2
‑
a]吡嗪类化合物的方法，属于有机化学与化工领域。

技术介绍

[0002]咪唑并[1,2
‑
a]吡嗪及其衍生物在人工合成药物和天然产物中广泛存在，是一个重要的药效基团，普遍存在于许多生物活性分子中，在疾病治疗中起着不可替代的作用，如酸泵拮抗剂、激酶尿素抑制剂、和磷酸二酯酶抑制剂等。
[0003]同样，硫醚类化合物在医药、生物和高分子材料领域中的应用价值也不容小觑]。于是，含氮杂环类硫醚化合物的合成显得至关重要。近年来，随者生物医药领域和新能源产业的资源投入的激增，相关行业对生物活性化合物和新型功能分子的大量和高效的合成提出了更高的要求。传统的硫醚化合物的合成方法已经无法满足对高效率和绿色环保的要求，近年来，过渡金属催化的C
‑
H键活化和官能团化为含氮杂环类醚化合物的便捷高效的合成提供了新的思路和方法，但仍有许多问题需要解决，比如，过高的反应温度导致较多副产物的生成和贵金属催化剂的使用对生产成本的提高等等。因此，开发一种条件温和，反应迅速的廉价金属催化的含氮杂环硫醚化方法在有机合成领域有着重要意义。
[0004]目前已经报道过的官能团取代咪唑[1,2
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a]吡嗪类化合物的合成方法包括：钯催化无导向基团咪唑[1,2
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a]吡嗪与碘苯反应实现3号位芳基化、钯催化3
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氨基咪唑[1,2
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a]吡嗪与溴苯反应实现6号位芳基化、钯催,6
‑
溴
‑8‑
甲氧基咪唑[1,2
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a]吡嗪与苯硼酸，溴苯连续反应实现3号，6 号位芳基化。然而这些合成咪唑[1,2
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a]吡嗪类化合物的方法对于反应过程需要昂贵的过渡金属与有毒配体，反应温度较高，反应时间较长等问题。因此，发展一种绿色简便的方法来合成咪唑[1,2
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a]吡嗪类化合物是很重要的。

技术实现思路

[0005]针对现有合成方法的缺陷，我们发展了一种咪唑并[1,2
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a]吡嗪类化合物的方法。本方法以咪唑并[1,2
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a]吡嗪，格式试剂和二硫醚为原料，在氮气环境下通过钴金属催化，可以实现 5,8
‑
双官能团取代咪唑并[1,2
‑
a]吡嗪类化合物的合成。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术提出以下的技术方案：
[0007][0008]本方案是以咪唑并[1,2
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a]吡嗪I，格式试剂II和二硫醚III为原料，在氮气环境下通过钴催化进行两步亲电加成与还原消除反应，可以得到5,8
‑
双官能团取代咪唑并[1,2
‑
a]吡嗪类化合物IV。
[0009]作为一个优选的方案，所述的咪唑并[1,2
‑
a]吡嗪I具有式1所示结构：
[0010][0011]作为一个优选的方案，所述的格式试剂II具有式2所示结构：
[0012]R
‑
MgBr
[0013]式2
[0014]其中，R为脂肪烃基、环烷基、各种取代的苯基、各种取代的杂环类基团。本专利技术格式试剂中R可以为饱和脂肪烃基，如C3～C
12
的脂肪烃基，饱和脂肪烃基为C1～C
12
烷基链，烷基链可以为直链，可以带支链，具体如异丁基、正庚基等。R可以为C3～C6的环烷基。R可以为各种取代的苯基、杂环类基团，且取代基的类型和取代基的位置不受限制。
[0015]作为一个优选的方案，所述的二硫醚III具有式3所式结构：
[0016][0017]其中，R
’
为C3～C
12
的脂肪烃基、C3～C6的环烷基、各种取代的苯基、各种取代的苄基、各种取代的杂环类基团。
[0018]作为一个优选的方案，所述的5,8
‑
双官能团取代咪唑并[1,2
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a]吡嗪类化合物III具有式4 所式结构：
[0019][0020]其中，R为脂肪烃基、环烷基、各种取代的苯基、各种取代的杂环类基团。本专利技术格式试剂中R可以为饱和脂肪烃基，如C3～C
12
的脂肪烃基，饱和脂肪烃基为C1～C
12
烷基链，烷基链可以为直链，可以带支链，具体如异丁基、正庚基等。R可以为C3～C6的环烷基。R可以为各种取代的苯基、杂环类基团，且取代基的类型和取代基的位置不受限制。R
’
为C3～C
12
的脂肪烃基、C3～C6的环烷基、各种取代的苯基、各种取代的苄基、各种取代的杂环类基团。
[0021]作为一个优选的方案，所述格式试剂的摩尔量为咪唑并[1,2
‑
a]吡嗪摩尔量的1.5倍。格式试剂的比例增加或减少对于目标产物的收率有着较为明显的降低，当伯胺比例为1.5倍时，反应的产率为最优。
[0022]作为一个优选的方案，所述二硫醚的摩尔量为咪唑并[1,2
‑
a]吡嗪摩尔量的1～2倍。二硫醚的比例增加对于目标产物的收率有着较为明显的提升。当二硫醚添加量达到或超过咪唑并 [1,2
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a]吡嗪的2倍时，反应的目标产物收率无明显提升。
[0023]作为一个优选的方案，所述反应采用的溶剂为二乙二醇二甲醚。
[0024]本专利技术的咪唑并[1,2
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a]吡嗪与格式试剂，二硫醚之间的两步亲电加成与还原消
除可能存在的具体反应原理：最初，CoCO3被格式试剂还原成零价Co化合物，零价Co化合物与咪唑 [1,2a]吡嗪配位形成中间体A。然后，格氏试剂与中间体A亲核加成生成中间体B。二硫醚亲电进攻中间体B后还原消除得到目标产物。
[0025]相对现有技术，本专利技术技术方案具有以下优点：
[0026]第一，该方法不需要贵金属与有毒的配体；
[0027]第二，该方法为一锅两步实现双官能团化，原子利用率高与选择性极高；
[0028]第三，该方法产率高达91％，对多种官能团具有耐受性；
[0029]第四，该方法简单、温和、绿色且能有效地合成5,8
‑
双官能团取代咪唑并[1,2
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a]吡嗪类化合物；
[0030]第五，该方法对于工业化大规模生产具有一定的可行性。
附图说明
[0031]图1为所提出的钴催化合成8
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苯基
‑5‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钴催化合成5,8
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双官能团取代咪唑并[1,2
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a]吡嗪类化合物的方法，其特征在于，5,8
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双官能团取代咪唑并[1,2
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a]吡嗪类化合物IV的合成方法如下：以咪唑并[1,2
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a]吡嗪I，格式试剂II和二硫醚III为原料，在氮气环境下通过钴催化进行两步亲电加成与还原消除反应，可以得到5,8
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双官能团取代咪唑并[1,2
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a]吡嗪类化合物IV。2.根据权利要求1所述的一种钴催化合成5,8
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双官能团取代咪唑并[1,2
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a]吡嗪类化合物的方法，其特征在于：所述的咪唑[1,2
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a]吡嗪化合物I具有式1所示结构：3.根据权利要求1所述的一种钴催化合成5,8
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双官能团取代咪唑并[1,2
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a]吡嗪类化合物的方法，其特征在于：所述的格式试剂II具有式2所示结构：R
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MgBr式2其中，R为脂肪烃基、环烷基、各种取代的苯基、各种取代的杂环类基团。4.根据权利要求1所述的一种钴催化合成5,8
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双官能团取代咪唑并[1,2
‑
a]吡嗪类化合物的方法，其特征在于：所述的二硫醚II具有式2所示结构：其中，R
’
为脂肪烃基、各种取代的苯基、各种...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱仁华，张博，盛星浩，尹双凤，神户宣明，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：