一种吡啶及其衍生物的新型氘代方法技术

本发明专利技术公开了一种吡啶及其衍生物的新型氘代方法，包括以下步骤：在惰性气氛下，以碱金属盐为催化剂，吡啶及其衍生物为反应物，搅拌，向反应容器中充入氘气，在预定温度下密闭反应预定时间，得到氘代吡啶及其衍生物。吡啶及其衍生物包括吡啶、烷基吡啶、芳基吡啶、联二吡啶化合物，吡啶及其衍生物的氘代反应通式如式1所示：式1中，R1～R4相互独立地选自H、C1～C

【技术实现步骤摘要】
一种吡啶及其衍生物的新型氘代方法


[0001]本专利技术涉及有机合成
，具体涉及一种吡啶及其衍生物的新型氘代方法。

技术介绍

[0002]氘代化合物作为一类高附加值化合物，在有机合成、机理研究、药物代谢、药物修饰和改善材料性能等领域有着广泛的应用，发展新型温和、高效、普适的氘代方法近年来备受化学家们的广泛关注。氘代吡啶是核磁共振波谱测试中最普遍使用的溶剂之一。目前，国内制备氘代吡啶及氘代吡啶衍生物的方法非常有限，其大部分依靠进口。
[0003]由于吡啶类化合物子中的芳环结构容易发生加成反应，吡啶芳基碳氢键活性不高，所以温和条件下难以实现吡啶的氘代反应，尤其是全氘代反应。通常需要高温、高压的条件，氢氘交换反应才可以发生。例如，以铂为催化剂，吡啶和重水在密闭环境下，加热至170℃反应才能进行；或者以氘盐酸为催化剂，在密闭环境下，加热至250℃进行交换反应。尽管这些反应能够成功制备氘代吡啶类化合物，但是生产条件极为苛刻，反应过程需要大量的重水，经过反复几次化学平衡之后得到全氘代吡啶。合成过程中，吡啶和水的多次分离也是一个难点。因此，寻找一种更为经济、简便、绿色高效的吡啶类化合物的新型氘代方法显得尤为重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种吡啶及其衍生物的新型氘代方法。
[0005]本专利技术提供了一种新型氘代吡啶及其衍生物的制备方法，具有这样的特征，包括以下步骤：
[0006]在惰性气氛下，以碱金属盐为催化剂，吡啶及其衍生物为反应物，搅拌，向反应容器中充入氘气，在预定温度下密闭反应预定时间，得到氘代吡啶及其衍生物。
[0007]其中，吡啶及其衍生物包括吡啶、烷基吡啶、芳基吡啶、联二吡啶化合物。
[0008]吡啶及其衍生物的氘代反应通式如式1所示：
[0009][0010]式1中，R1～R4相互独立地选自H、C1～C
10
的烃基、C6～C
20
的芳基、C6～C
20
的杂芳基、C1～C
12
的烷氧基、芳基氧基以及C1～C
12
的胺基中的任意一种或多种的组合；发生氘代的位置位于吡啶氮原子邻位、间位以及对位中的任意一种或多种组合的碳氢键。
[0011]在本专利技术提供的吡啶及其衍生物的新型氘代方法中，还可以具有这样的特征：其中，催化剂为碱金属催化体系，碱金属催化体系包括金属锂盐、金属钠盐、金属钾盐、金属铷
盐、金属铯盐中的一种或多种。
[0012]在本专利技术提供的吡啶及其衍生物的新型氘代方法中，还可以具有这样的特征：其中，金属钠盐包括双(三甲基硅烷基)胺基钠、二异丙胺基钠、叔丁醇钠、乙醇钠、甲醇钠、氢氧化钠中的一种或多种，金属钾盐包括双(三甲基硅烷基)胺基钾、二异丙胺基钾、叔丁醇钾、氢氧化钾、氯化钾、碘化钾中的一种或多种，金属铯盐包括双(三甲基硅烷基)胺基铯、二异丙胺基铯、氟化铯、氯化铯、碳酸铯中的一种或多种，金属锂盐包括双(三甲基硅烷基)胺基锂、二异丙胺基锂、丁基锂、叔丁醇锂中的一种或者多种。
[0013]在本专利技术提供的吡啶及其衍生物的新型氘代方法中，还可以具有这样的特征：其中，催化剂的用量为吡啶及其衍生物摩尔量的5％～100％。
[0014]在本专利技术提供的吡啶及其衍生物的新型氘代方法中，还可以具有这样的特征：其中，预定温度为40℃～150℃。
[0015]在本专利技术提供的吡啶及其衍生物的新型氘代方法中，还可以具有这样的特征：其中，预定时间为2h～96h。
[0016]在本专利技术提供的吡啶及其衍生物的新型氘代方法中，还可以具有这样的特征：所述搅拌之前，在所述催化剂和所述反应物中加入溶剂，其中，溶剂为芳烃溶剂、烷烃溶剂以及醚类溶剂中的任意一种或多种。
[0017]在本专利技术提供的吡啶及其衍生物的新型氘代方法中，还可以具有这样的特征：其中，向反应容器中充入氘气，使反应容器中的氘气的压强为1bar～50bar。
[0018]专利技术的作用与效果
[0019]根据本专利技术所涉及的吡啶及其衍生物的新型氘代方法，包括如下步骤：在惰性气氛下，以碱金属盐为催化剂，吡啶及其衍生物为反应物，搅拌，向反应容器中充入氘气，在预定温度下密闭反应预定时间，得到氘代吡啶及其衍生物，吡啶及其衍生物包括吡啶、烷基吡啶、芳基吡啶、联二吡啶化合物，吡啶及其衍生物的氘代反应通式如式1所示：
[0020][0021]式1中，R1～R4相互独立地选自H、C1～C
10
的烃基、C6～C
20
的芳基、C6～C
20
的杂芳基、C1～C
10
的烃基氧基以及C1～C
10
的胺基中的任意一种或多种的组合，发生氘代的位置位于吡啶氮原子邻位、间位以及对位中的任意一种或多种组合的碳氢键。
[0022]因为本专利技术提供的氘代方法催化剂廉价易得、无毒，操作简便、反应条件温和，反应以氘气为氘源，氘代率高，可一锅法制备高氘代率全氘代吡啶及其衍生物，为国内氘代吡啶及其衍生物的制备提供了一种新方法、新技术，具有较高的应用价值。
附图说明
[0023]图1是本专利技术的实施例1中氘代吡啶的氢谱图；
[0024]图2是本专利技术的实施例7中氘代吡啶的氢谱图；
[0025]图3是本专利技术的实施例7中氘代吡啶的碳谱图；
[0026]图4是本专利技术的实施例14中氘代2
‑
甲基吡啶的氢谱图；
[0027]图5是本专利技术的实施例14中氘代3
‑
甲基吡啶的碳谱图；
[0028]图6是本专利技术的实施例15中氘代3
‑
甲基吡啶的氢谱图；
[0029]图7是本专利技术的实施例15中氘代3
‑
甲基吡啶的碳谱图；
[0030]图8是本专利技术的实施例16中氘代2,4
‑
二甲基吡啶的氢谱图；
[0031]图9是本专利技术的实施例18中氘代2,5
‑
二甲基吡啶的氢谱图；
[0032]图10是本专利技术的实施例21中氘代2
‑
乙基吡啶的氢谱图；
[0033]图11是本专利技术的实施例22中氘代4
‑
二甲胺基吡啶的氢谱图；
[0034]图12是本专利技术的实施例23中氘代2,2
’‑
联吡啶的氢谱图。
具体实施方式
[0035]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本专利技术新型氘代吡啶及其衍生物的制备方法作具体阐述。
[0036]在下述实施例中，提供了一种新型氘代吡啶及其衍生物的制备方法，包括以下步骤：
[0037]在惰性气氛下，以胺基铯、胺基钾及由金属铯盐、钾盐与胺基锂化合物组成的复合催化体系为催化剂，吡啶及其衍生物为反应物，向反应容器中加入芳烃溶剂、烷烃溶剂或醚类溶剂中的任意一种或多种溶剂(或无溶剂)，搅拌，充本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吡啶及其衍生物的新型氘代方法，其特征在于，包括以下步骤：在惰性气氛下，以碱金属盐为催化剂，吡啶及其衍生物为反应物，搅拌，向反应容器中充入氘气，在预定温度下密闭反应预定时间，得到氘代吡啶及其衍生物，所述吡啶及其衍生物包括吡啶、烷基吡啶、芳基吡啶、联二吡啶化合物，所述吡啶及其衍生物的氘代反应通式如式1所示：式1中，R1～R4相互独立地选自H、C1～C
10
的烃基、C6～C
20
的芳基、C6～C
20
的杂芳基、C1～C
10
的烃基氧基以及C1～C
10
的胺基中的任意一种或多种的组合，发生氘代的位置位于吡啶氮原子邻位、间位以及对位中的任意一种或多种组合的碳氢键。2.根据权利要求1所述的一种吡啶及其衍生物的新型氘代方法，其特征在于：其中，所述催化剂为碱金属催化体系，所述碱金属催化体系包括金属锂盐、金属钠盐、金属钾盐、金属铷盐、金属铯盐中的一种或多种。3.根据权利要求2所述的一种吡啶及其衍生物的新型氘代方法，其特征在于：所述金属钠盐包括双(三甲基硅烷基)胺基钠、二异丙胺基钠、叔丁醇钠、乙醇钠、...

【专利技术属性】
技术研发人员：关冰涛，杜惠真，王玲芳，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：