一种氮杂环丁烷化合物的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种氮杂环丁烷化合物的制备方法，以铜(I)配合物光敏剂为催化剂，催化有机胺与炔烃发生自由基反应，生成一系列四元环结构的氮杂环丁烷化合物，且制备方法简单，条件温和，解决了现有技术中制备条件苛刻、底物适用范围窄的问题。用范围窄的问题。用范围窄的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种氮杂环丁烷化合物的制备方法


[0001]本专利技术属于有机合成领域，具体涉及一种氮杂环丁烷化合物的制备方法。

技术介绍

[0002]氮杂环丁烷是广泛用于药物化学的四元饱和氮杂环化合物，由于其刚性的化学骨架和新颖的化学活性可以用作药物分子的合成砌块。尽管将氮杂环丁烷引入到复杂分子中是非常可取的，但通常缺乏高效便捷的合成方法来构建氮杂四元环的骨架。比如，四元环固有的环张力、空间拥挤的性质，使得从简单的起始材料中原子经济地制备多取代多官能团化的氮杂环丁烷是具有一定的挑战性，如反应式a所示，传统的氮杂环丁烷合成方法包括通过4
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exo
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tet环化反应，底物适用范围窄，近几年，通过分子内和分子间的光诱导[2+2]aza
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Patern
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B
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chi反应，以及氮杂三元环的自由基扩环反应，构建一系列复杂的氮杂环丁烷骨架，二者均需要在紫外光以及紫外光光敏剂下进行，条件相对苛刻，对底物的取代基要求苛刻，且同样存在底物适用范围窄的问题；且现有的用光催化的方法来生成四元环主要是用贵金属铱、钌光敏剂，在紫外光等高热条件下才能实现，成本高。因此，开发新的合成方法来获得具有不同取代基结构和立体化学结构的氮杂环丁烷骨架具有重要意义。
[0003]Liu(TertiaryAmines Acting as Alkyl Radical Equivalents Enabled by a P/N Heteroleptic Cu(I)Photosensitizer.Org.Lett.2020,22,8888
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8893.(b)P/N Heteroleptic Cu(I)
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Photosensitizer
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Catalyzed Deoxygenative Radical Alkylation ofAromatic Alkynes with Alkyl Aldehydes Using Dipropylamine as a Traceless Linker Agent.ACS Catal.2020,10,7563
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7572.)最近报道了一种通过光诱导铜催化叔胺与芳香炔烃的交叉偶联有效合成烯丙基芳烃的方法(如反应b所示)，Cu(I)(Xantphos)(2,9
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diisopropyl
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1,10
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phenanthroline)PF4用作光敏剂，机理研究表明，α
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氨基烷基中间体加成到炔烃上，然后是乙烯基基团1,5
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HAT，通过C
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N键均裂得到最终产物烯丙基芳烃而不是氮杂环丁烷，且但这种方法仅限于芳基炔烃和链状烷基胺，光敏铜配合物相比其他贵金属光敏剂更廉价且易制备，并在许多重要的光化学反应中表现出独特的催化性能，铜配合物催化持续的自由基效应是由于其具有多种可及的氧化态，且具有高度可调的氧化还原性质。目前，尚未有文献公开利用光敏铜配合物制备一系列氮杂环丁烷化合物。
[0004]
技术实现思路

[0005]本专利技术解决的技术问题为：提供一种氮杂环丁烷化合物的制备方法，以铜(I)配合物光敏剂为催化剂，催化有机胺与炔烃发生自由基反应，生成一系列四元环结构的氮杂环丁烷化合物，且制备方法简单，条件温和，用以解决现有技术中制备条件苛刻、底物适用范围窄的问题。
[0006]本专利技术提供的具体解决方案如下：
[0007]本专利技术提供了一种氮杂环丁烷化合物的制备方法，在蓝光照射下，以铜(I)配合物光敏剂为光催化剂，催化有机胺与炔烃反应生成四元环结构的氮杂环丁烷化合物，所述有机胺选自仲胺或叔胺中的一种，所述铜(I)配合物光敏剂选自如下结构中的一种：
[0008][0009]基于本专利技术的技术方案，具有如下有益效果：
[0010](1)基于本专利技术的方法，在蓝光照射下，以铜(I)配合物光敏剂为催化剂，催化有机胺与炔烃发生自由基反应，生成四元环结构的氮杂环丁烷化合物，底物适用范围宽，可合成了一系列氮杂环丁烷化合物。
[0011](2)现有的用光催化的方法来生成四元环主要是用贵金属铱、钌光敏剂，且反应需要在紫外光等高热条件下才能实现，本专利技术所用铜光敏剂廉价易得，反应条件温和，在可见光蓝光照射下使烷基胺和炔烃发生自由基串联环化反应来构建四元环，制备方法简单，条件温和，显著降低了生产成本。
[0012]在上述方案的基础上，本专利技术还可以进行如下改进：
[0013]进一步，所述有机胺为如式I所示的叔胺，所述氮杂环丁烷化合物的结构如式III所示，式III所示的氮杂环丁烷化合物的制备方法包括如下步骤：以所述铜(I)配合物光敏剂为光催化剂，在蓝光照射下以及惰性气体保护下，将式I所示的叔胺、式II所示的炔烃在第一有机溶剂中反应生成式III所示的四元环结构的氮杂环丁烷化合物，所述第一有机溶剂选自乙腈、DMF、THF、1,4
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二氧六环中的一种或者几种任意比例的混合物，
[0014][0015]所述有机胺为如式IV所示的仲胺，所述氮杂环丁烷化合物的结构如式IV所示，式IV所示的氮杂环丁烷化合物的制备包括如下步骤：以所述铜(I)配合物光敏剂为光催化剂，在蓝光照射下以及惰性气体保护下，将式IV所示的仲胺、式II所示的端基炔以及式V所示的醛在第二有机溶剂中反应生成式VI所示的四元环结构的氮杂环丁烷化合物，所述第二有机溶剂选自乙腈、DMF、THF、1,4
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二氧六环中的一种或者几种任意比例的混合物，
[0016][0017]其中，R0选自H、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳香基中的一种，R1选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳香基、取代或未取代的杂芳香基、取代或未取代的硅烷基、取代或未取代的酯基中的一种；R2选自H、取代或未取代的烷基中的一种，R3选自取代或未取代的烷基，R4和R8分别选自H、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳香基中的一种且R4和R8不同时为H，或者R4和R8结合成环状基团，R5和R6分别独立地选自烷基或者结合成环状基团，R7选自烷基或芳香基中的一种。
[0018]基于本专利技术的方法，Cu光敏剂催化叔胺(具有至少一个α
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三级碳)与具有不同取代基的炔烃发生自由基串联反应，涉及氮原子α位的两个C(sp3)
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H键的官能化反应来构建氮杂环丁烷骨架，并将该策成功地推广到三组分(仲胺、醛、炔)自由基串联环化反应中，不同醛以及仲胺的使用又进一步拓宽了底物的适用范围，提供了一种新的分子间环化策略，成功构建了多取代的氮杂环丁烷化合物；原料来源广泛、可见光、廉价易得的光催化剂以及温和的反应条件，使得该反应更加适用于工业。
[0019]优选地，R0选自甲基、苯基或氯苯基中的一种；
[0020]优选地，R1选自取代或未取代的苯基、取代或未取代的2
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吡啶基、取代或未取代的甲酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种氮杂环丁烷化合物的制备方法，其特征在于，在蓝光照射下，以铜(I)配合物光敏剂为光催化剂，催化有机胺与炔烃反应生成四元环结构的氮杂环丁烷化合物，所述有机胺选自仲胺或叔胺中的一种，所述铜(I)配合物光敏剂选自如下结构中的一种：2.根据权利要求1所述的氮杂环丁烷化合物的制备方法，其特征在于，所述有机胺为如式I所示的叔胺，所述氮杂环丁烷化合物的结构如式III所示，式III所示的氮杂环丁烷化合物的制备方法包括如下步骤：以所述铜(I)配合物光敏剂为光催化剂，在蓝光照射下以及惰性气体保护下，将式I所示的叔胺、式II所示的炔烃在第一有机溶剂中反应生成式III所示的四元环结构的氮杂环丁烷化合物，所述第一有机溶剂选自乙腈、DMF、THF、1,4
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二氧六环中的一种或者几种任意比例的混合物，所述有机胺为如式IV所示的仲胺，所述氮杂环丁烷化合物的结构如式IV所示，式IV所示的氮杂环丁烷化合物的制备包括如下步骤：以所述铜(I)配合物光敏剂为光催化剂，在蓝光照射下以及惰性气体保护下，将式IV所示的仲胺、式II所示的端基炔以及式V所示的醛在第二有机溶剂中反应生成式VI所示的四元环结构的氮杂环丁烷化合物，所述第二有机溶剂选自乙腈、DMF、THF、1,4
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二氧六环中的一种或者几种任意比例的混合物，其中，R0选自H、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳香基中的一种，R1选自取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳香基、取代或未取代的杂芳香基、取代或未取代的硅烷基、取代或未取代的酯基中的一种；R2选自H、取代或未取代的烷基中的一种，R3选自取代或未取代的烷基，R4和R8分别选自H、取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳香基中的一种且R4和R8不同时为H，或者R4和R8结合成环状基团，R5和R6分别独立地选自烷基或者结合成环状基团，R7选自烷基或芳香基中的一种。3.根据权利要求2所述的氮杂环丁烷化合物的制备方法，其特征在于，R0选自甲基、苯基或氯苯基中的一种；优选地，R1选自取代或未取代的苯基、取代或未取代的2
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吡啶基、取代或未取代的甲酸酯基、取代或未取代的三甲基硅基中的一种；优选地，R1为取代的苯基、取代的2
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吡啶基、取代的甲酸酯基、取代的三甲基硅基时，所
述取代基选自三氟甲基、腈基、磺酰胺基、酰胺基、烷氧基、烷基或卤素中的一种。优选地，R2选自H或甲基；优选地，R3选自甲基、乙基、异丙基...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国柱，李建烨，
申请(专利权)人：华中师范大学，
类型：发明
国别省市：