一种基于Fe催化常温常压合成咔唑N-H官能团化产物的方法技术

本发明专利技术涉及一种基于Fe催化常温常压合成咔唑N

【技术实现步骤摘要】
一种基于Fe催化常温常压合成咔唑N
‑
H官能团化产物的方法


[0001]本专利技术涉及一种基于Fe催化常温常压合成咔唑N
‑
H官能团化产物的方法。

技术介绍

[0002]咔唑N
‑
H官能团化产物是许多设计药物分子的核心结构，如5
‑
HT6受体拮抗剂，可用于治疗中枢神经系统疾病。N
‑
取代咔唑类一般通过对映选择性还原胺化合成，且后期需要费歇尔吲哚化来构建杂环。
[0003]直接合成咔唑N
‑
H官能团化产物方法的报道较少，尽管文献He,F.；Koenigs,R.M.Borane
‑
CatalyzedCarbazolation Reactions of Aryldiazoacetates.Org.Lett.2021,23,5831
‑
5835.已经对这类化合物的合成方法做了详细报道，但是该方法具有以下的局限性：1、需要在加热条件下反应；2、使用非金属硼烷作为催化剂。现有报道的直接合成咔唑N
‑
H官能团化产物方法一般是使用贵金属和非金属催化剂催化反应，成本高，条件复杂，不易于工业化生产。
[0004]重氮化合物作为卡宾前体，在有机合成中是高度通用的化合物。它可以在过渡金属催化剂的存在下，产生高活性的金属卡宾物种，插入到N
‑
H键中。重氮化合物的N
‑
H插入反应是一种广泛、温和、选择性的胺获取方法。因此插入反应被认为是建立C
‑
N键最有效和原子经济的方法之一。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于Fe催化常温常压合成咔唑N
‑
H官能团化产物的方法。
[0006]本专利技术的方法收率高、条件简单、废弃物排放量少、反应设备简单、易于工业化生产。
[0007]本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0008]一种基于Fe催化常温常压合成咔唑N
‑
H官能团化产物的方法，包括步骤如下：
[0009]在有机溶剂中将α
‑
芳基
‑
α
‑
重氮酯与咔唑或咔唑衍生物混合，加入Fe催化剂和添加剂，常温常压下反应，得到咔唑N
‑
H官能团化产物；
[0010]α
‑
芳基
‑
α
‑
重氮酯结构如式I所示：
[0011][0012]R1选自烷基、烷氧基、芳香基、卤素或氢；R2选自烷基、卞基。
[0013]根据本专利技术优选的，咔唑衍生物结构如式II所示：
[0014][0015]R3选自烷基、烷氧基、芳香基、卤素或氢，R4选自烷基、烷氧基、芳香基、卤素或氢。
[0016]根据本专利技术优选的，得到的咔唑N
‑
H官能团化产物结构如式III所示：
[0017][0018]R1、R2、R3、R4同上。
[0019]根据本专利技术优选的，所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、二氯甲烷、1,2
‑
二氯乙烷、三氯甲烷或四氯甲烷。
[0020]进一步优选的，所述有机溶剂为二氯甲烷、1,2
‑
二氯乙烷、三氯甲烷或四氯甲烷。
[0021]根据本专利技术优选的，α
‑
芳基
‑
α
‑
重氮酯与咔唑或咔唑衍生物的摩尔比为1:1～1:5。
[0022]进一步优选的，α
‑
芳基
‑
α
‑
重氮酯与咔唑或咔唑衍生物的摩尔比为1:2～1:4。
[0023]最为优选的，α
‑
芳基
‑
α
‑
重氮酯与咔唑或咔唑衍生物的摩尔比为1:3。
[0024]根据本专利技术优选的，所述的Fe催化剂为1,2
‑
二苯基
‑3‑
(2,4
‑
二氟苯基)salan
‑
Fe(III)。
[0025]根据本专利技术优选的，1,2
‑
二苯基
‑3‑
(2,4
‑
二氟苯基)salan
‑
Fe(III)的合成路线如下式Ⅳ：
[0026][0027]具体的，1,2
‑
二苯基
‑3‑
(2,4
‑
二氟苯基)salan
‑
Fe(III)是按如下方法制得：
[0028]在圆底烧瓶中依次加入3
‑
溴水杨醛(5.0mmol，1.0eq)，2,4
‑
二氟苯硼酸(5.5mmol，1.1eq)，K2CO3(20.0mmol，4.0eq)和Pd(PPh3)4(0.1mmol，2mol％)，加入甲苯(10mL)、乙醇(5mL)水(2.5mL)作为溶剂，氮气保护下将反应混合物置于90℃的油浴中搅拌反应，TLC监测反应完成后，将混合物冷却至室温，加二氯甲烷(10mL)稀释，用水洗(10mL
×
2)，无水硫酸镁干燥，过滤并减压浓缩，以乙酸乙酯
‑
石油醚为洗脱剂进行硅胶柱层析，得到产物S1；
[0029]将S1(3mmol，1.0eq)溶于EtOH(10mL)中，加入1,2
‑
二苯基乙二胺(3mmol,1.0eq)，氮气保护下将反应混合物置于80℃的油浴中搅拌反应6h。反应冷却至大量固体析出，抽滤，得到产物S2；
[0030]将S2(2.0mmol，1.0eq)溶于10mL混合溶剂(MeOH/DCM＝1:1)中，溶液冷却至0℃，加入硼氢化钠(4.0mmol，2.0eq)，于0℃继续反应至反应完全(TLC监测S2消失)，蒸除溶剂，以乙酸乙酯
‑
石油醚为洗脱液进行硅胶柱层析，得到配体S3；
[0031]将FeCl3(1.05mmol，1.05当量)加入到S3(1mmol，1.0等量)和乙醇(10mL)的混合溶液中，回流4小时，得到紫色溶液。在真空中蒸发反应混合物，残留物在硅胶(二氯甲烷/MeOH＝19：1)上进行色谱分析，得到催化剂S4。
[0032]根据本专利技术优选的，α
‑
芳基
‑
α
‑
重氮酯与催化剂的摩尔比为1:0.01～1:1。
[0033]进一步优选的，α
‑
芳基
‑
α
‑
重氮酯与催化剂的摩尔比为1:0.01～1:0.1。
[0034]最为优选的，α
‑
芳基
‑
α
‑
重氮酯与Fe催化剂的摩尔比为1:0.05。
[0035]根据本专利技术优选的，所述的添加剂为NaBAR
F
。
[0036]根据本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Fe催化常温常压合成咔唑N
‑
H官能团化产物的方法，包括步骤如下：在有机溶剂中将α
‑
芳基
‑
α
‑
重氮酯与咔唑或咔唑衍生物混合，加入Fe催化剂和添加剂，常温常压下反应，得到咔唑N
‑
H官能团化产物；α
‑
芳基
‑
α
‑
重氮酯结构如式I所示：式I，R1选自烷基、烷氧基、芳香基、卤素或氢；R2选自烷基、卞基。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，咔唑衍生物结构如式II所示：式II，R3选自烷基、烷氧基、芳香基、卤素或氢，R4选自烷基、烷氧基、芳香基、卤素或氢。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂为甲苯、二甲苯、二氯甲烷、1,2
‑
二氯乙烷、三氯甲烷或四氯甲烷。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂为二氯甲烷、1,2
‑
二氯乙烷、三氯甲烷或四氯甲烷。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，α
‑
芳基
‑
α
‑
重氮酯与咔唑或咔唑衍生物的摩尔比为1:1～1:5，优选的，α
‑
芳基
‑
α
‑
重氮酯与咔唑或咔唑衍生物的摩尔比为1:2～1:4。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的Fe催化剂为1,2
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘磊，姚玲芳，于晓龙，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：