【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机合成，具体涉及一种β-氰烷基吡啶类化合物的合成方法。
技术介绍
1、吡啶类化合物是药物和天然产物的重要骨架单元。其中，烷基吡啶结构是有机化学中一类重要的合成砌块，亦广泛存在于多种药物结构中，如抗肿瘤药物阿帕替尼、质子泵抑制剂奥美拉唑、抗组胺药物苯那敏、降糖药物米达唑等。此外，氰烷基官能团可以容易地转换为其它重要官能团，被广泛应用于天然产物和药物分子的合成。目前构筑氰烷基官能团最常用的合成方法是通过过渡金属或光催化剂催化环丁酮肟衍生物发生环断裂而产生，这为在不使用有毒氰化物的情况下将氰烷基官能团引入有机分子中提供了一种强有力的手段。近年来，烯烃1,2-双官能化反应可以快速合成各种复杂多样的烷基吡啶类化合物(chem commun.2019,55,2336；rsc adv.2021,11,142；org lett.2022,24,7677；orglett.2019,21,4359)。然而，现有的这些合成方法均是基于不易获得的、具氧化还原活性的环丁酮肟衍生物。
2、因此，亟需开发一种通用、简便和高效的方法，以简单易得的、无氧化还原活性的环丁酮肟类化合物作为氰烷基自由基前体，直接将吡啶骨架和氰烷基官能团安装到烯烃中的自由基型1,2-氰烷基吡啶化策略制备结构多样的β-氰烷基吡啶类化合物。烯烃1,2-双官能化反应，可以快速合成各种复杂的烷基吡啶类化合物。然而，通过使用不同的环丁酮肟类化合物作为氰烷基自由基前体，直接将吡啶基团和氰烷基结合到烯烃中的涉及自由基的1,2-烷基吡啶化策略至今仍未被探索。
>技术实现思路
1、本专利技术目的是针对现有β-氰烷基吡啶类化合物合成方法中存在的问题，提供一种操作简便、条件温和、反应高效、底物范围广以及官能团耐受性好，无金属和添加剂参与的β-氰烷基吡啶类化合物合成新路径。
2、本专利技术提供了一种β-氰烷基吡啶类化合物的合成方法，其包括以下步骤：
3、以式i所示的乙烯类化合物、式ii所示的环丁酮肟类化合物和式iii所示的氰基吡啶类化合物为原料，与光催化剂、有机膦、碱和有机溶剂混合，在蓝光照射和惰性气氛下进行反应，反应结束后，经后处理，得到式iv或式v所示的目标产物β-氰烷基吡啶类化合物；
4、或者，以式i所示的乙烯类化合物、式vi所示的环丁酮肟类化合物和式iii所示的氰基吡啶类化合物为原料，与光催化剂、有机膦、碱和有机溶剂混合，在蓝光照射和惰性气氛下进行反应，反应结束后，经后处理，得到式vii或式viii所示的目标产物β-氰烷基吡啶类化合物；
5、所述式i结构式为：所述式ii结构式为：所述式iii结构式为：所述式iv结构式为：所述式v结构式为：所述式vi结构式为：所述式vii结构式为：所述式viii结构式为：
6、其中，环a选自芳基、杂芳基；
7、r2、r3独立地选自h、c1～c10烷基，且r2、r3至少一个为h；
8、r4、r5独立地选自h、氰基、c1～c10烷基、c1～c10烷氧羰基、取代或未取代的6～14元芳基、-nr10r11；r10、r11独立地选自h、c1～c8烷基，或者r10、r11其中一个为h，另一个选自苯基取代或未取代的c1～c8烷氧羰基；r4、r5中，所述取代的6～14元芳基的取代基选自c1～c4烷氧基、c1～c4烷基、卤素；
9、x选自o、s、cr12r13、nr14；r12选自h、c1～c10烷基；r13选自h、氰基、c1～c10烷基、c1～c10烷氧羰基、取代或未取代的6～14元芳基、-nr15r16；r15、r16独立地选自h、c1～c8烷基，或者r15、r16其中一个为h，另一个选自苯基取代或未取代的c1～c8烷氧羰基；r13中，所述取代的6～14元芳基的取代基选自c1～c4烷氧基、c1～c4烷基、卤素；r14选自h、c1～c8烷基、苯基取代或未取代的c1～c8烷氧羰基；
10、环b选自中，波浪线的键与氰基相连，r6则连在其他位点)；
11、r6选自h、c1～c10烷基、取代或未取代的6～14元芳基；r6中，所述取代的6～14元芳基的取代基选自c1～c4烷基、c1～c4烷氧基、卤素；
12、式iv中，环c选自3～6元脂肪环、6～14元芳基环。
13、结合通式式iv和本专利技术实施例，本领域技术人员能够理解，式iv中，环c与环丁酮肟形成并环结构，并且当环c为脂肪环时，其某一碳碳单键与形成并环结构，当环c为芳环时，其某一碳碳双键与形成并环结构。
14、在本专利技术的光催化反应中，对环a上的r1取代基具有极大的兼容性。如本专利技术实施例可知，有机领域常见的取代基，例如烷基、烷氧基、芳基等相对不活泼的取代基，均能兼容于本专利技术反应中；氨基、羟基、酯基等相对活泼的取代基，也能兼容于本专利技术反应中；此外，本专利技术还可以用于直接合成结构复杂的活性分子，例如实施例23～24。因此本专利技术中，环a上的r1取代基基本不影响反应进行，本领域技术人员可以根据需要进行选择适宜的r1，只要r1不干扰光催化反应即可。
15、此外，本专利技术中，环a作为本领域常见的芳基或杂芳基，既能活化乙烯，其对反应影响偏小，因此环a可适用的芳环和芳杂环种类较广，本领域技术人员可以根据需要选择适宜的环a。此外，本专利技术中，式i最好采用1-取代的乙烯，但其也可以采用1,1-二取代的乙烯或1,2-二取代乙烯，但此时烯基上除环a外的取代基需要为烷基，才能进行反应。
16、本专利技术中，式ii和式vi必须为四元环的环丁酮肟类化合物，才能进行开环反应。本专利技术中，式vi为不对称结构，式ii也可能为不对称结构，此时环丁酮肟两边都有可能会断键，优先生成断键后相对较稳定的碳自由基，碳自由基稳定性顺序依次为：苄基类或烯丙基类或叔碳自由基、仲碳自由基、伯碳自由基等。
17、本专利技术中，式ⅲ作为吡啶自由基阴离子前体，自由基偶联上吡啶后，式ⅲ中的氰基以cn负离子形式脱去，故式ⅲ氰基吡啶类化合物的cn位置与化合物环种类对反应的影响程度大，因此式ⅲ中，环b种类范围较窄，且必须限定氰基位点，如4-氰基吡啶类、2-氰基喹啉类、4-氰基喹啉类、1-氰基异喹啉类、4-氰基联吡啶类；环b上不能含有强富电子的取代基(如烷氧基、氨基等)，但环b上的r6取代基位置具有极大的兼容性，如实施例31，r6可以为大位阻的基团。
18、其中，上述方法中，r1选自h、nr7r8、卤素、羟基、取代或未取代的c1～c10烷基、取代或未取代的c1～c10烷氧基、取代或未取代的c1～c10烷氧羰基、取代或未取代的3～6元环烷基、取代或未取代的3～6元杂环烷基、取代或未取代的6～14元芳基、取代或未取代的5～10元杂芳基、r7、r8独立地选自h、c1～c8烷基，或者r7、r8其中一个为h，另一个选自苯基取代或未取代的c1～c8烷氧羰基；r1中，所述取代的c1～c10烷基、取代的c1～c10烷氧基、取代的c1～c10烷氧羰基、取代的3～6元环烷基、取代的3～6元杂环烷基、取代的6～14元芳基本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.β-氰烷基吡啶类化合物的合成方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的β-氰烷基吡啶类化合物的合成方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的β-氰烷基吡啶类化合物的合成方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的β-氰烷基吡啶类化合物的合成方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的β-氰烷基吡啶类化合物的合成方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的β-氰烷基吡啶类化合物的合成方法，其特征在于：
7.根据权利要求1所述的β-氰烷基吡啶类化合物的合成方法，其特征在于：至少满足下列的一项：
8.根据权利要求1所述的β-氰烷基吡啶类化合物的合成方法，其特征在于：
9.根据权利要求1～8任一项所述的β-氰烷基吡啶类化合物的合成方法，其特征在于：
10.根据权利要求1～9任一项所述的β-氰烷基吡啶类化合物的合成方法，其特征在于：至少满足下列的一项：
【技术特征摘要】
1.β-氰烷基吡啶类化合物的合成方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的β-氰烷基吡啶类化合物的合成方法，其特征在于：
3.根据权利要求1所述的β-氰烷基吡啶类化合物的合成方法，其特征在于：
4.根据权利要求1所述的β-氰烷基吡啶类化合物的合成方法，其特征在于：
5.根据权利要求1所述的β-氰烷基吡啶类化合物的合成方法，其特征在于：
6.根据权利要求1所述的β-...
【专利技术属性】
技术研发人员：易东，韦思平，刘瑞，李位财，邹婷，付强，张智杰，陆飞阳，
申请(专利权)人：西南医科大学，
类型：发明
国别省市：
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