【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于有机合成，具体涉及一种烷基化含氮杂环化合物及其制备方法与应用。
技术介绍
1、吡啶衍生物作为生物医药以及化工领域一类重要的化合物，广泛存在于药物分子以及化工产品骨架中，对于这种复杂分子中n杂环片段的修饰通常可以得到性能相近或不同的类似物；常见的缺电子杂环的官能团化策略包括金属催化的c-h键活化策略、minisci类型的自由基反应等，由于实际应用以及反应的可操作性问题，自由基机理的官能团化反应条件简单、温和、成本低，适合用于吡啶衍生物的实际合成与修饰。近年来许多基于minisci反应的缺电子杂环修饰方法被广泛报道，但大多方法由于其成本偏高或复杂操作限制其应用。
2、过渡金属催化的c-h键活化反应广泛应用于c-c键的构建，2002年，miyaura等报道了[ircl(cod)]2作为催化剂的吡啶及其衍生物c3位硼化反应，该反应是基于hartwig-miyaura c-h硼基化反应进行的。该反应机理为铱、配体、b2pin2混合得到具有催化活性的铱配合物，后经c-h键活化得到最终产物，该反应的产物吡啶硼酸酯是后续偶联反应的关键中间体；2011年，ye等人报导了在钯催化剂和双齿配体条件下的吡啶c3位选择性烯基化和芳基化反应，反应的亮点在于通过双齿配体促进的trans-effect机理选择性活化c3位的c-h键，进而促进c-pd键的形成，该反应具有良好的位点选择性以及活性；2020年，冯超课题组报道了pd催化的吡啶膦盐与碘代芳杂环的偶联反应，实现了吡啶类化合物的芳基化修饰。该反应是基于2016年deng等人的工作，
3、自由基加成通常认为是c-c键构建的常用方法，其中minisci反应是被广泛使用的缺电子杂环官能团化修饰的方法，传统的minisci反应是质子化吡啶环与脱羧形成的烷基自由基在银催化剂下的自由基加成的过程。2016年，chen课题组报道了硼酸作为自由基前体的可见光介导的minisci反应，对于吡啶衍生物在内的缺电子杂环进行官能团化修饰。反应在钌催化剂条件下以高碘化物作为氧化剂进行，但是反应运用到了强氧化剂以及贵金属催化剂，反应成本提高，进而降低了该方法的应用性；2017年，molander课题组提出了无需金属催化的以三氟硼酸钾类化合物作为自由基前体的缺电子杂环官能团化策略，反应同样是可见光介导的自由基反应机理，mesacr为光敏剂，并且同样需要氧化剂和酸的参与，但是光反应很难应用于大规模生产；2020年，wang课题组报道了可见光介导的以硼酸为自由基前体的minisci反应，该方法也是应用于吡啶及其衍生物的后修饰，但是反应与常规的光反应相同，使用到了ir光敏剂，并且光反应的设备等问题应用上存在限制；自由基反应条件相对简单、温和，但是可见光介导的反应多数用到光敏剂，并且反应的设备以及放大反应的效率都存在一定问题，在实际化工生产中也很少应用到光反应进行大批量生产。
4、含氮杂环化合物作为生物医药以及化工领域一类重要的化合物，广泛存在于药物分子以及化工产品骨架中。硼酸及其类似物作为广泛存在的一类化合物，其成本低廉、性质稳定，可以作为良好的自由基前体产生烷基自由基与含氮杂环发生自由基加成得到烷基化的含氮杂环化合物。以往的研究中需要金属催化或可见光条件介导的minisci反应来实现该过程，近些年也发展了氧气条件下的烷基化方法，但是上述方法往往具有反应操作复杂繁琐、反应成本高、底物范围小等缺点。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种烷基化含氮杂环化合物及其制备方法与应用，以克服现有技术的不足。
2、为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：
3、本专利技术实施例提供了一种烷基化含氮杂环化合物的制备方法，其包括：使包含含氮杂环化合物、硼酸类化合物、氧化剂、添加剂和溶剂的混合反应体系进行反应，制得烷基化含氮杂环化合物。
4、本专利技术实施例还提供了前述的制备方法制得的烷基化含氮杂环化合物。
5、本专利技术实施例还提供了前述的烷基化含氮杂环化合物在制备药物分子或化工产品骨架中的用途。
6、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
7、(1)本专利技术提供的烷基化含氮杂环化合物的制备方法反应条件温和，无需酸碱及高温加热，可在室温及空气氛围下进行反应；
8、(2)本专利技术提供的烷基化含氮杂环化合物的制备方法有良好的底物适用性，可实现不同的含氮杂环化合物的多种烷基化修饰；
9、(3)本专利技术提供的烷基化含氮杂环化合物的制备方法操作简单，产率良好，大大提高实用性，有望应用于大规模生产。
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1.一种烷基化含氮杂环化合物的制备方法，其特征在于，包括：使包含含氮杂环化合物、硼酸类化合物、氧化剂、添加剂和溶剂的混合反应体系进行反应，制得烷基化含氮杂环化合物。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括：将含氮杂环化合物、硼酸类化合物、氧化剂、添加剂与溶剂混合并于室温-90℃反应1h-24h，再经纯化分离处理，制得所述烷基化含氮杂环化合物；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述含氮杂环化合物包括4-氯喹啉、4-甲基喹啉、4-溴喹啉、4-氰基喹啉、喹啉、喹喔啉、2-甲基喹喔啉、苯并噻唑、5-溴苯并噻唑、4-叔丁基吡啶、4-苯基吡啶、2，6-二氰基吡啶、氯雷他定、喜树碱、8-苯基氟硼二吡咯中的任意一种或多种的组合；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述硼酸类化合物包括乙基硼酸、丙基硼酸、丁基硼酸、戊基硼酸、己基硼酸、庚基硼酸、辛基硼酸、异丙基硼酸、异戊基硼酸、仲丁基硼酸、环丁基硼酸、环戊基硼酸、环己基硼酸、戊-4-烯-1-基硼酸、1-(叔丁氧基羰基)吡咯烷-2-基硼酸、环己-1-烯-1-基硼酸、乙基硼酸
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述氧化剂包括过硫酸胺、过硫酸钾、过硫酸钠中的任意一种或多种的组合，优选为过硫酸胺；
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述溶剂包括1，2-二氯乙烷、二氯甲烷、环己烷、六氟异丙醇、二甲基亚砜、二甲基亚砜水溶液中的任意一种或多种的组合，其中，所述二甲基亚砜水溶液中二甲基亚砜与水的体积比为1：0.5-1：1.5；
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述混合反应体系中含氮杂环化合物的初始浓度为0.15-0.3mmol/mL，优选为0.25-0.28mmol/mL。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述含氮杂环化合物与硼酸类化合物的摩尔比为1∶1-1∶5，优选为1∶2-1∶5，尤其优选为1∶2-1∶2.2；
9.由权利要求1-8中任一项所述的制备方法制得的烷基化含氮杂环化合物。
10.权利要求9所述的烷基化含氮杂环化合物在制备药物分子或化工产品骨架中的用途。
...【技术特征摘要】
1.一种烷基化含氮杂环化合物的制备方法，其特征在于，包括：使包含含氮杂环化合物、硼酸类化合物、氧化剂、添加剂和溶剂的混合反应体系进行反应，制得烷基化含氮杂环化合物。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括：将含氮杂环化合物、硼酸类化合物、氧化剂、添加剂与溶剂混合并于室温-90℃反应1h-24h，再经纯化分离处理，制得所述烷基化含氮杂环化合物；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述含氮杂环化合物包括4-氯喹啉、4-甲基喹啉、4-溴喹啉、4-氰基喹啉、喹啉、喹喔啉、2-甲基喹喔啉、苯并噻唑、5-溴苯并噻唑、4-叔丁基吡啶、4-苯基吡啶、2，6-二氰基吡啶、氯雷他定、喜树碱、8-苯基氟硼二吡咯中的任意一种或多种的组合；
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述硼酸类化合物包括乙基硼酸、丙基硼酸、丁基硼酸、戊基硼酸、己基硼酸、庚基硼酸、辛基硼酸、异丙基硼酸、异戊基硼酸、仲丁基硼酸、环丁基硼酸、环戊基硼酸、环己基硼酸、戊-4-烯-1-基硼酸、1-(叔丁氧基羰基)吡咯烷-2-基硼酸、环己-1-烯-1-基硼酸、乙基硼酸频哪醇酯、丙基硼酸频哪醇酯、丁基硼酸频哪醇酯、环戊基硼酸频哪醇酯、环己基硼酸频哪醇酯、癸基硼酸频哪醇酯、苄基硼酸频哪醇酯、苯乙基硼酸频哪醇酯、叔丁基硼酸频哪醇酯、戊-4-炔-1-基硼酸频哪醇酯、四氢-2h-吡喃-4-...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈刚，姚秋丽，周昱彤，彭小五，
申请(专利权)人：中国科学院青海盐湖研究所，
类型：发明
国别省市：
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