CN108690007A - 过渡金属催化的c-h偶联反应高效制备邻氰基化芳香环或不饱和脂肪环类化合物 - Google Patents

过渡金属催化的c-h偶联反应高效制备邻氰基化芳香环或不饱和脂肪环类化合物 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于N1,N3‑二取代咪唑型离子液体为溶剂，N‑氰基‑N‑苯基对甲苯磺酰胺为氰基源，过渡金属催化的C‑H偶联反应高效制备邻氰基化芳香环或不饱和脂肪环类化合物的绿色合成新方法。本发明相比于传统技术，更安全、简便、高效、环境友好；官能团容忍性好，收率高；溶剂和催化剂可循环使用，大大降低了成本；无需进行底物的预活化并且反应条件温和，降低了操作难度。可以快速高效地获得邻氰基化衍生物分子库，并且氰基可以进一步转化为羧基、氨基、杂环等功能基团，为天然产物以及药物分子的后期修饰提供重要帮助。

Description

过渡金属催化的C-H偶联反应高效制备邻氰基化芳香环或不 饱和脂肪环类化合物
技术领域
本发明涉及一种基于N1,N3-二取代咪唑型离子液体为溶剂，N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺为氰基源，过渡金属催化的C-H偶联反应高效制备邻氰基化芳香环或不饱和脂肪环类化合物的绿色合成新方法。
背景技术
氰基作为一种重要的官能基团广泛存在于药物，农用化学品和天然产物的分子结构中。例如，抗癌药物Neratinib以及抗HIV药物Etravirine均具有氰基官能团。此外，具有氰基官能团的化合物是一种非常有价值的中间体，因为氰基可以进一步地衍生为其他重要的官能基团，如羧基、醛类、胺基和杂环等[参见：(a) A. Kleemann, J. Engel, B.Kutscher and D. Reinheim, Pharma-ceutical, Substance: Synthesis, Patents, Applications, Georg Thieme, Stuttgart, 4th edn, 2001; (b) I. K. Mangion,Benjamin D. Sherry, J.-J Yin and F. J. Fleitz, Org. Lett., 2012, 14, 3458.]。因此，氰化物的合成方法研究受到了国内外学术界和产业界的高度重视。氰基化的传统方法包括Rosenmund-von Braun反应和Sandmeyer反应[参见：(a) K. W. Rosenmund and E.Struck, Ber. Dtsch. Chem. Ges., 1919, 52, 1749; (b) T. Sandmeyer, Ber. Dtsch. Chem. Ges., 1884, 17, 2650.]，但这两种方法操作条件繁琐并且需要使用化学计量的CuCN。为了解决上述问题，科学家们发明了芳卤化物的交叉偶联氰基化反应，这也是现在广泛使用的氰基化方法之一。然而，它需要对芳烃预活化，并且在反应过程中产生等化学计量的卤代副产物[参见：(a) M. Sundermeier, A. Zapf and M. Beller, Angew. Chem., Int. Ed., 2003, 42, 1661; (b) G. Yan, C. Kuang, Y. Zhang and J. Wang, Org. Lett., 2010, 12, 1052; (c) C. W. Liskey, X. Liao and J. F. Hartwig, J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 11389; (d) A. V. Ushkov and V. V. Grushin, J. Am. Chem. Soc., 2011, 133, 10999; (e) T.-J Gong, B. Xiao, W.-M Cheng, W. Su, J.Xu, Z.-J Liu, L. Liu and Y. Fu, J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 10630.]。随着科学家们对氰基化反应的更深入研究，一种过渡金属催化的C-H偶联氰基化反应成为了更为简便高效的氰基化方法[参见：(a) J. Peng, J. Zhao, Z. Hu, D. Liang, J. Huang andQ. Zhu, Org. Lett., 2013, 44, 4966; (b) P. Cotugno, A. Monopoli, F. Ciminale,A. Milella and A. Nacci, Angew. Chem., Int. Ed., 2014, 53, 13563; (c) D.-GYu, T. Gensch, A. F. De, S. Vásquez-Céspedes and F. Glorius, J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 17722; (d) Amit B. Pawar and Sukbok Chang, Org. Lett., 2015,17, 660; (e) C.-R Qi, X.-H Hua and H.-F Jiang, Chem. Commun., 2017, 53,7994.]。但是，该方法通常需要高温或/和无氧等苛刻的反应条件，并采用大极性且有毒的有机试剂作为反应溶剂，以价格昂贵的过渡金属或者特殊的配体催化反应，成本高且造成了极大地环境污染。这些问题在很大程度上限制了C-H偶联氰基化反应的应用。因此，开发一种简便安全、绿色经济的偶联反应实现快速高效制备氰基化合物的新方法是目前化学合成方法学研究的热点和难点。
近年来，离子液因具有低毒、不可燃、良好的热稳定性和化学稳定性、不产生蒸气压、极好的溶解性等优点受到了科学界和工业界的广泛关注。目前，离子液已成功运用于一些经典的有机合成反应[参见：(a) P. Ehlers, A. Petrosyan, J. Bau mgard, S. Jopp,N. Steinfeld, T. V. Ghochikyan, A. S. Saghyan, C. Fischer, P. Langer,ChemCatChem 2013, 5, 2504; (b) R. Šebesta, I. Kmentová, Š. Toma, Green Chem.2008, 10, 484; (c) W. Xu, N. Yoshikai, Chem. Sci. 2017, 8, 5299.]。但其作为过渡金属催化的C-H偶联反应的溶剂体系仍未见报道。
发明内容
本发明以离子液为溶剂、N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺为氰基源、过渡金属催化C-H偶联反应高效制备邻氰基化芳香环或不饱和脂肪环类化合物，解决了传统邻氰基化芳香环或不饱和脂肪环类化合物的合成中步骤冗长、反应条件苛刻、使用有毒有机溶剂、成本较高、无法实现工业生产等问题，提供了一种较已有报道更加简便、温和、高效、环境友好并且反应体系可循环使用的制备方法，降低了生产成本，极大地提高了该类反应的应用价值，具有很好的前景。
本发明的技术路线以芳香杂环、肟醚、偶氮或烯基杂环、肟醚、偶氮类化合物为底物，以N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺为氰基源，在室温条件下直接一步偶联；其化学反应式如下所示：
（1）
A环为吡啶基、吡唑基、嘧啶基、噁唑啉基、异喹啉基、三氮唑基；B环为苯基、α-萘基、β-萘基、噻吩基、呋喃基、吡咯基、吲哚基、二氢吲哚基、环戊烯基、环己烯基、环辛烯基；R1、R2为氢、卤素、烷基、苄基、苯基、取代芳基、杂芳基、烷氧基、羰基、醛基、羧基、羧基、氰基、烷酰氧基、酰胺基中的一种或一种以上；R3、R4为烷基、芳基、烯烃基、羟乙基、磺酸丙基、磺酸丁基、胺乙基、胺丙基、羧甲基、羧乙基、乙氧基甲基、乙氧基乙基、乙酸乙酯基中的一种或一种以上；X为卤素、硝酸根、高氯酸根、醋酸根、三氟乙酸根、氢氧根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、六氟锑酸根、甲磺酸根、三氟甲磺酸根、双三氟甲磺酰亚胺根、二氰乙胺、硫酸甲酯、磷酸二甲酯；
（2）
A环为苯基、α-萘基、β-萘基、噻吩基、呋喃基、吡咯基、吲哚基、二氢吲哚基、环戊烯基、环己烯基、环辛烯基；R1、R3为氢、卤素、烷基、苯基、苄基、取代芳基、杂芳基、烷氧基、羰基、醛基、羧基、氰基、烷酰氧基、酰胺基中的一种或一种以上；R2为氢、烷基、苄基、苯基、取代芳基、杂芳基；R4、R5为烷基、芳基、烯烃基、羟乙基、磺酸丙基、磺酸丁基、胺乙基、胺丙基、羧甲基、羧乙基、乙氧基甲基、乙氧基乙基、乙酸乙酯基中的一种或一种以上；X1为碳原子、氮原子；X2为碳原子、氧原子；X3为卤素、硝酸根、高氯酸根、醋酸根、三氟乙酸根、氢氧根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、六氟锑酸根、甲磺酸根、三氟甲磺酸根、双三氟甲磺酰亚胺根、二氰乙胺、硫酸甲酯、磷酸二甲酯。
制备步骤如下：
（1）在洁净的反应器中加入芳香杂环、肟醚、偶氮或烯基杂环、肟醚或偶氮类化合物、N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺、催化剂、添加剂和离子液，室温下搅拌24小时；
（2）反应完全后，加入环己烷萃取，收集环己烷层，减压蒸馏除去溶剂，残留物采用硅胶柱层析分离纯化即得产品；离子液层经减压干燥后可循环使用，循环使用时无需添加新的催化剂、添加剂和离子液。
步骤（1）中，催化剂为三氯化铑、醋酸铑、乙酰丙酮三苯基膦羰基铑、双环辛烯氯化铑二聚体、二氯（五甲基环戊二烯基）合铑（III）二聚体、(二(六氟锑酸)三乙腈(五甲基环戊二烯基)铑(III))，三苯基膦氯化铑、三氯化钌、三苯基膦氯化钌、二氯二羰基双三苯基膦钌、双（2-甲基烯丙基）（1,5-环辛二烯）钌（II）、对伞花烃二氯化钌二聚体、二氯（五甲基环戊二烯基）合铱（III）二聚体、二氯（五甲基环戊二烯基）合钴（III）二聚体、五甲基环戊二烯基羰基二碘化钴、(二(六氟锑酸)三乙腈(五甲基环戊二烯基)钴(III))中的一种或一种以上。
步骤（1）中的添加剂为硝酸银、乙酸银、碳酸盐、硫酸银、甲烷磺酸银、三氟甲烷磺酸银、对甲苯磺酸银、双三氟甲烷磺酰亚胺银，三氟甲烷磺酸银，六氟锑酸银、四氟硼酸银、六氟磷酸银中的一种或一种以上。
步骤（1）中的离子液为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐、1-丁基-3-甲基咪唑甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐中的一种或一种以上。
步骤（1）中芳基或烯基杂环、肟醚和偶氮类化合物：N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺：催化剂：添加剂的摩尔为1:（1.2~3.0）：（0.01~0.20）：（0.1~1.0）。
步骤（1）中芳基或烯基杂环、肟醚和偶氮类化合物的反应浓度为0.1~0.5 mol/L。
用核磁共振氢谱(1H NMR)、碳谱(13C NMR)以及高分辨质谱证实了邻氰基化芳 环或不饱和脂肪环类化合物的结构。其中核磁共振图采用Varian INOVA-400型核磁共振仪测定，以四甲基硅烷(TMS)为内标(δ0ppm)，氘代氯仿或氘代二甲基亚砜为溶剂；高 分辨质谱用Agilent 1946B质谱仪测定。
相比于传统的反应条件，本发明以N1,N3-二取代咪唑类离子液体作为溶剂，N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺为氰基源、通过过渡金属催化C-H交叉偶联反应高效制备邻氰基化芳香环或不饱和脂肪环类化合物。该方法具有很多优点，具体体现为：
1. 本发明所述的C-H偶联反应运用离子液作为反应溶剂，在室温条件下迅速反应，能高效快速获得邻氰基化芳香环或不饱和脂肪环类化合物；
2. 本发明所述的合成路线运用离子液作为反应溶剂，相比于传统的有机溶剂，离子液具有低毒、不可燃、良好的热稳定性和化学稳定性、不产生蒸气压、极好的溶解性等优点，提高了反应安全性；
3. 本发明所述的合成路线可以实现反应体系的再循环。循环过程中无需添加新的催化剂、添加剂和溶剂，实验证明可至少循环至5次而产品收率无明显下降，极大降低了合成成本，能实现工业生产；
4. 本发明所述的合成路线运用N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺为氰基源，该试剂具有廉价易得，毒性较低，易于处理，长效稳定的特点，节约反应成本的同时提高环境友好性；
5. 本发明所述合成的氰基化产物，可以通过氰基的衍生进一步合成新型抗失眠药物Suvorexant（化合物1），避免了传统的冗长的有机合成步骤。
具体实施方法
下面结合具体实施方式对本发明作进一步描述,有助于对本发明的理解。但并不能以此来限制本发明的权利范围，而本发明的权利范围应以权利要求书阐述的为准。
实施实例1：2-（2-吡啶基）-苯甲腈的合成
（1）在洁净的反应器中依次加入2-苯基吡啶（50 mg，0.322 mmol），N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺（175.5 mg，0.645 mmol），二氯（五甲基环戊二烯基）合铑（III）二聚体（9.96 mg，0.016 mmol），双三氟甲磺酰亚胺银（37.5 mg，0.097 mmol），醋酸银（53.8 mg ，0.322mmol）和1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（0.5 mL），室温下搅拌24小时。
（2）反应完成后，加入环己烷萃取（3×3 mL），收集环己烷层，减压除去溶剂，残留物采用硅胶柱层析（石油醚/ 二氯甲烷/ 丙酮 = 100/ 1/ 1，v/v）分离纯化，得到目标产物45.3 mg，白色固体，收率78%，熔点：70-72oC；1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ) δ 8.64-8.57(m, 1H), 8.04-8.00 (m, 2H), 7.90 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.82 (td, J = 7.8, 1.8Hz, 1H), 7.43 (m, 2H), 7.29 (ddd, J = 7.4, 4.8, 1.0 Hz, 1H). 13C NMR (100 MHz,Chloroform-d) δ 154.2, 148.9, 135.9, 133.1, 131.8, 129.0, 128.6, 128.3,127.8, 126.2, 120.6, 117.7.HRMS(ESI): 计算值C12H8N2: [M+Na]+, 203.0585;实测值:m/z 203.0586。
实施实例2：2-（2-吡啶基）-3-噻吩甲腈的合成
（1）在洁净的反应器中依次加入2-噻吩吡啶（50 mg，0.311 mmol），N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺（169.2 mg，0.622 mmol），二氯（五甲基环戊二烯基）合铑（III）二聚体（9.96 mg，0.016 mmol），双三氟甲磺酰亚胺银（36.0 mg，0.093 mmol），醋酸银（52.0 mg ，0.311mmol）和1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（0.5 mL），室温下搅拌24小时。
（2）反应完成后，加入环己烷萃取（3×3 mL），收集环己烷层，减压除去溶剂，残留物采用硅胶柱层析（石油醚/ 二氯甲烷/ 丙酮 = 100/ 1/ 1，v/v）分离纯化，得到目标产物53.1 mg，白色固体，收率92%，熔点：74-75oC；1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.64(d, J = 4.8 Hz, 1H), 8.24 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.82 (td, J = 8.0, 1.6 Hz,1H), 7.42 (d, J = 5.2 Hz, 1H), 7.32 (d, J = 5.2 Hz, 1H), 7.28 (dd,J = 4.8,0.8Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, Chloroform-d) δ 153.6, 149.8, 149.6, 137.4, 130.9,127.8, 124.0, 120.1, 115.9, 105.8.HRMS(ESI): 计算值C10H6N2S: [M+Na]+,209.0149;实测值: m/z 209.0150。
实施实例3：2-(2-吡啶基)-1-氰基环己烯的合成
（1）在洁净的反应器中依次加入1-(2-吡啶基)环己烯（50 mg，0.314 mmol），N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺（172.5 mg，0.628 mmol），二氯（五甲基环戊二烯基）合铑（III）二聚体（9.96 mg，0.016 mmol），双三氟甲磺酰亚胺银（36.1 mg，0.094 mmol），醋酸银（52.2 mg ，0.314 mmol）和1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（0.5 mL），室温下搅拌24小时。
（2）反应完成后，加入环己烷萃取（3×3 mL），收集环己烷层，减压除去溶剂，残留物采用硅胶柱层析（石油醚/ 二氯甲烷/ 丙酮 = 100/ 1/ 1，v/v）分离纯化，得到目标产物42.3 mg，无色透明液体，收率73%；1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.69 – 8.61 (m,1H), 7.75 (td, J = 7.8, 1.8 Hz, 1H), 7.58 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.31 – 7.27(m, 1H), 2.66 (td, J = 6.0, 2.8 Hz, 2H), 2.46 (td, J = 6.0, 2.8 Hz, 2H), 1.84– 1.75 (m, 4H).13C NMR (100 MHz, Chloroform-d) δ 156.8, 154.1, 149.3, 136.7,123.5, 122.7, 119.5, 109.8, 29.2, 28.6, 21.5, 21.3.HRMS(ESI): 计算值C12H12N2:[M+Na]+, 207.0898;实测值: m/z 207.0899。
实施实例4：5-甲基-2-(2H-2-1,2,3-三氮唑基)-苯甲腈的合成
（1）在洁净的反应器中依次加入4-(2H-2-1,2,3-三氮唑基)-甲苯（50 mg，0.314mmol），N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺（172.5 mg，0.628 mmol），二氯（五甲基环戊二烯基）合铑（III）二聚体（9.96 mg，0.016 mmol），双三氟甲磺酰亚胺银（36.1 mg，0.094 mmol），醋酸银（52.2 mg ，0.314 mmol）和1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（0.5 mL），室温下搅拌24小时。
（2）反应完成后，加入环己烷萃取（3×3 mL），收集环己烷层，减压除去溶剂，残留物采用硅胶柱层析（石油醚/ 二氯甲烷/ 丙酮 = 100/ 1/ 1，v/v）分离纯化，得到目标产物41.8 mg，白色固体，收率72%；1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 7.91 (d, J = 8.4Hz, 1H), 7.88 (s, 2H), 7.58 (s, 1H), 7.48 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 3.50 (d, J =4.4 Hz, 3H).13C NMR (100 MHz, Chloroform-d) 137.4, 135.4, 134.9, 134.1, 133.5,121.7, 115.9, 103.6, 22.3.HRMS(ESI): 计算值C10H8N4: [M+Na]+, 207.0647;实测值:m/z 207.0648。
进一步地，该化合物可以用于合成一种已上市的抗失眠药物—Suvorexant，其合成路线如下：
实施实例5：1-（2-嘧啶基）-1H-吲哚-2-甲腈的合成
（1）在洁净的反应器中依次加入1-（2-嘧啶基）-1H-吲哚（50 mg，0.256 mmol），N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺（140.6 mg，0.512 mmol），二氯（五甲基环戊二烯基）合铑（III）二聚体（8.09 mg，0.013 mmol），双三氟甲磺酰亚胺银（29.7 mg，0.077 mmol），醋酸银（42.7 mg，0.256 mmol）和1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（0.5 mL），室温下搅拌24小时。
（2）反应完成后，加入环己烷萃取（3×3 mL），收集环己烷层，减压除去溶剂，残留物采用硅胶柱层析（石油醚/ 二氯甲烷/ 丙酮 = 100/ 1/ 1，v/v）分离纯化，得到目标产物50.8 mg，白色固体，收率90%，熔点：116-118oC；1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.84(d, J = 4.8 Hz, 2H), 8.69 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 7.69 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.52(d, J = 7.4 Hz, 1H), 7.48 (d, J = 4.2 Hz, 1H), 7.33 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.24(t, J = 4.8 Hz, 1H).13C NMR (100 MHz, Chloroform-d) δ 157.3, 155.5, 135.5,126.7, 126.5, 122.5, 121.0, 120.0, 115.1, 113.2, 107.9.HRMS(ESI): 计算值C13H8N4: [M+Na]+, 243.0647;实测值: m/z 243.0647。
实施实例6：2-[1-（甲氧基亚氨基）乙基]-苯甲腈的合成
（1）在洁净的反应器中依次加入1-苯乙基-O-甲基肟-1-酮（50 mg，0.335 mmol），N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺（184.3 mg，0.671 mmol），二氯（五甲基环戊二烯基）合铑（III）二聚体（10.58 mg，0.017 mmol），双三氟甲磺酰亚胺银（39.0 mg，0.101 mmol），醋酸银（55.9mg，0.335 mmol）和1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（0.5 mL），室温下搅拌24小时。
（2）反应完成后，加入环己烷萃取（3×3 mL），收集环己烷层，减压除去溶剂，残留物采用硅胶柱层析（石油醚/ 二氯甲烷/ 丙酮 = 100/ 1/ 1，v/v）分离纯化，得到目标产物46.7 mg，无色透明液体，收率80%；1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 7.73 – 7.67 (m,1H), 7.59 (td, J = 7.6, 1.2 Hz, 1H), 7.54 – 7.48 (m, 1H), 7.43 (td, J = 7.6,1.2 Hz, 1H), 4.04 (s, 3H), 2.28 (s, 3H).13C NMR (100 MHz, Chloroform-d) δ152.9, 140.4, 134.1, 132.6, 128.8, 128.5, 118.2, 110.7, 62.2, 14.6.HRMS(ESI):计算值C10H10N2O: [M+Na]+, 175.0871;实测值: m/z 175.0871。
实施实例7：2-[1-（甲氧基亚氨基）-2-甲基丙基]-苯甲腈的合成
（1）在洁净的反应器中依次加入2-甲基-1-苯丙基-O-甲基肟-1-酮（50 mg，0.282mmol），N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺（153.9 mg，0.565 mmol），二氯（五甲基环戊二烯基）合铑（III）二聚体（8.72 mg，0.014 mmol），双三氟甲磺酰亚胺银（32.8 mg，0.085 mmol），醋酸银（47.1 mg，0.282 mmol）和1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（0.5 mL），室温下搅拌24小时。
（2）反应完成后，加入环己烷萃取（3×3 mL），收集环己烷层，减压除去溶剂，残留物采用硅胶柱层析（石油醚/ 二氯甲烷/ 丙酮 = 100/ 1/ 1，v/v）分离纯化，得到目标产物38.3 mg，白色固体，熔点：47-48 oC，收率67%；1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 7.64(dd, J = 7.6, 1.2 Hz, 1H), 7.51 (td, J = 7.6, 1.2 Hz, 1H), 7.39 (td, J = 7.6,1.2 Hz, 1H), 7.34 – 7.31 (m, 1H), 3.92 (s, 3H), 3.54 – 3.49 (m, 1H), 1.09 (s,3H), 1.07 (s, 3H).13C NMR (100 MHz, Chloroform-d) δ 160.8, 138.2, 132.3,131.0, 128.3, 127.6, 116.9, 112.0, 64.3, 27.6, 18.4.HRMS(ESI): 计算值C12H14N2O:[M+Na]+, 203.1184;实测值: m/z 203.1184。
实施实例8：2-[（甲氧基亚氨基）（苯基）甲基]-苯甲腈的合成
（1）在洁净的反应器中依次加入2-甲基-1-苯丙基-O-甲基肟-1-酮（50 mg，0.237mmol），N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺（129.4 mg，0.475 mmol），二氯（五甲基环戊二烯基）合铑（III）二聚体（8.72 mg，0.014 mmol），双三氟甲磺酰亚胺银（27.6 mg，0.071 mmol），醋酸银（39.6 mg，0.237 mmol）和1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（0.5 mL），室温下搅拌24小时。
（2）反应完成后，加入环己烷萃取（3×3 mL），收集环己烷层，减压除去溶剂，残留物采用硅胶柱层析（石油醚/ 二氯甲烷/ 丙酮 = 100/ 1/ 1，v/v）分离纯化，得到目标产物40.3 mg，白色固体，熔点：70-72 oC，收率72%；1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 7.80 –7.77 (m, 1H), 7.68 (td, J = 7.6, 1.2 Hz, 1H), 7.53 (td, J = 7.6, 1.2 Hz, 1H),7.46 (t, J = 1.6 Hz, 1H), 7.45 (t, J = 2.0 Hz, 1H), 7.39 – 7.31 (m, 4H), 4.03(s, 3H).13C NMR (100 MHz, Chloroform-d) δ 153.6, 137.8, 134.5, 133.0, 132.6,129.9, 129.4, 129.0, 128.5, 127.2, 117.4, 112.7, 62.8.HRMS(ESI): 计算值C15H12N2O: [M+Na]+, 237.1028;实测值: m/z 237.1028。
实施实例9：1-[1-（甲氧基亚氨基）乙基]-2-萘腈的合成
（1）在洁净的反应器中依次加入1-（1-萘基）乙基-O-甲基肟-1-酮（50 mg，0.251mmol），N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺（136.9 mg，0.502 mmol），二氯（五甲基环戊二烯基）合铑（III）二聚体（8.10 mg，0.013 mmol），双三氟甲磺酰亚胺银（29.1 mg，0.075 mmol），醋酸银（41.9 mg，0.251 mmol）和1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（0.5 mL），室温下搅拌24小时。
（2）反应完成后，加入环己烷萃取（3×3 mL），收集环己烷层，减压除去溶剂，残留物采用硅胶柱层析（石油醚/ 二氯甲烷/ 丙酮 = 100/ 1/ 1，v/v）分离纯化，得到目标产物47.3 mg，白色固体，熔点：78-80 oC，收率84%；1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 7.87(t, J = 7.2 Hz, 2H), 7.68 – 7.55 (m, 4H), 4.09 (s, 3H), 2.37 (s, 3H).13C NMR(100 MHz, Chloroform-d) δ 153.0, 136.6, 130.2, 130.0, 129.9, 129.5, 128.4,128.3, 128.3, 128.1, 128.1, 126.5, 62.3, 14.6.HRMS(ESI): 计算值C14H12N2O: [M+Na]+, 225.1028;实测值: m/z 225.1028。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
附图说明
图1 为本发明化合物2-（2-吡啶基）-苯甲腈的核磁氢谱图；
图2 为本发明化合物2-（2-吡啶基）-苯甲腈的核磁碳谱图。

Claims (7)

1.离子液为溶剂、N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺为氰基源、过渡金属催化的C-H偶联反应高效制备邻氰基化芳香环或不饱和脂肪环类化合物的绿色合成新方法，其特征在于以N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺为氰基源，以离子液为溶剂，在室温下快速制备邻氰基化芳香环或不饱和脂肪环类化合物，其化学反应式为：
（1）
其中：
A环为吡啶基、吡唑基、嘧啶基、噁唑啉基、异喹啉基、三氮唑基；
B环为苯基、α-萘基、β-萘基、噻吩基、呋喃基、吡咯基、吲哚基、二氢吲哚基、环戊烯基、环己烯基、环辛烯基；
R1、R2为氢、卤素、烷基、苄基、苯基、取代芳基、杂芳基、烷氧基、羰基、醛基、羧基、羧基、氰基、烷酰氧基、酰胺基中的一种或一种以上；
R3、R4为烷基、芳基、烯烃基、羟乙基、磺酸丙基、磺酸丁基、胺乙基、胺丙基、羧甲基、羧乙基、乙氧基甲基、乙氧基乙基、乙酸乙酯基中的一种或一种以上；
X为卤素、硝酸根、高氯酸根、醋酸根、三氟乙酸根、氢氧根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、六氟锑酸根、甲磺酸根、三氟甲磺酸根、双三氟甲磺酰亚胺根、二氰乙胺、硫酸甲酯、磷酸二甲酯；
（2）
其中：
A环为苯基、α-萘基、β-萘基、噻吩基、呋喃基、吡咯基、吲哚基、二氢吲哚基、环戊烯基、环己烯基、环辛烯基；
R1、R3为氢、卤素、烷基、苯基、苄基、取代芳基、杂芳基、烷氧基、羰基、醛基、羧基、氰基、烷酰氧基、酰胺基中的一种或一种以上；
R2为氢、烷基、苄基、苯基、取代芳基、杂芳基；
R4、R5为烷基、芳基、烯烃基、羟乙基、磺酸丙基、磺酸丁基、胺乙基、胺丙基、羧甲基、羧乙基、乙氧基甲基、乙氧基乙基、乙酸乙酯基中的一种或一种以上；
X1为碳原子、氮原子；
X2为碳原子、氧原子；
X3为卤素、硝酸根、高氯酸根、醋酸根、三氟乙酸根、氢氧根、四氟硼酸根、六氟磷酸根、六氟锑酸根、甲磺酸根、三氟甲磺酸根、双三氟甲磺酰亚胺根、二氰乙胺、硫酸甲酯、磷酸二甲酯。
2.一种制备合成权利要求1所述的衍生物的方法，其制备步骤如下：
（1）在洁净的反应器中加入芳香杂环、肟醚、偶氮或烯基杂环、肟醚、偶氮类化合物、N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺、催化剂、添加剂和离子液，室温下搅拌24小时；
（2）反应完全后，加入环己烷萃取。环己烷层经减压蒸馏除去溶剂，残留物采用硅胶柱层析分离纯化即得产品；离子液层经减压干燥后可循环使用，循环使用时无需添加新的催化剂、添加剂和离子液。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤（1）中的催化剂为钯碳、四（三苯基膦）钯、醋酸钯、氯化钯、二（乙腈）二氯化钯、二（苯腈）二氯化钯，1，1’-二（二苯基膦基）二茂铁二氯化钯、二（三苯基膦）二氯化钯、双（二亚苄基丙酮）钯、三（二亚苄基丙酮）二钯、氯化烯丙基钯（II）二聚物、（1,5-环辛二烯）二氯化钯（II）、铑碳、三氯化铑、醋酸铑、乙酰丙酮三苯基膦羰基铑、双环辛烯氯化铑二聚体、二氯（五甲基环戊二烯基）合铑（III）二聚体、(二(六氟锑酸)三乙腈(五甲基环戊二烯基)铑(III))、三苯基膦氯化铑、三氯化钌、三苯基膦氯化钌、二氯二羰基双三苯基膦钌、双（2-甲基烯丙基）（1,5-环辛二烯）钌（II）、对伞花烃二氯化钌二聚体、氯化钴、乙酰乙酰钴、八羰基二钴、二氯（五甲基环戊二烯基）合钴（III）二聚体、五甲基环戊二烯基羰基二碘化钴、(二(六氟锑酸)三乙腈(五甲基环戊二烯基)钴(III))、三氯化铱、二氯(五甲基环戊二烯)合铱(III)二聚体、双（1,5-环辛二烯）氯化铱（Ⅰ）二聚体、甲氧基（环辛二烯）合铱二聚体中的一种或一种以上。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤（1）中的添加剂为硝酸银、乙酸银、碳酸盐、硫酸银、甲烷磺酸银、三氟甲烷磺酸银、对甲苯磺酸银、双三氟甲烷磺酰亚胺银，三氟甲烷磺酸银，六氟锑酸银、四氟硼酸银、六氟磷酸银中的一种或一种以上。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤（1）中的溶剂为N1,N3-二取代咪唑类离子液体的一种或一种以上。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤（1）中芳基或烯基杂环、肟醚和偶氮类化合物：N-氰基-N-苯基对甲苯磺酰胺：催化剂：添加剂的摩尔为1:（1.2~3.0）：（0.01~0.20）：（0.1~1.0）。
7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于步骤（1）中芳基或烯基杂环、肟醚和偶氮类化合物的反应浓度为0.1~0.5 mol/L。
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