CN110606829B - 一种钯催化合成4-取代喹啉衍生物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于合成化学技术领域，具体为一种钯催化合成4‑取代喹啉衍生物的方法。本发明在乙酰丙酮钯为催化剂，有机膦为配体的条件下，将喹啉或其衍生物、卤代烃和Cs2CO3溶于有机溶剂，在60～80℃下反应5～8小时，分离纯化，即得4‑取代喹啉衍生物。本发明合成工艺简单绿色，具有优良的选择性和较高产率，且具有广泛的底物范围，本发明在药物化学和生物化学等领域具有广泛的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及化学合成技术领域，更具体的说是涉及一种钯催化合成4-取代喹啉衍生物的方法。
背景技术
喹啉是一种重要的化工原料，广泛地用于染料、医药、杀菌剂、除草剂等的工业生产，例如喹啉及其衍生物可用于合成抗疟疾、抗高血压等的药物，一些含喹啉环的衍生物还具有抗肿瘤、抗抑郁、抗菌消炎和抗高血压等生物活性。经过进一步研究发现，喹啉环上如果有取代基可以使其活性大大提高，但是传统合成喹啉衍生物的方法步骤多，产率低，分离困难。
因此如何提供一种利用过渡金属催化法实现喹啉与卤代烃的选择性偶联，从而直接构建4-取代喹啉衍生物具有非常重要的研究意义。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种钯催化合成4-取代喹啉衍生物的方法，本发明合成工艺简单绿色，具有优良的选择性和较高产率，且具有广泛的底物范围，在药物化学和生物化学等领域具有广泛的应用价值。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种钯催化合成4-取代喹啉衍生物的方法，包括以下步骤：
在以乙酰丙酮钯为催化剂，有机膦为配体的条件下，将喹啉或其衍生物、卤代烃和Cs2CO3溶于有机溶剂中，在60～80℃下反应5～8h，分离纯化，即得4-取代喹啉衍生物。
上述技术方案的有益效果是：本发明的化学反应在室温下进行，条件简单、操作方便，并且若温度过低会导致产物产率的下降。
优选的，在上述一种钯催化合成4-取代喹啉衍生物的方法中，乙酰丙酮钯、有机膦、喹啉或其衍生物、卤代烃和Cs2CO3的摩尔比为0.05：(0.10～0.12)：1.0：(1.1～1.2)：1.5。
上述技术方案的有益效果是：上述摩尔比条件下的效率最高，并且不会造成原料的浪费。
优选的，在上述一种钯催化合成4-取代喹啉衍生物的方法中，所述分离纯化采用柱层析分离方法，并且淋洗剂是体积比为1:6的二氯甲烷和石油醚。
优选的，在上述一种钯催化合成4-取代喹啉衍生物的方法中，所述喹啉或其衍生物为包括但不限于喹啉、6-甲基喹啉、8-甲基喹啉、7-甲氧基喹啉。
优选的，在上述一种钯催化合成4-取代喹啉衍生物的方法中，所述卤代烃包括但不限于碘甲烷、溴乙烷、正丙基溴、苄氯、异溴丁烷、溴苯。
优选的，在上述一种钯催化合成4-取代喹啉衍生物的方法中，所述有机膦包括但不限于三苯基膦PPh3、三甲基膦PMe3、三环己基膦PCy3。
优选的，在上述一种钯催化合成4-取代喹啉衍生物的方法中，所述有机溶剂为甲苯或四氢呋喃。
上述技术方案的有益效果是：有机溶剂的作用是充分溶解各底物，使反应更加容易进行。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种钯催化合成4-取代喹啉衍生物的方法，具有以下优点：
(1)本发明中合成方法简单绿色，使用廉价易得的原料喹啉和卤代烃直接构建4-取代喹啉衍生物；
(2)本发明的反应条件温和，选择性高；
(3)本发明使用廉价易得且性质稳定的乙酰丙酮钯Pd(acac)2为催化剂，绿色经济；
(4)本发明具有很好的底物普适性，从而更好地便于应用。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
在反应管中依次加入喹啉1.0mmol、碘甲烷1.1mmol、催化剂Pd(acac)20.05mmol、PPh30.10mmol、Cs2CO31.5mmol，再加入溶剂甲苯3mL，60℃下反应8小时，反应结束后浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为89％。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ:8.76(d，J＝4.8Hz，1H)，8.09(d，J＝8.0Hz，1H)，7.96～7.95(m，1H)，7.70～7.66(m，1H)，7.56～7.51(m，1H)，7.19(m，1H)，2.67(s，3H)。HRMS理论值C10H9N(M)+：143.0735，实际测量值：143.0733。
实施例2：
在反应管中依次加入喹啉1.0mmol、溴乙烷1.2mmol、催化剂Pd(acac)20.05mmol、PMe30.12mmol、Cs2CO31.5mmol，再加入溶剂四氢呋喃3mL，60℃下反应5小时，反应结束后浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为87％。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ:8.81(d，J＝4.4Hz，1H)，8.12～8.10(m，1H)，8.05～8.03(m，1H)，7.71～7.67(m，1H)，7.57～7.53(m，1H)，7.24(d，J＝4.4Hz 1H)，3.11(q，J＝7.5Hz，2H)，1.39(t，J＝7.5Hz，3H)。HRMS理论值C11H11N(M)+：157.0891，实际测量值：157.0895。
实施例3：
在反应管中依次加入喹啉1.0mmol、正丙基溴1.2mmol、催化剂Pd(acac)20.05mmol、PMe30.10mmol、Cs2CO31.5mmol，再加入溶剂甲苯3mL，80℃下反应6小时，反应结束后浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为92％。1HNMR(400MHz，CDCl3)δ:8.80(d，J＝4.4Hz 1H)，8.11(d，J＝8.4Hz，1H)，8.05～8.03(m，1H)，7.71～7.67(m，1H)，7.57～7.53(m，1H)，7.23(d，J＝4.4Hz，1H)，3.05(t，J＝7.6Hz，2H)，1.85～1.76(m，2H)，1.04(t，J＝7.4Hz，3H)。HRMS理论值C12H13N(M)+：171.1048，实际测量值：171.1052。
实施例4：
在反应管中依次加入喹啉1.0mmol、苄氯1.1mmol、催化剂Pd(acac)20.05mmol、PCy30.11mmol、Cs2CO31.5mmol，再加入溶剂四氢呋喃3mL，60℃下反应8小时，反应结束后浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为95％。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ:8.86(d，J＝4.4Hz，1H)，8.18(d，J＝8.4Hz，1H)，8.08～8.06(m，1H)，7.76～7.71(m，1H)，7.58～7.54(m，1H)，7.37～7.33(m，2H)，7.30～7.28(m，1H)，7.24～7.23(m，2H)，7.17(d，J＝4.4Hz，1H)，4.48(s，2H)。HRMS理论值C16H13N(M)+：219.1048，实际测量值：219.1046。
实施例5：
在反应管中依次加入喹啉1.0mmol、异溴丁烷1.2mmol、催化剂Pd(acac)20.05mmol、PMe30.12mmol、Cs2CO31.5mmol，再加入溶剂甲苯3mL，70℃下反应6小时，反应结束后浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为92％。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ:8.80(d，J＝4.4Hz，1H)，8.12～8.10(m，1H)，8.03～8.00(m，1H)，7.71～7.66(m，1H)，7.56～7.52(m，1H)，7.18(d，J＝4.4Hz，1H)，2.92(d，J＝7.2Hz，2H)，2.13～2.03(m，1H)，0.98(d，J＝6.6Hz，6H)。HRMS理论值C13H15N(M)+：185.1204，实际测量值：185.1200。
实施例6：
在反应管中依次加入喹啉1.0mmol、异溴丁烷1.2mmol、催化剂Pd(acac)20.05mmol、PMe30.12mmol、Cs2CO31.5mmol，再加入溶剂甲苯3mL，70℃下反应6小时，反应结束后浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为92％。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ:8.80(d，J＝4.4Hz，1H)，8.12～8.10(m，1H)，8.03～8.00(m，1H)，7.71～7.66(m，1H)，7.56～7.52(m，1H)，7.18(d，J＝4.4Hz，1H)，2.92(d，J＝7.2Hz，2H)，2.13～2.03(m，1H)，0.98(d，J＝6.6Hz，6H)。HRMS理论值C13H15N(M)+：185.1204，实际测量值：185.1200。
实施例7：
在反应管中依次加入喹啉1.0mmol、溴苯1.1mmol、催化剂Pd(acac)20.05mmol、PPh30.10mmol、Cs2CO31.5mmol，再加入溶剂四氢呋喃3mL，60℃下反应8小时，反应结束后浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为90％。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ:8.93(d，J＝4.3Hz，1H)，8.18(d，J＝8.4Hz，1H)，7.91(d，J＝8.4Hz，1H)，7.70(t，J＝7.6Hz，1H)，7.52～7.45(m，5H)，7.31(d，J＝4.3Hz，1H)。HRMS理论值C15H11N(M)+：205.0891，实际测量值：205.0887。
实施例8：
在反应管中依次加入6-甲基喹啉1.0mmol、溴苯1.2mmol、催化剂Pd(acac)20.05mmol、PCy30.12mmol、Cs2CO31.5mmol，再加入溶剂甲苯3mL，60℃下反应7小时，反应结束后浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为91％。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ:8.86(d，J＝4.3Hz，1H)，8.08(d，J＝8.6Hz，1H)，7.66(s，1H)，7.57～7.43(m，6H)，7.27(d，J＝4.3Hz，1H)，2.45(s，3H)。HRMS理论值C16H13N(M)+：219.1048，实际测量值：219.1053。
实施例9：
在反应管中依次加入8-甲基喹啉1.0mmol、溴苯1.2mmol、催化剂Pd(acac)20.05mmol、PPh30.10mmol、Cs2CO31.5mmol，再加入溶剂甲苯3mL，80℃下反应8小时，反应结束后浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为93％。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ:8.97(d，J＝4.3Hz，1H)，7.76(d，J＝8.5Hz，1H)，7.58(d，J＝6.8Hz，1H)，7.54～7.45(m，5H)，7.38(t，J＝7.7Hz，1H)，7.33(d，J＝4.3Hz，1H)，2.87(s，3H)。HRMS理论值C16H13N(M)+：219.1048，实际测量值：219.1052。
实施例10：
在反应管中依次加入7-甲氧基喹啉1.0mmol、溴乙烷1.2mmol、催化剂Pd(acac)20.05mmol、PPh30.11mmol、Cs2CO31.5mmol，再加入溶剂甲苯3mL，80℃下反应8小时，反应结束后浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为96％。1H NMR(400MHz，CDCl3)δ:8.72(d，J＝4.5Hz，1H)，7.92(d，J＝9.2Hz，1H)，7.43(d，J＝2.6Hz，1H)，7.20(dd，J＝9.2，2.6Hz，1H)，7.12(d，J＝4.6Hz，1H)，3.95(s，3H)，3.06(q，J＝7.6Hz，2H)，1.37(t，J＝7.6Hz，3H)。HRMS理论值C12H13NO(M)+：187.0997，实际测量值：187.0993。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (3)
1.一种钯催化合成4-取代喹啉衍生物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
在以乙酰丙酮钯为催化剂，有机膦为配体的条件下，将喹啉或其衍生物、卤代烃和Cs2CO3溶于有机溶剂中，在60~80℃下反应5~8h，分离纯化，即得4-取代喹啉衍生物；
所述喹啉或其衍生物为喹啉、6-甲基喹啉、8-甲基喹啉和7-甲氧基喹啉中的任意一种；
所述卤代烃为碘甲烷、溴乙烷、正丙基溴、苄氯、异溴丁烷和溴苯中的任意一种；
所述有机膦为三苯基膦、三甲基膦和三环己基膦中的任意一种；
所述有机溶剂为甲苯或四氢呋喃。
2.根据权利要求1所述的一种钯催化合成4-取代喹啉衍生物的方法，其特征在于，所述乙酰丙酮钯、所述有机膦、所述喹啉或其衍生物、所述卤代烃和Cs2CO3的摩尔比为0.05：(0.10~0.12)：1.0：(1.1~1.2)：1.5。
3.根据权利要求1所述的一种钯催化合成4-取代喹啉衍生物的方法，其特征在于，所述分离纯化采用柱层析分离方法，并且淋洗剂是体积比为1:6的二氯甲烷和石油醚。
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