CN112442025B - 一种合成咪唑并[1,2a]吡啶类化合物的方法 - Google Patents
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Abstract
一种合成咪唑并[1,2a]吡啶类化合物的方法,所述方法为:将起始物(I)、金催化剂、添加剂、溶剂混合,升温至80~120℃反应20~26h,之后反应液经后处理,得到咪唑并[1,2a]吡啶类化合物(II);本发明安全环保,不产生废气废水;底物适应性好,各种取代基都可以实现环化/芳构化;反应条件温和;反应原子经济性高,符合绿色化学的发展思想;
Description
(一)技术领域
本发明涉及一种合成咪唑并[1,2a]吡啶类化合物的方法。
(二)背景技术
咪唑并吡啶类化合物具有吡啶和咪唑类化合物的相关结构,是一类非常重要的杂环类化合物。其中咪唑并[1,2-a]吡啶是一种最为重要的含氮杂环结构,具有非常活泼的生物活性,并且在许多的药物分子中具有与之相似的结构,其衍生物在生物学上具有非常重要的药用价值,目前己经广泛运用到生物医疗、农药研发等领域,比如抗真菌感染、抗癌药物、退热、止痛剂等,市面上销售的药物有Alpidem(A),Zolpidem(B),MinodronicAcid,Nicopidem(C),Saripidem,Zolomidine 等。此外,作为良好的电荷运载体,它也被广泛应用于光电材料领域。咪唑并[1,2-a]吡啶自身的富电子结构,使得其在C-3位置具有较高的反应活性,化学工作者通过长时间的努力和探究,实现了咪唑并[1,2-a]吡啶在C-3的不同的官能团化,应用不同的条件实现了C-C键(Catalysis Communications.,2014,56:65-67.)、C-N键(J.Org.Chem.,2017,82:4504-4510.)、C-P键(Eur.J.Org. Chem.,2015:6526-6533.)、C-S键(Green Chem.,2015,17:937-944.)等的构建。因此研究开发具有创新性的合成咪唑并[1,2-a]吡啶类化合物是非常有必要的。
目前,关于合成咪唑并[1,2-a]吡啶的方法已经有很多了,例如2010年,NataliaChernyak和 Vladimir Gevorgyan(Angew.Chem.Int.Ed.2010,49,2743–2746)报道了一种三组分合成咪唑并[1, 2-a]吡啶类化合物的方法,以基础原料2-氨基吡啶,苯甲醛,苯乙炔为原料,以三氟甲磺酸酮,氯化亚铜为催化剂,甲苯为溶剂,在120℃条件下实现了三组分环化合成目标产物咪唑并[1,2-a]吡啶类化合物。虽然合成咪唑并[1,2-a]吡啶的方法已经很多了,但是采用金催化的方式合成此类的方法尚未有人报道。而本发明采用金催化的方式,以N-(1,3-二苯基-2-炔基-1-基)吡啶-2-胺为底物, AuLCl为催化剂,四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠(NaBArF4 )为添加剂,1,2-二氯乙烷为溶剂,在100℃条件下下反应24h,得到目标产物咪唑并[1,2-a]吡啶类化合物。此方法采用催化量的金催化剂,高效的实现了环化,具有一定的创新性。
(三)发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种通用,简便,高效的合成咪唑并[1,2a]吡啶类化合物的方法。
本发明的技术方案如下:
一种合成咪唑并[1,2a]吡啶类化合物的方法,所述方法为:
将起始物(I)、金催化剂、添加剂、溶剂混合,升温至80~120℃(优选100℃)反应20~26h (优选24h),之后反应液经后处理,得到咪唑并[1,2a]吡啶类化合物(II);
所述起始物(I)、金催化剂、添加剂的物质的量之比为1:0.01~0.05:0.05~0.15,优选1:0.02: 0.1;
所述溶剂的体积用量以起始物(I)的物质的量计为10~20L/mol;
所述金催化剂为AuLCl,其中:
所述添加剂为AgNTf2、NaBArF 4、AgOTf中的一种或两种以上任意比例的混合物;
所述溶剂为1,2-二氯乙烷、甲苯、三氟甲苯中的一种或两种以上任意比例的混合溶剂;
所述后处理的方法为:反应结束后,待反应液冷却至室温(20~30℃),在反应液中加入柱层析硅胶(100~200目,用量以起始物(I)的物质的量计为0.3~0.5g/mmol),减压蒸除溶剂,进行柱层析分离,以石油醚/乙酸乙酯=3:1(体积比)的混合液作为洗脱剂洗脱,收集含目标化合物的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得到咪唑并[1,2a]吡啶类化合物(II);
反应式如下:
式(I)、(II)或(III)中,
R1为氢、甲基、甲氧基或溴;
R2为甲基、甲氧基、氟、氯或氢;
R3为氢或甲基。
具体的,优选本发明所述咪唑并[1,2a]吡啶类化合物(II)为下列化合物之一:
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
(1)安全环保,不产生废气废水;
(2)底物适应性好,各种取代基都可以实现环化/芳构化;
(3)反应条件温和;
(4)反应原子经济性高,符合绿色化学的发展思想。
(四)具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明,但本发明的保护范围不限于此:
实施例1
将N-(1,3-二苯基-2-炔基-1-基)吡啶-2-胺(0.2mmol,0.0568g),金催化剂(0.004mmol,0.0028 g)、四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠(0.02mmol,0.0177g)加入15ml耐压管中,2ml 1, 2-二氯乙烷做溶剂,接着,在100℃油浴下反应24小时。反应结束后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=3:1作为洗脱剂)。该物质为白色固体,产率67%。
表征数据:1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.81-7.77(m,2H),7.69-7.65(m,2H),7.41(t,J=7.4Hz, 2H),7.35-7.22(m,4H),7.16-7.11(m,3H),6.66(t,J=7.0Hz,1H),4.46(s,2H).13C NMR(100MHz, CDCl3):δ144.9,144.2,136.8,134.6,129.1,128.7,128.2,127.7,126.9,124.2,123.4,117.7,117.6,112.2, 29.9.
实施例2
将N-(3-苯基-1-(对甲苯基)丙基-2-炔-1-基)吡啶-2-胺(0.2mmol,0.0596g),金催化剂(0.002 mmol,0.0014g)、四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠(0.02mmol,0.0177g)加入15ml耐压管中,2ml 1,2-二氯乙烷做溶剂,接着,在100℃油浴下反应24小时。反应结束后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品 (以石油醚/乙酸乙酯=3:1作为洗脱剂)。该物质为白色固体,产率57%。
表征数据:1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.68(d,J=8.0Hz,2H),7.66(d,J=9.6Hz,2H), 7.30-7.21(m,5H),7.16-7.11(m,3H),6.66(t,J=6.8Hz,1H),4.46(s,2H),2.37(s,3H).13C NMR(100 MHz,CDCl3):δ144.9,144.3,137.5,136.9,131.7,129.4,129.0,128.1,127.8,126.9,124.0,123.4,117.5, 117.4,112.1,29.9,21.3.
实施例3
将N-(1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基丙-2-炔-1-基)吡啶-2-胺(0.2mmol,0.0628g),金催化剂 (0.01mmol,0.0072g)、四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠(0.02mmol,0.0177g)加入15ml 耐压管中,2ml 1,2-二氯乙烷做溶剂,接着,在100℃油浴下反应24小时。反应结束后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=3:1作为洗脱剂)。该物质为白色固体,产率66%。
表征数据:1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.69-7.65(m,2H),7.37(d,J=2.0Hz,1H),7.35-7.21(m, 5H),7.16-7.09(m,3H),6.90-6.87(m,1H),6.68-6.64(m,1H),4.47(s,2H),3.77(s,3H).13C NMR(100 MHz,CDCl3):δ159.9,144.8,144.1,136.8,136.0,129.6,129.0,127.7,126.9,124.2,123.4,120.6,117.9, 117.6,114.1,113.3,112.2,55.3,29.9.
实施例4
将N-(1-(4-溴苯基)-3-苯基丙-2-炔-1-基)吡啶-2-胺(0.2mmol,0.0724g),金催化剂(0.004 mmol,0.0028g)、AgNTf2(0.02mmol,0.0077g)加入15ml耐压管中,2ml 1,2-二氯乙烷做溶剂,接着,在100℃油浴下反应24小时。反应结束后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200 目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=3:1作为洗脱剂)。该物质为白色固体,产率47%。
表征数据:1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.72-7.64(m,4H),7.55(d,J=8.4Hz,2H),7.33-7.25(m, 3H),7.21-7.17(m,1H),7.12(d,J=7.2Hz,2H),6.74-6.70(m,1H),4.47(s,2H).13C NMR(100MHz, CDCl3):δ145.0,143.1,136.5,133.6,131.8,129.7,129.1,127.7,127.1,124.4,123.4,121.9,117.9,117.7, 112.4,29.9.
实施例5
将N-(1-苯基-3-(对甲苯基)丙-2-炔-1-基)吡啶-2-胺(0.2mmol,0.0596g),金催化剂(0.004 mmol,0.0028g)、AgOTf(0.02mmol,0.0051g)加入15ml耐压管中,2ml 1,2-二氯乙烷做溶剂,接着,在100℃油浴下反应24小时。反应结束后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=3:1作为洗脱剂)。该物质为白色固体,产率51%。
表征数据:1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.79(d,J=7.2Hz,2H),7.70-7.65(m,2H),7.42(t,J=7.6 Hz,2H),7.33(t,J=7.4Hz,1H),7.18-7.13(m,1H),7.10(d,J=7.6Hz,2H),7.02(d,J=8.0Hz,2H), 6.68(t,J=6.8Hz,1H),4.44(s,2H),2.31(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3):δ144.9,144.1,136.5, 134.7,133.7,129.7,128.6,128.2,127.7,127.6,124.1,123.5,117.9,117.6,112.1,29.5,21.0.
实施例6
将N-(3-(4-甲氧基苯基)-1-苯基丙-2-炔-1-基)吡啶-2-胺(0.2mmol,0.0628g),金催化剂 (0.004mmol,0.0028g)、四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠(0.01mmol,0.0066g)加入 15ml耐压管中,2ml 1,2-二氯乙烷做溶剂,接着,在100℃油浴下反应24小时。反应结束后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=3:1作为洗脱剂)。该物质为白色固体,产率63%。
表征数据:1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.79(d,J=7.2Hz,2H),7.71-7.66(m,2H),7.45-7.40(m, 2H),7.34(t,J=6.8Hz,1H),7.19-7.14(m,1H),7.05(d,J=8.8Hz,2H),6.83(d,J=8.8Hz,2H), 6.71-6.67(m,1H),4.42(s,2H),3.77(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3):δ158.6,144.9,144.0,134.6, 128.7,128.6,128.2,127.7,124.1,123.5,118.1,117.5,114.5,112.1,55.3,29.0.
实施例7
将N-(3-(4-氟苯基)-1-苯基丙-2-yn-1-基)吡啶-2-胺(0.2mmol,0.0604g),金催化剂(0.004 mmol,0.0028g)、四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠(0.03mmol,0.0266g)加入15ml耐压管中,2ml 1,2-二氯乙烷做溶剂,接着,在100℃油浴下反应24小时。反应结束后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品 (以石油醚/乙酸乙酯=3:1作为洗脱剂)。该物质为白色固体,产率67%。
表征数据:1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.78-7.75(m,2H),7.68(d,J=9.2Hz,1H),7.66(d,J= 6.8Hz,1H),7.43(t,J=7.4Hz,2H),7.35(t,J=7.4Hz,1H),7.19-7.15(m,1H),7.10-7.06(m,2H),6.98(t, J=8.6Hz,2H),6.72-6.68(m,1H),4.44(s,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3):δ161.8(d,J=243.8Hz), 145.0,144.3,134.5,132.4(d,J=3.2Hz),129.2(d,J=7.9Hz),128.7,128.2,127.8,124.2,123.3,117.7, 117.5,115.9(d,J=21.4Hz),112.3,29.1.
实施例8
将N-(3-(4-氯苯基)-1-苯基丙-2-yn-1-基)吡啶-2-胺(0.2mmol,0.0636g),金催化剂(0.004 mmol,0.0028g)、四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠(0.02mmol,0.0177g)加入15ml耐压管中,2ml甲苯做溶剂,接着,在100℃油浴下反应24小时。反应结束后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=3:1作为洗脱剂)。该物质为白色固体,产率64%。
表征数据:1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.77-7.73(m,2H),7.68(d,J=9.2Hz,1H),7.64(d,J= 6.8Hz,1H),7.42(t,J=7.6Hz,2H),7.34(t,J=7.4Hz,1H),7.25(d,J=8.4Hz,2H),7.19-7.14(m,1H), 7.05(d,J=8.4Hz,2H),6.72-6.68(m,1H),4.43(s,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3):δ145.0,144.4, 135.3,134.4,132.8,129.2,129.1,128.7,128.2,127.9,124.3,123.2,117.7,117.1,112.3,29.3.
实施例9
将N-(1,3-二苯基-2-炔-1-基)-3-甲基吡啶-2-胺(0.2mmol,0.0596g),金催化剂(0.004mmol, 0.0028g)、四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠(0.02mmol,0.0177g)加入15ml耐压管中, 2ml三氟甲苯做溶剂,接着,在100℃油浴下反应24小时。反应结束后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/ 乙酸乙酯=3:1作为洗脱剂)。该物质为白色固体,产率61%。
表征数据:1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.80-7.77(m,2H),7.54(d,J=6.8Hz,1H),7.41(t,J=7.6 Hz,2H),7.34-7.19(m,4H),7.12(d,J=7.2Hz,2H),6.94(d,J=6.8Hz,1H),6.58(t,J=6.8Hz,1H), 4.44(s,2H),2.68(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3):δ145.4,143.8,137.1,134.9,129.0,128.6,128.4, 127.8,127.6,127.5,126.8,122.9,121.3,118.1,112.2,30.0,17.2.
实施例10
将N-(1,3-二苯基-2-炔-1-基)-4-甲基吡啶-2-胺(0.2mmol,0.0596g),金催化剂(0.004mmol, 0.0028g)、四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠(0.02mmol,0.0177g)加入15ml耐压管中, 2ml 1,2-二氯乙烷做溶剂,接着,在80℃油浴下反应24小时。反应结束后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=3:1作为洗脱剂)。该物质为白色固体,产率47%。
表征数据:1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.79-7.76(m,2H),7.57(d,J=6.8Hz,1H),7.44-7.40(m, 3H),7.35-7.26(m,4H),7.14(d,J=6.8Hz,2H),6.55-6.52(m,1H),4.47(s,2H),2.39(s,3H).13C NMR (100MHz,CDCl3):δ145.4,143.9,137.1,135.0,134.8,129.0,128.6,128.2,127.7,127.6,126.9,122.7, 117.1,116.0,114.8,29.9,21.3.
实施例11
将N-(1,3-二苯基-2-炔基-1-基)吡啶-2-胺(0.2mmol,0.0568g),金催化剂(0.004mmol, 0.0028g)、四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠(0.02mmol,0.0177g)加入15ml耐压管中, 2ml 1,2-二氯乙烷做溶剂,接着,在120℃油浴下反应24小时。反应结束后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=3:1作为洗脱剂)。该物质为白色固体,产率62%。
表征数据:1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.81-7.77(m,2H),7.69-7.65(m,2H),7.41(t,J=7.4Hz, 2H),7.35-7.22(m,4H),7.16-7.11(m,3H),6.66(t,J=7.0Hz,1H),4.46(s,2H).13C NMR(100MHz, CDCl3):δ144.9,144.2,136.8,134.6,129.1,128.7,128.2,127.7,126.9,124.2,123.4,117.7,117.6,112.2, 29.9.
实施例12
将N-(3-苯基-1-(对甲苯基)丙基-2-炔-1-基)吡啶-2-胺(0.2mmol,0.0596g),金催化剂(0.004 mmol,0.0028g)、四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠(0.02mmol,0.0177g)加入15ml耐压管中,2ml 1,2-二氯乙烷做溶剂,接着,在100℃油浴下反应20小时。反应结束后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品 (以石油醚/乙酸乙酯=3:1作为洗脱剂)。该物质为白色固体,产率59%。
表征数据:1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.68(d,J=8.0Hz,2H),7.66(d,J=9.6Hz,2H), 7.30-7.21(m,5H),7.16-7.11(m,3H),6.66(t,J=6.8Hz,1H),4.46(s,2H),2.37(s,3H).13C NMR(100 MHz,CDCl3):δ144.9,144.3,137.5,136.9,131.7,129.4,129.0,128.1,127.8,126.9,124.0,123.4,117.5, 117.4,112.1,29.9,21.3.
实施例13
将N-(1-(4-甲氧基苯基)-3-苯基丙-2-炔-1-基)吡啶-2-胺(0.2mmol,0.0628g),金催化剂 (0.004mmol,0.0028g)、四(3,5-二(三氟甲基)苯基)硼酸钠(0.02mmol,0.0177g)加入 15ml耐压管中,2ml 1,2-二氯乙烷做溶剂,接着,在100℃油浴下反应26小时。反应结束后,在反应液中加入两药匙柱层析硅胶(100-200目),并通过减压蒸馏除去溶剂,再通过柱色谱分离得到产物纯品(以石油醚/乙酸乙酯=3:1作为洗脱剂)。该物质为白色固体,产率67%。
表征数据:1H NMR(400MHz,CDCl3):δ7.69-7.65(m,2H),7.37(d,J=2.0Hz,1H),7.35-7.21(m, 5H),7.16-7.09(m,3H),6.90-6.87(m,1H),6.68-6.64(m,1H),4.47(s,2H),3.77(s,3H).13C NMR(100 MHz,CDCl3):δ159.9,144.8,144.1,136.8,136.0,129.6,129.0,127.7,126.9,124.2,123.4,120.6,117.9, 117.6,114.1,113.3,112.2,55.3,29.9。
Claims (4)
1.一种合成咪唑并[1,2a]吡啶类化合物的方法,其特征在于,所述方法为:
将起始物(I)、金催化剂、添加剂、溶剂混合,升温至80~120℃反应20~26h,之后反应液经后处理,得到咪唑并[1,2a]吡啶类化合物(II);
所述起始物(I)、金催化剂、添加剂的物质的量之比为1:0.01~0.05:0.05~0.15;
所述金催化剂为AuLCl,其中:
所述添加剂为AgNTf2、NaBArF4、AgOTf中的一种或两种以上任意比例的混合物;
所述溶剂为1,2-二氯乙烷、甲苯、三氟甲苯中的一种或两种以上任意比例的混合溶剂;
反应式如下:
式(I)、(II)中,
R1为氢、甲基、甲氧基或溴;
R2为甲基、甲氧基、氟、氯或氢;
R3为氢或甲基。
2.如权利要求1所述合成咪唑并[1,2a]吡啶类化合物的方法,其特征在于,所述起始物(I)、金催化剂、添加剂的物质的量之比为1:0.02:0.1。
3.如权利要求1所述合成咪唑并[1,2a]吡啶类化合物的方法,其特征在于,所述溶剂的体积用量以起始物(I)的物质的量计为10~20L/mol。
4.如权利要求1所述合成咪唑并[1,2a]吡啶类化合物的方法,其特征在于,所述后处理的方法为:反应结束后,待反应液冷却至室温,在反应液中加入柱层析硅胶,减压蒸除溶剂,进行柱层析分离,以石油醚/乙酸乙酯=3:1的混合液作为洗脱剂洗脱,收集含目标化合物的洗脱液,蒸除溶剂并干燥,得到咪唑并[1,2a]吡啶类化合物(II)。
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