CN118146153A - 双环[1.1.1]戊烷-1-酸和胺衍生物的合成方法 - Google Patents

双环[1.1.1]戊烷-1-酸和胺衍生物的合成方法 Download PDF

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Abstract

双环[1.1.1]戊烷‑1‑酸和胺衍生物的合成方法，采用3‑(甲氧羰基)双环[1.1.1]戊烷‑1‑羧酸和芳基卤代物分别作为偶联片段，在铱试剂光氧化还原催化和金属镍协同催化下，实现C(sp3)‑C(sp2)化合键的偶联，该产物可进一步反应，经水解后得到羧酸，然后发生Curtius重排反应，将羧基转化为氨基。本发明经济环保，从廉价易得的原料出发，通过光照反应即可得到偶联产物，合成方法高效，在药物合成中有重要的价值与潜力。

Description

双环[1.1.1]戊烷-1-酸和胺衍生物的合成方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，尤指一种光催化C(sp3)-C(sp2)偶联的方法及基于该方法的双环[1.1.1]戊烷-1-酸和胺衍生物的合成方法。
背景技术
光氧化还原是有机化学领域中一类十分重要的分支。由于其在天然产物合成、药物发现、放射性标记、生物偶联、材料和精细化学品的发展中占据着越来越重要的地位，使其成为学家们关注的热点之一。
通过过渡金属催化来构建SP2与SP3碳碳键的方式有很多例如早些年报道的Heck偶联、Suzuki-Miyaura偶联、Negishi偶联、Kumada偶联、Hiyama偶联等，还有近些年发展的氧化偶联、还原偶联和脱羧偶联，包括电或光参与的偶联反应等。
通过光催化来构建SP2与SP3碳原子偶联的文章，前人已有很多报道[Zhang,P.；Le,C.andMacMillan,D.W.C.Angew.Chem.,Int.Ed.2018,57,5369-5373.；Shaw,M.H.；Shurtleff,V.W.；Terrett,J.A.；Cuthbertson,J.D.and MacMillan,D.W.C.Science,2016,352,1304.；Tellis,J.C.；Primer,D.N.and Molander,G.A.Science,2014,345,433.；Primer,D.N.；Karakaya,I.；Tellis,J.CandMolander,G.A.J.Am.Chem.Soc.2015,137,2195.andTellis,J.C.；Kelly,C.B.；Primer,D.N.；Jouffroy,M.；Patel,N.R.andMolander,G.A.Acc.Chem.Res.2016,49,1429.].而通过光催化实现SP2与SP3碳脱羧偶联的例子并不多[Guo,J.Q.；Norris,D,Ramirez,A.；Sloane,J.L.；Simmons,E.M.；Ganley,J.M.；Oderinde,M.S.；Dhar,T.G.M.；Davies,G.H.M and Sherwood,T.C.ACS Catal.2023,13,11910.；Kammer,L.M.；Badir,S.O.；Hu,R.M.andMolander,G.A.Chem.Sci.,2021,12,5450.；Polites,V.C.；Badir,S.O.；Keess,S.；Jolit,A.and Molander,G.A.Org.Lett.2021,23,4828.；DeCicco,E.M.；Berritt,S.Knauber,T.Coffey,S.B.；Hou,J.and Dowling,M.S.J.Org.Chem.2023,88,12329.]。而SP2碳与三级SP3碳偶联在药物合成中有着非常重要的作用[Measom,N.D.；Down,K.D.；Hirst,D.J.；Jamieson,C.；Eric S.Manas,E.S.；Patel,V.K.and Somers,D.O.ACS Med.Chem.Lett.2017,8,43.；Fang,Z.J.；Song,Y.N.；Zhan,P.；Zhang,Q.Z.and Liu,X.Y.Future Med.Chem.2014,6,885.；Macdonald,J.D.；Simon,S.C.；Han,C.；Wang,F.；Shaw,G.；J.G.；Howes,J.E.；Sai,J.；Yuh,J.P.；Camper,D.；Alicie,B.M.；Alvarado,J.；Nikhar,S.；Payne,W.；Aho,E.R.；JoshuaA.Bauer,J.A.；Zhao,B.；Phan,J.；Thomas,L.R.；Rossanese,O.W.；Tansey,W.P.；Waterson,A.G.；
Stauffer,S.R.andFesik,S.W.J.Med.Chem.2019,62,11232.]。因此，通过光氧化还原实现SP2碳与三级SP3碳偶联在有机化学领域有着非常大的研究空间与开发前景。
综上所述，本领域亟需能够温和高效的实现SP2碳与三级SP3碳偶联，特别是构建双环[1.1.1]戊烷-1-酸和胺衍生物的高效合成方法。
发明内容
针对以上技术问题，本发明的目的在于提供一种光催化C(sp3)-C(sp2)偶联的新方法，并进一步衍生水解得到酸，再通过Curtius重排将羧基转化为氨基。本发明的光催化偶联可以快速的实现SP2碳与三级SP3碳的偶联，再通过Curtius重排可以高效的合成叔胺。所得产物对水、氧不敏感，稳定性好，且合成简单高效，为类似底物的合成提供了借鉴。
为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
光催化C(sp3)-C(sp2)偶联的方法，包括以下步骤：
以羧酸类底物和芳基卤代物为偶联片段，在光氧化还原催化剂与镍催化剂的协同催化下，于可见光条件下进行偶联反应。
一些技术方案中，所述光氧化还原催化剂为Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)PF 6，所述镍催化剂为NiCl2·dtbbpy。
一些技术方案中，所述芳基卤代物为非杂环卤代物或是五元杂环卤代物或是六元杂环卤代物；和/或，
所述可见光为蓝光，波长范围介于420nm～470nm之间。
上述方案中，芳基卤代物可以连有吸电子基团，也可以连有供电子基团。
根据本发明的另一方面，进一步提供一种双环[1.1.1]戊烷-1-酸衍生物的合成方法，包括以下步骤：
以3-(甲氧羰基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸和芳基卤代物为偶联片段，在光氧化还原催化剂与镍催化剂的协同催化下，于可见光条件下进行偶联反应，经分离纯化得到3-[芳基]双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸甲酯；
将上述3-[芳基]双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸甲酯用碱水解，反应结束后将反应液酸化，过滤得到所述双环[1.1.1]戊烷-1-酸衍生物。
一些技术方案中，具体步骤为：
将3-(甲氧羰基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸、芳基卤代物和碱溶于有机溶剂中，向反应液中加入Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)PF6作为光催化氧化催化剂，NiCl2·dtbbpy作为金属催化剂，于室温蓝光条件下进行偶联反应，将偶联反应产物分离纯化得到3-[芳基]双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸甲酯；
将3-[芳基]双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸甲酯溶于有机溶剂和水中，向该溶液中加入氢氧化锂在室温条件下进行水解反应，反应结束后，向反应液中加入盐酸后析出白色固体，将该固体过滤干燥并在减压下浓缩得到所述双环[1.1.1]戊烷-1-酸衍生物。
一些技术方案中，还包括步骤：
对光催化偶联反应进行淬灭时，通过打开反应容器使空气通入；
和/或，光催化偶联反应结束时，将反应液过滤后，优先倒入冰水中稀释，然后进行下一步处理；
和/或，光催化偶联反应于反应瓶中进行，该反应瓶配设有冷却设备，该冷却设备可以是距离反应瓶适当距离的风扇或是其它可与反应瓶进行热交换的换热装置。
一些技术方案中，所述的将偶联反应产物分离纯化的具体方式为萃取、洗涤或者柱层析；
和/或，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、二氯甲烷、乙酸乙酯、N,N-二甲基乙酰胺、叔丁醇及1,4二氧六环中的一种或者几种组合。
一些技术方案中，所得偶联反应产物为以下1a-1d化合物中的一种或几种组合：
根据本发明的又一方面，进一步提供一种双环[1.1.1]戊烷-1-胺衍生物的合成方法，合成路线图如下：
其中，Ar指示任意自选的芳香化合物。
上述合成路线具体包括步骤：
采用上述合成方法制备得到双环[1.1.1]戊烷-1-酸衍生物；
将所述双环[1.1.1]戊烷-1-酸衍生物通过Curtius重排合成所述双环[1.1.1]戊烷-1-胺衍生物。
一些技术方案中，双环[1.1.1]戊烷-1-胺衍生物为以下2a-2d化合物中的一种或几种组合：
本发明采用以上技术方案至少具有如下的有益效果：
1.本申请提出的一种光催化C(sp3)-C(sp2)偶联的方法，采用羧酸类底物和芳基卤代物分别作为偶联片段，在铱试剂光氧化还原催化和金属镍协同催化下，实现C(sp3)-C(sp2)化合键的偶联，本发明的脱羧偶联反应，经济环保，从廉价易得的原料出发，通过光照反应即可快速得到偶联产物，合成方法高效，在药物合成中有重要的价值与潜力；
2.本发明提出的一种双环[1.1.1]戊烷-1-酸衍生物的合成方法，通过脱羧偶联反应产物进一步水解制得，反应条件温和，操作简便，可高效实现多种双环[1.1.1]戊烷-1-酸衍生物的合成，具有较高的应用前景；
3.本发明提出的一种双环[1.1.1]戊烷-1-胺衍生物的合成方法，将双环[1.1.1]戊烷-1-酸衍生物通过Curtius重排即可高效合成叔胺，所得产物对水、氧不敏感，稳定性好，且合成简单高效，为类似底物的合成提供了一些借鉴。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在整个发明中，当将组合物描述为具有、包含或包括特定成分时或将方法描述为具有、包含或包括特定工艺步骤时，应理解本发明的组合物也基本上由所提到的成分组成或由所提到的成分所组成，而且本发明的方法也基本上由所提到的工艺步骤组成或由所提到的工艺步骤所组成。
在本发明中，当一种元件或成分被称为包含于和/或选自所提到的元件或成分的列表时，应当理解为该元件或成分可为所提到的元件或成分中的任意一个，或者该元件或成分可以选自由两个或两个以上所提到的元件或成分组成的组。另外，应当理解，本文描述的组合物、装置或方法的元件或特征，在不脱离本发明的主题及范围的条件下，无论是否明确或隐含地说明，均可以各种方式任意组合。
应当理解只要本发明的教导可操作，步骤的顺序或执行某些动作的顺序是不重要的。此外，可以同时进行两个或更多个步骤或动作。
除非另外定义，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与当前描述的主题所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。
如本文所用的“卤代”或“卤素”是指氟、氯、溴和碘。
本文所用的“芳基”是指芳香族的单环烃环体系或多核环体系，其中两个或更多个芳香烃环稠合(即具有共用键)在一起或至少一个芳香族的单环烃环与一个或多个环烷基和/或杂环烷基环稠合。芳基可在其环体系中具有6至24个碳原子，芳基可包含多个稠合环。芳基的任意适合的环位置可共价键结于定义的化学结构。在一些实施方案中，芳基可以如本文所述地被取代。在一些实施方案中，芳基可具有一个或多个的卤素取代基，并且可被称为“卤芳基”。
本文所用的“杂芳基”是指含有至少一个选自氧(O)、氮(N)、硫(S)、硅(Si)及硒(Se)中的环杂原子的芳香族单环环体系或环体系中的至少一个环为芳香族的并含有至少一个环杂原子的多环环体系。
实施例1
3-(4-(三氟甲基)苯基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸甲酯的制备:
将3-(甲氧羰基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸(181.5mg，1.1mmol),4-溴-1-(三氟甲基)苯(200mg，0.9mmol)和碳酸铯(579.1mg，1.8mmol)溶于10mL N,N-二甲基乙酰胺中，向反应液中加入(4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶)双[3,5-二氟-2-[5-(三氟甲基)-2-吡啶基]苯基]铱(III)六氟磷酸盐(99.7mg，0.1mmol)，[4,4'-双(1,1-二甲基乙基)-2,2'-联吡啶]二氯化镍(53.1mg，0.13mmol)和2H-异吲哚-1,3-二酮(130,8mg，0.9mmol)。将反应在室温下置于18W 450nm蓝光下搅拌18小时。将反应液用水淬灭，并用乙酸乙酯(10mL×3)萃取。合并有机相，饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩得粗产品。粗品经快速柱层析(石油醚：乙酸乙酯3：1)得到黄色固体的3-[4-(三氟甲基)苯基]双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸甲酯。
产量：140mg，收率：58％。
MS(M+1)：271。
1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.69(d,J＝8.1Hz,2H),7.47(d,J＝8.0Hz,2H),3.65(s,3H),2.33(s,6H).
3-(4-(三氟甲基)苯基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸的制备：
将3-[4-(三氟甲基)苯基]双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸甲酯(120mg，0.4mmol)溶于1,4-二氧六环(3mL)和水(2mL)中，向该溶液中加入氢氧化锂(93.2mg，2.2mmol)。将反应液在室温下搅拌3小时。在反应液中加入1M盐酸(10mL)后析出白色固体，将固体过滤干燥并在减压下浓缩得到白色固体的3-(4-(三氟甲基)苯基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸。
产量：100mg，收率：88％。
MS(M+1)：257。
1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ12.49(s,1H),7.68(d,J＝8.0Hz,2H),7.46(d,J＝8.0Hz,2H),2.27(s,6H).
3-(4-(三氟甲基)苯基)双环[1.1.1]戊烷-1-胺的制备：
将3-(4-(三氟甲基)苯基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸(40mg，0.16mmol)加入3mL叔丁醇，然后向反应液中加入三乙胺(65uL，0.5mmol)和叠氮磷酸二苯酯(64.4mg，0.23mmol)。将反应液在90℃下搅拌15小时。将反应液浓缩后加入3mL 4M的盐酸二氧六环溶液。将反应液在室温下搅拌2小时。将混合物浓缩，然后通过反向纯化得到3-(4-(三氟甲基)苯基)双环[1.1.1]戊烷-1-胺的制备。
产量：10mg，收率：28％。
MS(M+1)：228。
1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.74(s,2H),7.70(d,J＝8.0Hz,2H),7.51(d,J＝8.0Hz,2H),2.32(s,6H).
实施例2
3-(6-(1H-吡唑-1-基)吡嗪-2-基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸甲酯的制备：
将3-(甲氧羰基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸(56.53mg，0.3mmol),2-氯-6-(吡唑-1-基)吡嗪(50mg，0.3mmol)和碳酸铯(180.42mg，0.5mmol)溶于10mL N,N-二甲基乙酰胺中，向反应液中加入(4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶)双[3,5-二氟-2-[5-(三氟甲基)-2-吡啶基]苯基]铱(III)六氟磷酸盐
(99.7mg，0.1mmol)，[4,4'-双(1,1-二甲基乙基)-2,2'-联吡啶]二氯化镍(53.1mg，0.13mmol)和2H-异吲哚-1,3-二酮(56.53mg，0.3mmol)。将反应在室温下置于18W450nm蓝光下搅拌18小时。将反应液用水淬灭，并用乙酸乙酯(10mL×3)萃取。合并有机相，饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩得粗产品。粗品经爬大板(石油醚：乙酸乙酯2：1)得到黄色固体3-(6-(1H-吡唑-1-基)吡嗪-2-基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸甲酯。
产量：28mg，收率：37％。
MS(M+1)：271。
1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.45(s,1H),7.85(d,J＝7.6Hz,2H),7.70(s,1H),7.54(t,J＝8.0Hz,2H),7.35(s,1H),3.69(s,3H),2.33(s,6H).
3-(6-(1H-吡唑-1-基)吡嗪-2-基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸的制备：
将3-[6-(吡唑-1-基)吡嗪-2-基]双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸甲酯(30mg，0.1mmol)溶于1,4-二氧六环(2mL)和水(1mL)中，向该溶液中加入氢氧化锂(23.2mg，0.5mmol)。将反应液在室温下搅拌3小时。将反应液中加入1M盐酸(5mL)后析出白色固体，将固体过滤干燥并在减压下浓缩得到白色固体的3-[6-(吡唑-1-基)吡嗪-2-基]双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸。
产量：25mg，收率：88％。
MS(M+1)：257。
3-(6-(1H-吡唑-1-基)吡嗪-2-基)双环[1.1.1]戊-1-胺的制备：
将3-[6-(吡唑-1-基)吡嗪-2-基]双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸(25mg，0.1mmol)加入3mL叔丁醇，然后向反应液中加入N,N-二异丙基乙胺(38mg，0.3mmol)和叠氮磷酸二苯酯(41mg，0.15mmol)。将反应液在90℃下搅拌15小时。将反应液浓缩后加入3mL 4M的盐酸二氧六环溶液。将反应液在室温下搅拌2小时。将混合物浓缩，然后通过反向纯化得到3-[6-(吡唑-1-基)吡嗪-2-基]双环[1.1.1]戊烷-1-胺为白色固体。
产量：5mg，收率：23％。
MS(M+1)：228。
1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ9.03(s,1H),8.58(d,J＝2.4Hz,1H),8.51(s,1H),7.91(s,1H),6.71–6.62(m,1H),2.14(s,6H).
实施例3
3-(1-苯基-1H-吡唑-3-基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸甲酯的制备：
将3-(甲氧羰基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸(45.8mg，0.27mmol),4-溴-1-苯基吡唑(50mg，0.22mmol)和碳酸铯(146.1mg，0.45mmol)溶于5mL N,N-二甲基乙酰胺中，向反应液中加入(4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶)双[3,5-二氟-2-[5-(三氟甲基)-2-吡啶基]苯基]铱(III)六氟磷酸盐(25.2mg，0.02mmol)，[4,4'-双(1,1-二甲基乙基)-2,2'-联吡啶]二氯化镍(13.4mg，0.03mmol)和2H-异吲哚-1,3-二酮(33.0mg，0.22mmol)。将反应在室温下置于18W 450nm蓝光下搅拌18小时。将反应液用水淬灭，并用乙酸乙酯(10mL×3)萃取。合并有机相，饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩得粗产品。粗品经爬大板(石油醚：乙酸乙酯1：1)得到黄色固体3-(1-苯基吡唑-4-基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸甲酯。
产量：12mg，收率：20％。
MS(M+1)：269。
1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.38(s,1H),7.79(d,J＝7.6Hz,2H),7.63(s,1H),7.47(t,J＝8.0Hz,2H),7.28(t,J＝7.2Hz,1H),3.63(s,3H),2.26(s,6H).
3-(1-苯基-1H-吡唑-3-基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸的制备：
将3-(1-苯基吡唑-4-基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸甲酯(15mg，0.06mmol)溶于1,4-二氧六环(2mL)和水(1mL)中，向该溶液中加入氢氧化锂(23.2mg，0.5mmol)。将反应液在室温下搅拌3小时。将反应液中加入1M盐酸(5mL)后析出白色固体，将固体过滤干燥并在减压下浓缩得到白色固体的1-(1-苯基吡唑-4-基)双环[1.1.1]戊烷-3-羧酸。
产量：10mg，收率：70％。
MS(M+1)：255。
3-(1-苯基-1H-吡唑-3-基)双环[1.1.1]戊烷-1-胺的制备：
将3-(1-苯基吡唑-4-基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸(10mg，0.04mmol)加入3mL叔丁醇，然后向反应液中加入N,N-二异丙基乙胺(25.4mg，0.2mmol)和叠氮磷酸二苯酯(21.6mg，0.08mmol)。将反应液在90℃下搅拌15小时。将反应液浓缩后加入3mL 4M的盐酸二氧六环溶液。将反应液在室温下搅拌2小时。将混合物浓缩，然后通过反向纯化得到3-(1-苯基吡唑-4-基)双环[1.1.1]戊烷-1-胺为白色固体。
产量：2mg，收率：23％。
MS(M+1)：226。
1HNMR(400MHz,CDCl3)δ7.64–7.53(m,1H),7.41–7.35(m,1H),7.24–7.20(m,4H),7.06(dt,J＝7.6,4.4Hz,1H),2.13–1.90(m,8H).
实施例4
3-(喹啉-7-基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸甲酯的制备：
将3-(甲氧羰基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸(49.1mg，0.3mmol),7-溴喹啉(50mg，0.3mmol)和碳酸铯(156.6mg，0.5mmol)溶于5mL N,N-二甲基乙酰胺中，向反应液中加入(4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶)双[3,5-二氟-2-[5-(三氟甲基)-2-吡啶基]苯基]铱(III)六氟磷酸盐(26.9mg，0.02mmol)，[4,4'-双(1,1-二甲基乙基)-2,2'-联吡啶]二氯化镍(14.35mg，0.04mmol)和2H-异吲哚-1,3-二酮(35.4mg，0.3mmol)。将反应在室温下置于18W450nm蓝光下搅拌18小时。将反应液用水淬灭，并用乙酸乙酯(10mL×3)萃取。合并有机相，饱和氯化钠水溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，浓缩得粗产品。粗品经爬大板(石油醚：乙酸乙酯1：1)得到黄色固体3-(喹啉-7-基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸甲酯。
产量：43mg，收率：71％。
MS(M+1)：254。
1HNMR(400MHz,DMSO-d6)δ8.89(d,J＝3.6Hz,1H),8.35(d,J＝8.0Hz,1H),7.96(d,J＝8.4Hz,1H),7.83(d,J＝4.8Hz,1H),7.57–7.48(m,2H),3.66(s,3H),2.40(s,6H).
3-(喹啉-7-基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸的制备：
将3-(喹啉-7-基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸甲酯(43mg，0.2mmol)溶于1,4-二氧六环(2mL)和水(1mL)中，向该溶液中加入氢氧化锂(57.1mg,1.4mmol)。将反应液在室温下搅拌3小时。将反应液中加入1M盐酸(5mL)后析出白色固体，将固体过滤干燥并在减压下浓缩得到白色固体的3-(喹啉-7-基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸。
产量：28mg，收率：69％。
MS(M+1)：240。
3-(喹啉-7-基)双环[1.1.1]戊烷-1-胺的制备：
将3-(喹啉-7-基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸(20mg，0.08mmol)加入3mL叔丁醇，然后向反应液中加入N,N-二异丙基乙胺(36.3mg，0.3mmol)和叠氮磷酸二苯酯(34.2mg，0.1mmol)。将反应液在90℃下搅拌15小时。将反应液浓缩后加入3mL 4M的盐酸二氧六环溶液。将反应液在室温下搅拌2小时。将混合物浓缩，然后通过反向纯化得到3-(喹啉-7-基)双环[1.1.1.1]戊-1-胺为白色固体。
产量：3mg，收率：17％。
MS(M+1)：211。
1HNMR(400MHz,MeOD)δ9.07(d,J＝4.4Hz,1H),8.85(d,J＝8.0Hz,1H),8.18(d,J＝8.4Hz,1H),7.99(s,1H),7.85(dd,J＝8.4,5.2Hz,1H),7.78(dd,J＝8.4,1.6Hz,1H),2.54(s,6H).
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

Claims (10)

1.光催化C(sp3)-C(sp2)偶联的方法，其特征在于，包括以下步骤：
以羧酸类底物和芳基卤代物为偶联片段，在光氧化还原催化剂与镍催化剂的协同催化下，于可见光条件下进行偶联反应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述光氧化还原催化剂为Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)PF6，所述镍催化剂为NiCl2·dtbbpy。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，
所述芳基卤代物为非杂环卤代物或是五元杂环卤代物或是六元杂环卤代物；和/或，
所述可见光为蓝光，波长范围介于420nm～470nm之间。
4.双环[1.1.1]戊烷-1-酸衍生物的合成方法，其特征在于，包括步骤：
以3-(甲氧羰基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸和芳基卤代物为偶联片段，在光氧化还原催化剂与镍催化剂的协同催化下，于可见光条件下进行偶联反应，经分离纯化得到3-[芳基]双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸甲酯；
将上述3-[芳基]双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸甲酯用碱水解，反应结束后将反应液酸化，过滤得到所述双环[1.1.1]戊烷-1-酸衍生物。
5.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于，具体步骤为：
将3-(甲氧羰基)双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸、芳基卤代物和碱溶于有机溶剂中，向反应液中加入Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)PF6作为光催化氧化催化剂，NiCl2·dtbbpy作为金属催化剂，于室温蓝光条件下进行偶联反应，将偶联反应产物分离纯化得到3-[芳基]双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸甲酯；
将3-[芳基]双环[1.1.1]戊烷-1-羧酸甲酯溶于有机溶剂和水中，向该溶液中加入氢氧化锂在室温条件下进行水解反应，反应结束后，向反应液中加入盐酸后析出白色固体，将该固体过滤干燥并在减压下浓缩得到所述双环[1.1.1]戊烷-1-酸衍生物。
6.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于，还包括步骤：
对光催化偶联反应进行淬灭时，通过打开反应容器使空气通入；
和/或，光催化偶联反应结束时，将反应液过滤后，优先倒入冰水中稀释，然后进行下一步处理。
7.根据权利要求5所述的合成方法，其特征在于，
所述的将偶联反应产物分离纯化的具体方式为萃取、洗涤或者柱层析；
和/或，所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、二氯甲烷、乙酸乙酯、N,N-二甲基乙酰胺、叔丁醇及1,4二氧六环中的一种或者几种组合。
8.根据权利要求4-7任一所述的合成方法，其特征在于，
所得偶联反应产物为以下1a-1d化合物中的一种或几种组合：
9.双环[1.1.1]戊烷-1-胺衍生物的合成方法，其特征在于，包括步骤：
采用权利要求4-8任一所述的合成方法制备得到双环[1.1.1]戊烷-1-酸衍生物；
将所述双环[1.1.1]戊烷-1-酸衍生物通过Curtius重排合成所述双环[1.1.1]戊烷-1-胺衍生物。
10.根据权利要求9所述的合成方法，其特征在于，
双环[1.1.1]戊烷-1-胺衍生物为以下2a-2d化合物中的一种或几种组合：
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