[發明專利]一種多取代吡啶衍生物的合成方法

有效

• 申請號: 201711277086.2
• 申請日: 2017-12-06
• 公開（公告）號: CN107954980B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 劉建明;岳園園;閆旭洋;趙淑芳
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: C07D401/06
• 分類號: C07D401/06;C07D409/14
• 代理公司: 青島致嘉知識產權代理事務所(普通合伙) 37236
• 代理人: 龐慶芳

本發明公開了一種多取代吡啶衍生物的合成方法，屬于有機化學技術領域。以DBU和不對稱取代1,3?丁二炔為反應原料，碳酸銫為堿，乙腈溶劑中，在CO₂的促進下，加熱反應得到多取代的吡啶化合物。本發明利用CO₂活化促進C＝N鍵斷裂，簡單便捷、條件溫和，直接構建了功能性多取代吡啶類化合物，拓寬了吡啶類雜環的合成方法。

技術領域

本發明屬于有機合成技術領域，具體涉及一種多取代吡啶衍生物的合成方法。

背景技術

吡啶作為一種重要的含氮雜環，存在于多種重要的化合物中，包括吖嗪、維生素煙酸、吡哆醇。它不僅是農用化學品和藥物的前體，也是重要的助染劑和變性劑。吡啶衍生物通常是生物分子的一部分，例如吡啶核苷酸和生物堿。

吡啶的合成通常分為兩步：一、原料C＝N鍵的斷裂；二、重新構建C＝N鍵合成吡啶環。傳統C＝N斷鍵是利用過渡金屬M，例如鈀、鎳、銅、鈷、銠等催化劑催化C＝N鍵斷裂形成C-M和N-M或C-M-N物質。而大多數過渡金屬催化劑價格昂貴、反應條件苛刻，且需要配合有毒配體使用。

二氧化碳作為儲量豐富、安全、特殊的可再生資源，具有廣闊的應用前景及重要意義，二氧化碳化學是當前綠色化學研究領域中具有挑戰性的課題。目前，二氧化碳固定化學已經得到蓬勃發展，但起活化促進C＝N斷鍵后再重新構建C＝N鍵形成吡啶雜環尚沒有公開報道。

發明內容

為了克服上述缺陷，本發明公開了一種簡單、有效、便捷的多取代吡啶衍生物的合成方法。從簡單易得的試劑出發，經由簡便的操作步驟，在溫和的反應條件下，經過一步反應即可得到α-乙基氮雜環庚烷-2-酮取代的吡啶類化合物，避免了傳統合成方法原料復雜、條件苛刻等弊端，成功合成了多官能化吡啶。

一種多取代吡啶衍生物的合成方法，本發明采用的技術方案，其特征在于，包括以下操作：將不對稱取代1,3-丁二炔類化合物1、DBU(1,8-二氮雜雙環[5.4.0]十一碳-7-烯)、堿和溶劑混合后，在CO₂的促進下，加熱反應得到α-乙基氮雜環庚烷-2-酮取代的吡啶4和5。反應方程式如下：

其中：

Ar¹選自苯基，4-甲基苯基、4-甲氧基苯基、4-叔丁基苯基、4-氟苯基、4-溴苯基、聯苯基、3-甲基苯基、3-甲氧基苯基、3-氯苯基、噻吩、吡啶等；

Ar²選自苯基、4-甲基苯基、4-丙基苯基、4-丁基苯基、4-戊基苯基、4-氯苯基、3-乙基苯基、3-乙氧基苯基、3-氟苯基、3-溴苯基等。

進一步地，在上述技術方案中，所述堿選自氫氧化銫或碳酸銫；所述反應中，添加水可以促進反應，提高收率。

進一步地，在上述技術方案中，所述1,3-丁二炔類化合物1與DBU的摩爾比為1:1-4。

進一步地，在上述技術方案中，所述反應溶劑選自乙腈；所述加熱反應時，溫度控制在60-90℃。

進一步地，在上述技術方案中，使用0.25-2當量的碳酸銫做為堿時，反應能達到很好的促進效果。

進一步地，為了更好的理解本發明，以Ar¹＝苯基、Ar²＝4-甲氧基苯基為底物進行條件優化為例：在二氧化碳氣氛下，將0.2mmol 1,3-丁二炔1a、0.2mmol碳酸銫、0.6mmolDBU、20μL水和2mL的乙腈依次加入到Schlenk反應管中，在IKA(恒溫加熱磁力攪拌器)中恒溫加熱80℃攪拌反應48h。反應結束后，冷卻至室溫，用20mL乙酸乙酯將反應液轉移出來，減壓旋蒸制樣，經過柱層析分離得到目標產物4a和5a,收率74％，改變其它反應條件時，結果如下：