[發明專利]一種[60]富勒烯四氫喹啉衍生物的合成方法

有效

• 申請號: 201910398015.0
• 申請日: 2019-05-14
• 公開（公告）號: CN109988113B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 劉青鋒;劉統信;王景梅;張貴生
• 申請（專利權）人: 河南師范大學
• 主分類號: C07D221/18
• 分類號: C07D221/18;C07D409/12
• 代理公司: 新鄉市平原智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 41139
• 代理人: 路寬

本發明公開了一種[60]富勒烯四氫喹啉衍生物的合成方法，以富勒烯C₆₀與取代的N?磺酰基鄰氨基苯丙二酸二甲酯為原料，以氯化銅和水合乙酸錳為催化劑，以碳酸銫為無機堿，以鄰二氯苯和乙腈的混合溶液為溶劑，在氮氣氛圍下于120?140℃反應制得目標產物[60]富勒烯四氫喹啉衍生物。本發明的合成方法中反應步驟簡單，在氯化銅和水合乙酸錳的聯合催化下以較高的收率獲得了富勒烯四氫喹啉類化合物，催化劑價廉易得，實驗方法簡單，原子經濟性高。

技術領域

本發明屬于富勒烯衍生物的合成技術領域，具體涉及一種[60]富勒烯四氫喹啉衍生物的合成方法。

背景技術

雜環結構在光電材料、天然產物及生物分子中經常出現，在富勒烯中引入含有氧或氮的雜環結構，有利于增強富勒烯雜環衍生物的電子接受能力，擴寬其在光電材料領域的應用。富勒烯雜環化合物的構建通常是通過1,3-偶極環加成反應形成碳-雜原子鍵，一系列富勒烯雜環衍生物如富勒烯四氫吡咯、吡唑啉、三唑啉、噁唑啉、異噁唑啉、呋喃、吡咯和噻唑類衍生物被合成出來，并且在材料化學、有機光電和醫學等領域得到了較為廣泛地應用。而對于含雜原子的富勒烯四氫喹啉類化合物的構建，目前已經報道的方法有限。在僅有的方法中，Martín在1998年報道了富勒烯C₆₀與N-甲基苯胺基氯代苯硼烷、醛在回流的條件下反應，僅僅合成了三個富勒烯四氫喹啉類化合物(J.Org.Chem.1998,63,8074-8076)。此外，在2018年，富勒烯C₆₀與2-氯甲基苯磺酰胺發生的[4+2]環加成反應合成富勒烯四氫喹啉類化合物的反應也被報道(J.Org.Chem.2018,83,1959-1968)。以上是僅有的報道合成富勒烯四氫喹啉類化合物的方法，在原料合成、底物適用范圍和產物結構多樣性等方面均存在不同的局限性。

發明內容

本發明解決的技術問題是提供了一種更加簡便且適用范圍廣的[60]富勒烯四氫喹啉衍生物的合成方法。

本發明為解決上述技術問題采用如下技術方案，一種[60]富勒烯四氫喹啉衍生物的合成方法，其特征在于具體過程為：以富勒烯C₆₀與取代的N-磺酰基鄰氨基苯丙二酸二甲酯為原料，以氯化銅和水合乙酸錳為催化劑，以碳酸銫為無機堿，以鄰二氯苯和乙腈的混合溶液為溶劑，在氮氣氛圍下于120-140℃反應制得目標產物[60]富勒烯四氫喹啉衍生物，合成過程中的反應方程式為：

其中取代基R選自C_1-4烷基或芳基；取代基R¹選自氫、甲基、鹵素、甲氧基或三氟甲基；取代基R²選自對甲苯磺酰基、苯磺酰基、對甲氧基苯基磺酰基、對硝基苯基磺酰基、萘磺酰基或2-噻吩磺酰基。

優選的，所述的富勒烯C₆₀、取代的N-磺酰基鄰氨基苯丙二酸二甲酯、氯化銅、水合乙酸錳與碳酸銫的投料摩爾比為1:3:2:2:1。

優選的，所述的溶劑為體積比7:1的鄰二氯苯和乙腈的混合溶液。

優選的，所述的[60]富勒烯四氫喹啉衍生物包括以下化合物：

本發明具有以下有益效果：本發明的合成方法中反應步驟簡單，在氯化銅和水合乙酸錳的聯合催化下以較高的收率獲得了富勒烯四氫喹啉類化合物，催化劑價廉易得，實驗方法簡單，原子經濟性高。同時具有廣泛的底物使用范圍和良好的官能團耐受性，為富勒烯四氫喹啉類化合物的制備和應用提供了一種更加簡便的方法。

具體實施方式

以下通過實施例對本發明的上述內容做進一步詳細說明，但不應該將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本發明上述內容實現的技術均屬于本發明的范圍。

實施例