[發明專利]一種鈷催化碳氫胺化反應合成咔唑類化合物的方法

有效

• 申請號: 202110282813.4
• 申請日: 2021-03-16
• 公開（公告）號: CN113004248B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 馮若昆;王朝彧;潘健;朱天陽;冉冬梅;劉伊琳
• 申請（專利權）人: 紹興文理學院
• 主分類號: C07D401/06
• 分類號: C07D401/06
• 代理公司: 杭州知閑專利代理事務所(特殊普通合伙) 33315
• 代理人: 張勛斌

本發明公開了一種鈷催化碳氫胺化反應合成咔唑類化合物的方法，包括：在鈷催化劑的催化下，吡啶酰胺類化合物在氧化劑和堿的作用下于有機溶劑中進行反應，反應結束后經過后處理得到所述的咔唑類化合物。該采用了廉價的鈷金屬作為催化劑，催化吡啶酰胺類化合物的碳氫胺化反應，避免了貴金屬催化劑的使用，同時，提高了反應收率，具有重要的工業應用價值。

技術領域

本發明屬于有機合成領域，具體涉及一種鈷催化碳氫胺化反應合成咔唑類化合物的方法。

背景技術

咔唑是一種重要的含氮雜原子化合物，它作為精細化學品的中間體，在醫藥、有機光電材料以及熒光探針等領域有著廣泛的應用，如圖一示，研究發現化合物I具有抗癌活性，化合物II具有抗HIV活性，化合物III 表現抗瘧疾活性，化合物IV是一種雙極性藍光材料，化合物V是一種具有高玻璃化轉變溫度(210度)的OLED材料，化合物VI可以用于檢測銅離子等。近年來，結構新穎、性能優越的咔唑類衍生物的合成和設計備受科研工作者的青睞，因此，尋求高效、簡潔的合成方法有助于發揮咔唑類化合物的應用價值。

2009年Brankica Jovanovic等人報道了過渡金屬銠催化的雙芳基疊氮化合物經氮卡賓插入合成咔唑的反應。文章除了用較為昂貴的銠作為催化劑，還要添加配體以降低反應的區域選擇性，大大提高了反應的成本，具體如下式所示：

2011年So Won Youn課題組報道了過渡金屬鈀催化的N-對甲苯磺酰基鄰氨基聯苯的分子內環化反應合成咔唑類化合物，具體如下所示：

2020年Huiying Zeng等人報道了鈀催化的聯苯酚化合物通過去芳構化-再芳構化合成咔唑。反應中以甲酸鈉為氫源，鈀碳為催化劑，三氟乙醇為添加劑，甲苯為溶劑，氨水為氨化試劑合成咔唑。但是由于聯苯酚化合物合成較為困難，大大限制了該方法的廣泛應用，具體如下式所示：

綜上所述，現階段發展的咔唑合成方法，雖然都是利用鄰氨基聯苯為原料，通過過渡金屬催化的分子內碳氮鍵構筑來實現，但是反應多使用了較為昂貴的催化劑，而且反應產率仍有提高的空間，因此，發展廉價金屬催化的碳氫胺化反應制備咔唑及其衍生物具有十分重要的研究意義。

發明內容

本發明提供了一種鈷催化碳氫胺化反應合成咔唑類化合物的方法，該方法避免了昂貴的催化劑的使用，并且提高了反應收率。

一種鈷催化碳氫胺化反應合成咔唑類化合物的方法，包括：

在鈷催化劑的催化下，吡啶酰胺類化合物在氧化劑和堿的作用下于有機溶劑中進行反應，反應結束后經過后處理得到所述的咔唑類化合物；

反應式如下：

其中，R¹為H、C₁～C₄烷基或者鹵素；

R²為H或者C₁～C₄烷基。

作為優選，R¹為H、甲基或者氯；

R²為H、甲基或者丙基。

作為優選，所述的鈷催化劑為氯化鈷，溴化鈷，乙酸鈷，堿式乙酸鈷，堿式碳酸鈷，氧化鈷，乙酰丙酮鈷中的一種或者多種。

作為優選，所述的氧化劑為碳酸銀，硫酸銀，氧化銀，氧化錳，醋酸錳中的一種或者多種。

作為優選，所述的堿為碳酸鈉，碳酸鉀，碳酸銫，碳酸氫鈉，乙酸鉀，磷酸鉀中的一種或者多種。