[发明专利]一种发散型导向的氮杂环的合成方法

说明书

技术领域

本发明属于化学制药和精细化工制备技术领域，即发散合成导向的N-烯丙基-3-吲哚醛和3-氮杂二环[3,1,0]己醛，尤其涉金属催化的卡宾环化反应，高效的生成两种多取代的氮杂环，并且可以有效的控制产物的相对比例。本发明为高效制备官能化的氮杂环衍生物提供了一条新的技术路线和设计策略，在化学制药和精细化工领域有广阔的应用。

背景技术

氮杂环是一大类重要的有机化合物，很多氮杂环具有特别的化学与生物活性，存在于许多天然产物和药物分子中，也被应用于功能材料中。而含醛基的氮杂环类化合物更是高附加值的有机分子，因为醛基可以非常方便的进一步衍生化得到很多其它结构的氮杂环。N-烯丙基-3-吲哚醛和3-氮杂二环[3,1,0]己醛因其结构中含有多种官能团和药效团是两类非常有价值的氮杂环化合物，目前这两类化合物的制备方法有限，文献报道的方法基本可以概括为以下几个方程式：

(1)从吲哚1出发，经过Vilsmeier甲酰化得到3-吲哚醛2(式1)。

(2)从烯炔3出发，金催化剂催化氧化得到4(式2)。

(3)从烯炔5出发，金属催化剂催化氧化得到6(式3)。

这些方法都有一定的局限性，比如底物复杂不易制备，以及底物范围窄等缺点。考虑到以上缺点，本发明将要阐述一种便捷通用的同时制备两种结构截然不同的氮杂环的新方法。

发明内容

本发明的目的是阐述一种发散型氮杂环制备方法，具体来说就是发明了一种高效一步制备两种氮杂环N-烯丙基-3-吲哚醛和3-氮杂二环[3,1,0]己醛。

为实现上述合成目的，本发明采用如下技术方案，概括为所示的反应方程式：(式4)。在适当溶剂中，各种1-磺酰基三氮唑7在适当金属催化剂催化下环化，经过适当水解处理后得到N-烯丙基-3-吲哚醛8和3-氮杂二环[3,1,0]己醛9。

分子结构通式7、8、9中的R¹为各种取代的芳基(具体为苯基、对甲基苯基、对硝基苯基等)、各种取代的烷基等(具体为甲基、三甲基硅基乙基等)；R²为各种取代的芳基(具体为苯基、对甲基苯基等)、各种取代的烷基(具体为甲基、乙基、苄基等)、各种脂基(具体为甲酯、乙酯等)、各种卤素(具体为氯、溴氟)等；R³为各种取代的芳基(具体为苯基)、各种取代的烷基(具体为甲基)、各种取代的烷氧基(具体为对甲氧基、3、5-二甲氧基苯基)、各种取代的芳基氧基(具体为苯氧基)、硝基(具体为对硝基、间硝基)、脂基(具体为甲酯、乙酯)、腈基(具体为甲腈)、卤素(具体为氯、溴、碘、氟等)等。

一种发散导向的氮杂环的合成，按照下述步骤进行：

按一定比例1-磺酰基三氮唑7、金属催化剂混合在一种有机溶剂中搅拌，根据底物和试剂特性，温度控制在一定温度之间，一定时间后，停止反应，加入适量甲醇，碳酸钾和少量水，搅拌过夜。用有机溶剂乙酸乙酯或二氯甲烷萃取三遍，有机相合并后用饱和食盐水洗，再用无水硫酸钠干燥，减压蒸除溶剂，残留物用乙酸乙酯和石油醚为洗脱剂，硅胶柱色谱分离纯化，得到相应氮杂环醛8和9。或者反应完成后减压蒸除有机溶剂，残渣直接硅胶色谱柱分离。

其中所述1-磺酰基三氮唑7的结构式为其中R¹为各种取代的芳基(具体为苯基、对甲基苯基、对硝基苯基等)、各种取代的烷基等(具体为甲基、三甲基硅基乙基等)；R²为各种取代的芳基(具体为苯基、对甲基苯基等)、各种取代的烷基(具体为甲基、乙基、苄基等)、各种脂基(具体为甲酯、乙酯等)、各种卤素(具体为氯、溴氟)等；R³为各种取代的芳基(具体为苯基)、各种取代的烷基(具体为甲基)、各种取代的烷氧基(具体为对甲氧基、3、5-二甲氧基苯基)、各种取代的芳基氧基(具体为苯氧基)、硝基(具体为对硝基、间硝基)、脂基(具体为甲酯、乙酯)、腈基(具体为甲腈)、卤素(具体为氯、溴、碘、氟等)等。

其中所述溶剂为四氢呋喃、甲苯、二氯甲烷、三氯甲烷、1,2-二氯甲烷等非极性溶剂。

其中所述的1-磺酰基三氮唑7、催化剂摩尔比为1.0：0.005到1.0：0.05之间。

其中所述的催化剂为醋酸铑、辛酸铑、间苯二酸铑等铑化合物和三氟甲磺酸，三氟醋酸铜等铜化合物和三氟甲磺酸银等银盐。

其中所述反应温度在50-120度之间。

其中所述反应时间为10分钟到5小时之间。

本发明的优点