[发明专利]过渡金属催化的C-H活化/环合反应高效合成异喹啉衍生物的绿色合成新方法

说明书

本发明涉及一种以水作为溶剂、硫叶立德为卡宾供体、过渡金属催化的C‑H活化/环合反应高效在芳（杂）环上形成C‑C键，并环合成异喹啉衍生物的绿色合成新方法。与传统方法相比，本方法原料易得，步骤简单，避免了毒性有机溶剂的使用，是一种温和、快速、简便、有效、环境友好的制备异喹啉母环的方法，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种以水作为溶剂、硫叶立德为卡宾供体、过渡金属催化的C-H活化/环合反应高效在芳（杂）环上形成C-C键并环合成异喹啉衍生物的绿色合成新方法。

背景技术

异喹啉及其衍生物是一种常见的有机化合物母环结构，广泛存在于多种药物、天然化合物^1-5和有机材料^{6, 7}。合成异喹啉及其衍生物的传统方法包括Pomeranz-Fritsch反应⁸、Bischler-Napieralski反应⁹和Pictet-Spengler反应¹⁰，这些反应一般存在如下缺点：步骤繁琐、条件苛刻、收率低、官能团适用性差等。近年来，C-H活化在有机合成领域取得了快速的发展，多种含N原子的导向基团的化合物，分别与炔类或者重氮类等化合物，通过过渡金属催化，可快速构建含有异喹啉母环结构的各种化合物^11-17。然而已有的这些方法依然有一定局限性，如原料难合成、不稳定、难保存，甚至具有潜在危险性，反应条件不够绿色环保，需要添加多种添加剂，并使用毒性有机溶剂等。因此，开发经济、高效、安全、绿色的C-H活化方法来合成异喹啉及其衍生物是一项具有重大意义的研究。硫叶立德是一种卡宾前体化合物，与重氮化合物相比，具有安全性，稳定性和易合成等优点，最近成为C-H活化研究的热点^18-23。本发明提供一种以苄胺类化合物为起始原料，硫叶立德作为卡宾供体，以水作为溶剂，通过过渡金属催化，简捷高效地在芳杂环上形成C-C键并环合成异喹啉衍生物的绿色合成新方法。

发明内容

本发明实现了以水作为溶剂、硫叶立德作为卡宾供体，通过过渡金属催化的C-H活化一步偶联并环合构建异喹啉及其衍生物的合成新方法，解决了传统合成方法步骤冗长、反应条件苛刻、低原子利用率、使用有毒有机溶剂造成环境污染、成本较高等问题。本发明原料易得，步骤简单，是一种温和、快速、简便、有效、环境友好的制备异喹啉母环的方法，具有广阔的应用前景。

本发明的化学反应式如下所示：

A环为苯基、萘基、噻吩基、呋喃基、吡啶基、吡咯基、吲哚基中的一种；

R₁为氢、卤素、烷基、苯基、烷氧基、羰基、醛基、羧基、氰基、硝基、烷酰氧基、酰胺基中的一种或一种以上；

R₂为氢、烷基、杂芳基中的一种；

R₃为苯基、噻吩基、呋喃基、吡啶基、萘基、吡咯基、吲哚基、烷基、烯基、炔基的一种或一种以上。

制备步骤如下：

（1）在洁净的反应器中依次加入苄胺类化合物、硫叶立德化合物、催化剂、添加剂和水，放入100℃油浴锅里搅拌24h；

（2）反应结束后，加入二氯甲烷萃取，收集二氯甲烷层，减压除去溶剂，残留物采用硅胶柱层析分离纯化即得产品。