[发明专利]光促进的Minisci C-H烷基化反应在制备烷基取代的氮杂环中的应用

说明书

本发明属于精细化学品技术领域，具体涉及光促进的无需氧化剂的醛或酮作为烷基自由基来源的Minisci C‑H烷基化反应制备烷基取代的氮杂环。含氮芳环与光催化剂[Ir(dF(CF₃)ppy)₂(dtbbpy)]PF₆、三‑(三甲基硅基)硅烷(TTMS)、三氟乙酸(TFA)、醛或酮和有机溶剂混合，向反应瓶中吹氩气，在36W的490nm蓝光照射下反应。加入碳酸氢钠溶液，分液，有机层干燥，旋去溶剂，柱层析得到纯品。

技术领域

本发明属于精细化学品技术领域，具体涉及光促进的无需氧化剂的醛或酮作为烷基自由基来源的Minisci C-H烷基化反应在制备烷基取代的氮杂环中的应用。

背景技术

含氮芳环广泛存在于天然产物、药物分子、有机材料及配体中。通过选择性碳氢键官能团化的方式对含氮芳环进行后期修饰具有重要意义。在酸性和氧化条件下，自由基对含氮芳环的加成反应，即Minisci反应，提供了一种很高效地合成烷基取代的含氮芳环的方法。传统上的Minisci反应往往需要过量的氧化剂和酸以及很高的温度，这大大限制了底物的适用范围。随着光催化在有机合成中的快速发展，近几年来，有机化学家们报道了多种光催化下的Minisci反应，并且成功应用到药物的合成中。目前报道的Minisci反应所使用的烷基化试剂有烷基卤代烃、烷基羧酸、过氧化物、醇、和烷基硼酸，但由醛或酮作为烷基化试剂的Minisci反应未见报道，而且目前报道的Minisci反应往往需要使用过量的氧化剂，这给Minisci反应对复杂的天然产物和药物进行后期官能团化带来很大的挑战，这也成了限制Minisci反应应用的关键因素(Proctor，R.S.J.；Phipps，R.J.Angew.Chem.，Int.Ed.DOI：10.1002/anie.201900977.DiRocco，D.A.；Dykstra，K.；Krska，S.；Vachal，P.；Conway，D.V.；Tudge，M.Angew.Chem.，Int.Ed.2014，53，4802.Jin，J.；MacMillan，D.W.C.Nature2015，525，87；Dong，J.；Lyu，X.；Wang，Z.；Wang，X.；Song，H.；Liu，Y.；Wang，Q.Chem.Sci.，2019，10，976.)。

发明内容

本发明的目的是提供无需氧化剂的醛或酮作为烷基自由基来源的Minisci C-H烷基化反应制备烷基取代的氮杂环的方法。

本发明的光促进的无需氧化剂的醛或酮作为烷基自由基来源的Minisci C-H烷基化反应制备烷基取代的氮杂环的合成路线如下(方程式1)。

方程式1：

其中氮杂芳环A包括取代的或未取代的4-羟基喹唑啉，取代的或未取代的苯并噻唑，取代的或未取代的咪唑并[1，2-b]哒嗪，取代的或未取代的喹啉，取代的或未取代的吡啶等。所述取代的取代基各自独立地选自羟基、卤素、氰基、硝基、酯基、三氟甲基、三氟甲氧基、酰胺基、C1-C6的烃基、C1-C6的烷氧基、C1-C4的烷基取代的羰氧基和C1-C4的烷氧基取代的羰氧基中的一种或多种；羰基化合B包括C3-C12的链状烷基酮，C4-C8的环烷基酮，包含胺、醚、缩醛、酯等官能团的酮。也包括C2-C8的链状烷基醛，2位有取代基的烷基醛，包含硫醚、苯环、双键等基团的烷基醛。

本发明的方法是：将4-羟基喹唑啉、苯并噻唑、咪唑并[1，2-b]哒嗪、喹啉或吡啶与光催化剂[Ir(dF(CF₃)ppy)₂(dtbbpy)]PF₆、三(三甲基硅基)硅烷、三氟乙酸(TFA)、醛或酮和有机溶剂混合，向反应瓶中吹氩气，在36W的490nm蓝光照射下进行反应。加入碳酸氢钠溶液，分液，有机层干燥，旋去溶剂，柱层析得到纯品。

本反应中含氮芳环、光催化剂、醛或酮、三(三甲基硅基)硅烷和TFA的摩尔比是1∶0.001-0.1∶10-50∶1-3∶1-6。