[发明专利]电化学条件下镍催化C-3烷基取代喹喔啉酮的合成方法

说明书

电化学条件下镍催化C‑3烷基取代喹喔啉酮的合成方法，属于化合物的制备技术领域。该方法是在单室电解池中以2‑羟基喹喔啉，N‑羟基邻苯二甲酰亚胺酯为原料，在电解液中，以六水合氯化镍为催化剂，以4,4'‑二叔丁基‑2,2'‑二吡啶为配体，在高氯酸锂为支持电解质的条件下电解，反应温度60℃，电流密度为8mA/cm²，反应3h可得到结构不同的C‑3取代烷基化的喹喔啉酮类化合物。该方法反应温和，使用廉价易得的镍金属催化剂，具有良好的官能团相容性。此外，这种电化学方法为各种烷基取代喹喔啉酮化合物的合成提供了一种绿色、有效的方法,有助于实现原子经济性，使得成本大大降低，操作也变得更为简单化，更有利于实现工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种以廉价镍盐为催化剂的电化学C-3烷基化喹喔啉酮的合成新方法，属于化合物的制备技术领域。

背景技术

喹喔啉酮类是一类重要的杂环化合物，其含有两个杂原子，喹啉酮类化合物也是一种非常重要的氮杂环化合物，由于其抗癌、抗菌、抗血栓、蛋白激酶抑制、受体激动剂活性等生物活性，以及对一些病原微生物的活性，它们被广泛的应用于医药，杀菌，除草，植物生长调节和材料等方面。同时，广泛应用于合成化学，且是材料、天然产物和药品中关键的结构单元。在有机化学中，喹喔啉酮常用来作为原料，可以进行一系列的反应。例如，酰基化反应、磷化反应、芳基化反应、胺化反应、三氟甲基化反应、烷基化反应。其中，喹喔啉酮类化合物的烷基化是非常重要的一类反应，可以用来构建各种类型的烷基化产物。

烷基化的喹喔啉酮是非常重要的有机结构单元，在材料、天然产物、药物中广泛存在。由于它们的合成用途和生物重要性，人们在构建C-3烷基取代喹喔啉酮结构上做出了很大的努力，如何简单高效的合成C-3烷基取代喹喔啉酮类化合物，目前已经成为人们关注的焦点。傅克-烷基化反应是有机化学中实现烷基化的非常重要的手段。但是，这些反应往往有很大的缺点，包括无水条件，底物，多重烷基化和异构现象的局限性。在过去的几十年里，过渡金属催化的交叉偶联和自由基氧化偶联反应为芳烃的直接C-H烷基化反应提供了很好的手段。对于C-3烷基取代喹喔啉酮化合物的合成方法，在2018年，Guo课题组报道了铁催化喹喔啉酮的直接C-3氰基烷基化通过自由基碳碳键的断裂(L.Yang,P.Gao,X.-H.Duan,Y.-R.Gu and L.-N.Guo,Org.Lett.,2018,20,1034)。之后，Qu课题组报道了一种实用且高效的铜催化直接进行喹喔啉酮的C-3苄基化，在微波的条件下以廉价的甲基芳烃作为苄基源(L.Hu,J.Yuan,J. Fu,T.Zhang,L.Gao,Y.Xiao,P.Mao and L.Qu,Eur.J.Org.Chem.,2018,4113)。随后，Wei课题组发展了一种简单、方便的可见光催化的通过交叉脱氢偶联合成C-3烷氧基喹喔啉酮的方法(W.Wei,L.Wang,H.Yue,P.Bao,W.Liu,C.Hu,D.Yang and H.Wang,ACS Sustainable Chem. Eng.,2018,6,17252)。虽然，对C-3烷基取代喹喔啉酮类化合物的合成已有很多研究，但反应过程中通常使用了化学计量的金属、强氧化剂，且有反应温度较高、产率较低等问题，也给环境造成了一定的污染。因此，开发一种合成C-3烷基取代喹喔啉酮类化合物的新方法是非常重要的。在这里我们提出一种廉价易得的镍催化的电化学方法合成C-3烷基取代喹喔啉酮类化合物，报道了以脂肪酸(二级、三级、四级和氨基酸)为原料合成喹喔啉酮和N-羟基邻苯二甲酰亚胺酯的一种简便有效的脱羧烷基化方法。该方法反应温和，使用廉价易得的镍金属催化剂，具有良好的官能团相容性。此外，这种电化学方法为各种烷基取代喹喔啉酮化合物的合成提供了一种绿色、有效的方法。

发明内容

为了解决现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种操作简单且成本低的电化学化方法，用以实现烷基取代喹喔啉酮化合物的合成。其反应路线及机理如下：