[发明专利]一种利用醛、芳基硼酸、乙腈的串联反应合成吡啶环结构的方法

说明书

本发明公开了一种利用醛、芳基硼酸、乙腈的串联反应合成吡啶环结构的方法，包括如下步骤，将将钯催化剂、醛、芳基硼酸、配体和氧化剂溶解于乙腈中，在回流条件下，搅拌24‑72小时，得到混合液；过滤混合液，浓缩滤液，经柱层析，得到多取代吡啶。本发明方法反应物均无需过量，原料利用率较高，反应在中性条件下进行，反应物分子和产物分子中的官能团不受影响，尤其适合制备利用传统缩合反应相对较难制备的多取代吡啶，反应条件温和，操作简单，原子经济型高，适于在工业生产中应用。

技术领域

本发明涉及一种合成吡啶环结构的方法，具体涉及一种利用醛、芳基硼酸、乙腈的串联反应合成吡啶环结构的方法，属于吡啶类化合物制备技术领域。

背景技术

吡啶环作为一种基本的结构单元，存在于多种天然产物，药物前体，功能材料中，被广泛应用于农药、医药、染料、化学试剂、和精细化工产品中。传统的合成吡啶环的方法一般是将羰基化合物与胺类物质缩合，包括芳香醛、芳香酮、醋酸铵的缩合，苄胺与芳香酮的缩合等。但由于反应过程中存在反应条件苛刻、产率低等缺点，因此不符合可持续发展的需求。近年来，化学家们越来越倾向于温和条件下过渡金属催化的方法来合成吡啶环，以便增加合成产率及底物普适性。例如过渡金属催化的[2+2+2]或[4+2]腈与烯烃的环加成反应，过渡金属催化的肟醚与芳香醛、二甲基甲酰胺、二甲基胺等的加成反应等。由于腈类可以与多种有机物发生碳钯化反应制备芳香酮，所以近两年有人报道了通过腈类的碳钯化反应合成吡啶环的方法。但是，这些反应必须用二腈类、δ-酮基腈类、拉电子基团取代的腈类做底物，直接利用脂肪腈的碳钯化反应制备吡啶环的反应还未见报道。

发明内容

本发明提供了一种利用醛、芳基硼酸、乙腈的串联反应合成吡啶环结构的方法，可以在温和条件下高效地制备各种吡啶衍生物。

本发明方法主要采用脂肪腈类的碳钯化反应及串联缩合反应制备多种吡啶衍生物，反应中脂肪腈作为C4N1供体、醛作为C1供体共同构建吡啶环，打破脂肪腈不能通过碳钯化反应直接制备吡啶环的技术壁垒。

由于脂肪腈的碳钯化反应可以产生亚胺中间体及酮，因此，脂肪腈既作为酮源，也作为氮源，通过与醛的缩合反应可以制备吡啶环结构。

本发明方法所涉及的化学反应方程式如下：

利用醛、芳基硼酸、乙腈的串联反应合成吡啶环结构的方法，包括如下步骤：

(1)将钯催化剂、醛、芳基硼酸、配体和氧化剂溶解于乙腈中得到混合液A；作为优选，所述醛、钯催化剂、配体、芳基硼酸、氧化剂的摩尔比为1：0.02～0.5：0.04-0.5：2-4：1-3。

所述的醛为RCHO，其中R为(n＝1,2,3,4,5,6)；

所述的钯催化剂为醋酸钯、三氟乙酸钯、氯化钯、四三苯基膦钯或负载纳米钯催化剂(Pd/Al₂O₃，Pd/C,Pd/MOF-5)；

所述的配体为

所述的芳基硼酸为ArB(OH)₂,其中Ar为(n＝1,2,3,4,5),

所述的氧化剂为AgCO₃,AgTFA,Cu(OAc)₂,

(2)将混合液A在回流条件下，搅拌24-72小时，得到混合液B；

依据所用原料种类的不同，所述的回流条件可对应不同的温度；步骤(2)中的反应，其反应时间并没有严格的限制，通过定时取样，用薄层色谱法(TLC)等现有手段进行跟踪分析，当其中一种原料或多种原料都反应完毕，视为反应的终点即可。

(3)过滤混合液B，浓缩滤液，经柱层析，得到多种取代吡啶。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：