[发明专利]一种氘代含氮杂环化合物的制备方法

说明书

本发明公开了一种氘代含氮杂环化合物的制备方法，以式1至式5其中之一所示的含氮杂环化合物为原料，在氘源试剂及惰性气体的存在下，无机碱作为催化剂，60‑120℃下进行氘代反应，控制反应时间，获得式1a至式5a其中之一所示的氘代含氮杂环化合物或式1b至式5b其中之一所示的氘代含氮杂环化合物。本发明具有反应条件温和，操作简便，氘代效果好，收率高的优点。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，特别涉及一种氘代含氮杂环化合物的制备方法。

背景技术

氘元素是一种氢的同位素，自发现以来，由于其独特的性质，被广泛应用于核能、军事、分析检测、医学检验、高分子材料合成改性、制药等各个领域。如在药物化学领域中，在药物分子的非代谢位点和非作用位点引入氘，采用同位素示踪法，可以在不影响药物作用的情况下对药物分子的吸收、分布、代谢和排泄等进行研究；在材料研究领域中，由于C-D键的稳定性优于C-H键，可以在不影响材料其他性能的情况下将设备寿命延长。

含氮杂环化合物是一类含有氮杂原子的杂环化合物，是杂环化合物中应用开发最广泛的化合物之一，其作为化学工业，特别是精细化工的重要原料，应用范围极广，如3-甲基吡啶可用于合成烟酸或烟酰胺，可作血管扩张治疗药，用于治疗视神经萎缩，视网膜病变，也可用于合成农用化学品—除草剂。以含氮杂环化合物的氘代产物作为中间体，合成药物，农用化学品，饲料，香料，日化用品等，可以改良性能，产品更优。

目前含氮杂环化合物的氘代研究仍处于起步阶段，现有氘代方法主要为化学合成法，多采用含Ir、Pd、Ru、Fe等过渡金属元素化合物作为催化剂进行合成，需要多种助剂参与反应，实验繁琐，操作复杂，产率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氘代含氮杂环化合物的制备方法，该方法以安全低毒的含氮杂环化合物为原料，在惰性气体存在下，通过一锅法一步反应，完成氘代含氮杂环化合物的合成，具有反应条件温和，操作简便，氘代效果好，收率高的优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种氘代含氮杂环化合物的制备方法，以式1至式5其中之一所示的含氮杂环化合物为原料，在氘源试剂及惰性气体的存在下，无机碱作为催化剂，60-120℃下进行氘代反应，控制反应时间，获得式1a至式5a其中之一所示的氘代含氮杂环化合物或式1b至式5b其中之一所示的氘代含氮杂环化合物；

所述无机碱选自叔丁醇钾、叔丁醇钠、叔丁醇锂、氢化钠、碳酸钾、磷酸钾、醋酸钾、氢氧化钾中的一种。

所述氘源试剂为氘代二甲基亚砜。

反应中各物料的摩尔用量比为含氮杂环化合物：无机碱：氘源试剂＝1:0.1-2.5:5.0-60。

所述惰性气氛为氮气或氩气所构成的惰性气体环境。

控制反应时间为4-6小时，获得式1a至式5a其中之一所示的氘代含氮杂环化合物。

控制反应时间为12-48小时，式1b至式5b其中之一所示的氘代含氮杂环化合物。

所述R基为氢原子、溴原子、甲基、叔丁基、苯基、对甲苯基、3-联苯基、氰基、氨基、二甲氨基、甲氧基中的一种或几种。

本发明的有益效果是：

1、本发明可以进行选择性氘代，选择性体现在吡啶环的氘代上，在短时间反应后可以得到部分位点氘代的产物，继续延长时间，能把剩下的位点进行氘代。

2、所采用技术路线在常规实验室条件下完成，一步一锅法反应无需中途替换溶剂，无需增加氘源用量，且反应时间短，氘代效果好，产率高，对反应操作简单。

3、方法普适性好，可用于多种含氮杂环化合物氘代产物的制备。

具体实施方式