[发明专利]水相中光催化一锅法合成咪唑并含氮杂环肼类衍生物的方法

说明书

本发明提供了一种水相中光催化一锅法合成咪唑并含氮杂环肼类衍生物的方法，该方法以水溶性卟啉铁配合物为催化剂，以取代的2‑溴乙酮、2‑氨基含氮杂环、偶氮二甲酸酯为反应物，在碱的作用下，使其在水相中于室温、空气环境并加光照条件下反应1‑30小时，一步合成咪唑并含氮杂环肼类衍生物。本发明的催化剂催化活性高，稳定性好，可多次利用；反应在水相中进行，无需添加其它有机溶剂，环境友好；反应在室温下进行，无需加热，操作简单；同时，本发明属于一锅“多组分”方法，直接从简单易得的原料出发，一步获得本需两步合成的化合物。因此，本发明具有高效、高选择、高收率、反应条件温和及操作简单方便等优点，具有较强的工业应用前景。

技术领域

本发明涉及咪唑并含氮杂环肼类衍生物合成技术领域，具体涉及一种水相中光催化一锅法合成的咪唑并含氮杂环肼类衍生物的方法。

背景技术

含氮杂环化合物作为生物体二级代谢产物中常见的结构单元广泛存在于药物、天然产物和生物活性分子中。例如，咪唑并[1,2-a]吡啶是一种具有重要生物活性的含氮杂环化合物，它的基本骨架是由五元环咪唑与六元环吡啶构成的稠环，其结构广泛存在于天然产物和药物分子中。近年来，随着科学技术的进步，人们对咪唑并[1,2-a]吡啶的生物活性和应用有了更深入的了解。目前应用于临床的很多药品(如阿吡坦、唑吡坦、沙立吡坦、奈可吡坦等)都含有咪唑并[1,2-a]吡啶结构。而除此之外，研究发现咪唑并含氮杂环衍生物还具有抗菌、抗炎、抗病毒、抗肿瘤等重要的药理活性，吸引了大量有机化学和药物化学科学家的关注。因此，为咪唑并含氮杂环衍生物的合成提供简单、高效的合成方法在学术研究和工业应用等方面都具有重要的意义。

目前，合成咪唑并含氮杂环肼类衍生物的主要方法分成两步：第一步先通过基本原料合成咪唑并含氮杂环化合物，并将咪唑并含氮杂环化合物分离提纯；第二部是将纯化后的咪唑并含氮杂环化合物与偶氮二甲酸酯发生类似Michael反应，得到咪唑并含氮杂环肼类衍生物( Org.Biomol.Chem.,2015,13,2938；Synthesis,2017,49,1839；RSC Adv.,2016,6,67086；中国专利CN 105503868 A；美国专利US 2018/0170909 Al)。以上的方法要么在有机溶剂中进行，要么需要加热，要么需要不可回收利用的催化剂，这些都增加了产品生产和后处理提纯的难度和步骤，并难以避免大量废物的产生；同时这些方法均需要通过两步反应进行，同时需要两步提纯，步骤繁琐，浪费人力物力。此外，随着绿色有机化学概念的提出，通过简单有效的方法构建咪唑并含氮杂环肼类衍生物成为了当下化学领域的一大研究热点。

发明内容

本发明提出了一种水相中光催化一锅法合成的咪唑并含氮杂环肼类衍生物的方法，该方法是在水相中反应，无需加热，无需另外添加有机溶剂，催化剂可回收使用，后续处理简单，可解决目前合成咪唑并含氮杂环肼类衍生物存在的诸多技术问题。

实现本发明的技术方案是：

水相中光催化一锅法合成咪唑并含氮杂环肼类衍生物的方法，以取代的2-溴乙酮衍生物、2-氨基含氮杂环衍生物、偶氮二甲酸酯类衍生物为反应物，以水溶性卟啉铁为催化剂，在碱的作用下，使反应物在水相中于室温、空气环境并加光照条件下反应1-30小时，反应结束后，过滤得到咪唑并含氮杂环肼类衍生物，过滤后得到的母液作为催化剂重复利用，且重复利用10次时催化活性没有明显的下降。

所述反应在水相中进行，无需添加其它有机溶剂。

所述反应在室温下进行，无需加热。

所述取代的2-溴乙酮衍生物的结构式为R¹为带有取代基的芳基、带有取代基的杂环基、带有取代基的烷基中的一种。所述的取代基为氢原子、芳基、杂环基、烷基、烷氧基、羟基、氨基、乙酰氨基、硝基、磺酰基、腈基、多氟烷基、卤素原子中的一种或几种；所述的芳基为苯基、萘基、菲基、芘基中的一种，所述的杂环基为呋喃基、噻吩基、吡啶基、嘧啶基、噻唑基、咪唑基中的一种，所述的烷基为甲基、乙基、丙基、丁基、异丙基、叔丁基、环己基中的一种。