[发明专利]一种钴催化合成喹啉及喹唑啉类化合物的方法

说明书

本发明公开了一种钴催化合成喹啉及喹唑啉类化合物的方法，由带有氨基和羟基的苯类化合物和酮类化合物或苯腈类化合物为原料，在催化剂和碱的存在下经无受体脱氢偶联反应得到喹啉类或喹唑啉类化合物，所述催化剂为醋酸钴。本发明直接以醋酸钴为催化剂高效催化无受体脱氢偶联反应，无须将金属钴制成相应的金属配合物，也无须使用配体，操作简单，成本低。本发明反应体系能催化多种喹啉及喹唑啉类化合物合成，催化反应具有很好的官能团兼容性，催化活性高，能得到较高收率的产物，且反应条件较为温和，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种喹唑啉及其衍生物或喹啉及其衍生物的合成方法，具体涉及一种以醋酸钴为催化剂，无须使用配体、反应条件温和、环保性好、操作简便、成本低、反应收率高的喹唑啉及其衍生物或喹啉及其衍生物的合成方法，属于有机合成技术领域。

背景技术

氮杂环化合物具有良好的药物和生物活性，作为大多数药物分子和天然产物的重要组成骨架，开发并设计高效绿色的合成方法学用于制备氮杂环化合物一直是化学研究的热点领域之一。

喹啉及其衍生物是一类重要的含氮杂环化合物。许多药物分子中都含有喹啉结构，具有抗菌、抗疟和抗癌等活性。喹啉衍生物也被广泛用于制备除草剂、缓蚀剂、染料和络合剂。传统的合成方法主要是基于苯胺或其衍生物与甘油或羰基化合物的酸催化缩合。这种方法的缺点是需要使用化学计量的酸催化剂，副产物多且对环境污染较大。酸催化剂的使用会限制喹啉衍生物合成中可能对酸敏感的取代基的引入。此外，喹唑啉类化合物在生物分子和有机功能材料中也扮演着重要角色，许多功能分子以及药物中都有喹唑啉的骨架。传统合成喹唑啉衍生物的方法主要有N-烷基化芳基脒类分子间氧化成环或通过卤苯与酰胺的偶联成环等，但大多数合成方法会产生含卤等废物，原子利用率低，反应效率不高。

近年来，基于无受体脱氢偶联（Acceptorless Dehydrogenative Coupling）反应用于合成氮杂环化合物受到了科研工作者的广泛关注，该反应具有反应条件温和、对环境污染小，原料廉价易得等优势，特别是副产物仅为对环境无危害的氢气和水。大量基于钌、铱等贵金属配合物被报道可以高效催化无受体脱氢偶联反应，与此同时人们也开发了一系列高效的铁、钴、镍、锰等廉价过渡金属催化剂。这些廉价金属催化剂虽然催化剂效果比相应的贵金属催化剂略低，但由于其价格低廉也被广泛用于催化脱氢、加氢反应以及N-烷基化等反应。因此开发高活性的廉价过渡金属催化剂，并用于杂环化合物的制备具有十分广阔的应用前景。

目前，有采用下述两种路线来制备喹啉类化合物或喹唑啉类化合物的，具体如下表1和表2所示：

从这些现有技术可以看出，无受体脱氢偶联催化体系虽然都能较高效的催化合成喹啉、喹唑啉类化合物，但大多数催化体系为贵金属催化剂，也就是说需要先通过有机合成手段制备得到金属配合物，或使用对空气和湿度敏感的有机膦化合物作为配体，这些方面都限制了其工业应用前景。因此，选择廉价易得的催化剂，在温和条件下实现喹啉及喹唑啉类化合物的合成具有重要实际的意义和研究价值。

发明内容

针对现今催化合成喹啉及喹唑啉类化合物技术存在的不足，本发明提供了一种钴催化合成喹啉及喹唑啉类化合物的方法，该方法直接以醋酸钴为催化剂，不需要将其合成相应的配合物，也不需要配体，催化剂体系简单，催化活性高，成本低。

本发明具体技术方案如下：

一种钴催化合成喹啉类化合物的方法，其特征是：由化合物1与化合物2在催化剂和碱的存在下经无受体脱氢偶联反应得到，所述催化剂为醋酸钴；

化合物1结构式如下，式1中，R¹在苯环中的位置不固定，R¹可以为氢、甲基、氟、氯或溴，优选的，R¹为氢或溴，更优选的，R¹为氢。