一种6-烷基菲啶衍生物的合成方法
【专利摘要】本发明一种6-烷基菲啶衍生物的合成方法，涉及有机化工及精细化工领域。所用原料为2-芳基芳异腈与环烷烃（或链烃），在氧化剂、自由基引发剂的催化氧化下，室温或加热条件下，发生自由基环化反应得到6-烷基菲啶衍生物。使用本发明提出的方法在加热搅拌条件下，反应时间为2-24小时。本发明开发了一类新型的基于自由基过程的sp3C-H键活化官能化的方法，形成了新的芳基sp2-sp3碳碳键。用一锅煮的方式同时发生了环化反应及两个新的碳碳键的生成，得到一系列的6-烷基菲啶衍生物，操作简单，后处理方便。是一种非常简单实用的实现菲啶6位烷基化的方法。
【专利说明】一种6-烷基菲啶衍生物的合成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及有机化工及精细化工领域，特别涉及到一种无金属催化自由基引发环化、C (SP2)-C (sp2)键及C (SP2)-C (sp3)键生成反应,成功实现了菲唳6位的烷基化。
【背景技术】
[0002]菲啶化合物是一类氮杂菲结构的有机化合物，属于氮杂芳香化合物。菲啶骨架广泛存在于天然产物分子及药物分子中。例如，许多含有菲啶骨架的药物分子具有非常好的生物活性及药理活性，此类药物广泛应用于抗菌、抗肿瘤等领域。近期发现菲啶类药物在抑制细胞毒性等方面也有潜在的应用价值。[0003]有机反应的本质是旧键断裂新键形成的过程，由于Sp3C-H键的键能较高，且极性很小，因此在漫长的有机合成发展过程中，能够实现选择性的对SP3C-H键直接活化官能化，一直是有机合成化学家追求的目标。近年来研究主要是集中在辅助基团协助的Sp3C-H键活化断裂，比如说苯基协助的C-H键活化，N、O邻位的Sp3C-H 键活化等。[(a) C.-J.Li, ff.-J.Yoo, Top.Curr.Chem., 2010, 292, 281-302; (b)S.R.Neufeldt and M.S.Sanford, Acc.Chem.Res., 2012, 45, 936-946 ; (c) J.J.Mousseauand A.B.Charette, Acc.Chem.Res., 2013, 46, 412-424; (d) H.Lu and X.P.Zhang, Chem.Soc.Rev.，2011，40，1899-1909 ; (e)H.Li, B.-J.Li and Z.-J.Shi, Catal.Sc1.Tech.,2011, I, 191-206]然而，我们知道在石油、天然气等自然界存在的有机物中，大多数都是简单的烷烃，因此，对普通的烷烃的官能化更有实用意义。
[0004]合成大师Hartwig开创性的发展了一例铜催化的，将不活泼的烷烃与简单的酰胺、磺酰胺、亚胺等反应，成功实现了烧烃的官能化。[B.Tran, B.Li, M.Driess andJ.F.Hartwig, J.Am.Chem.Soc.，2014，136，2555-2563.]在此之前，Hashimi 小组发展了一例金催化的分子间C(Sp3)-H插入反应及环丙烷化反应。[A.S.Hashimi, M.Wieteck, 1.Braun, M.Rudolph and F.Rominger, Angew.Chem.1nt.Ed., 2012, 51, 10633-10637]Antonchick小组也发展了烧烃与杂芳香化合物的氧化偶联反应。[A.P.Antonchick andL.Burgmann, Angew.Chem.1nt.Ed., 2013, 52, 3267-3271.]Fokin 的工作实现了偶氮卡宾对烧烃的对映体选择性C-H键插入反应。[S.Chuprakov, J.A.Malik, M.Zibinsky andV.V.Fokin, J.Am.Chem.Soc.，2011，133，10352 - 10355]
[0005]值得注意的是，不活泼的烷烃的C-H键更倾向于在特定条件下，经历自由基历程而实现官能化。[C.L.Hill, Synlett, 1995, 127-132]因此，基于惰性C-H键断裂的自由基历程的级联反应，可能会是实现C-H键官能化的一个有效途径。[A.J.McCarroll andJ.C.Walton, Angew.Chem.1nt.Ed.2001，40，2224-2248.]近期，刘小组发展了一例经历了自由基历程的级联反应，实现了对烯烃及芳香烃的直接烷基化，得到系列羟基吲哚产物。[Z.Li, Y.Zhang, L.Zhang and Z.-Q.Liu, Org.Lett.，2014，16，382-385]但是，利用简便的方法，高效实现简单烷烃的选择性官能化，仍然是有机合成工作者孜孜以求的目标。
[0006]异腈类化合物，近几年来研究也比较多，特别是在生成含氮杂化类化合物中，有着不可取代的重要地位。这类化合物的反应倾向于经历自由基历程，并发生级联的系列反应，合成环状有机化合物。我们的研究就是以2-芳基芳异腈为底物，经历自由基过程，一锅煮，发生自由基环化、C(sp2)-C(sp2)键及C (Sp2)-C (sp3)键生成反应，得到一系列的6-烷基菲啶衍生物。
[0007]本发明采用2-芳基芳异腈与普通烷烃反应，在添加自由基引发剂的条件下，制备6-烷基菲啶衍生物。本实验过程不涉及到使用过渡金属催化剂，比较绿色，经济；用一锅煮的方法，同时实现了自由基环化反应及两类碳碳键的形成，反应效率高；反应条件温和，反应时间短，自由基引发剂价格便宜，分离提纯方便，废弃物排放少，对反应的底物无特殊要求，适用范围广等诸多优点，具有很高的应用价值。
【发明内容】
[0008]本发明所解决的技术问题是提供一种简单无金属催化的，经历自由基历程的级联环化、C(sp2)-C(sp2)键及C(Sp2)-C(sp3)键行成反应策略，并得到菲啶6位烷基化的产物。该方法操作简便，是一种高效的自由基历程的菲啶6位烷基化反应过程。
[0009]
【权利要求】
1.一种6-烷基菲啶的制备方法，其特征在于以2-芳基芳异腈及环烷烃或链状烷烃为原料，加入自由基引发剂，以烷烃为溶剂或者加入少量有机溶剂，搅拌反应，反应合成6-烷基菲啶类化合物，反应条件为:空气或者是在惰性气体保护，室温_120°C加热的条件下，反应时间为2-24小时。
2.根据权利要求1所述的一种6-烷基菲啶的制备方法，其特征在于所述的自由基引发剂为常见的叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酰、偶氮二异丁腈等。
3.根据权利要求1所述的一种6-烷基菲啶的制备方法，其特征在于所述的自由基引发剂的用量为2-芳基芳异腈摩尔数的f 10倍。
4.根据权利要求1所述的一种6-烷基菲啶的制备方法，其特征在于所述的原料摩尔配比为2-芳基芳异腈:烷烃1:2~100。
5.根据权利要求1所述的一种6-烷基菲啶的制备方法，其特征在于所述的溶剂为苯、甲苯、氟苯、氯苯，溶剂用量为5 mL/mmol 2-芳基芳异腈。
6.根据权利要求1所述的一种6-烷基菲啶的制备方法，其特征在于所述的原料2-芳基
7.根据权利要求1所述的一种6-烷基菲啶的制备方法，其特征在于所述的原料烷烃可以是环己烷、环戊烷、环庚烷、环辛烷、正己烷、金刚烷等。
【文档编号】C07D211/12GK103936661SQ201410136417
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】于金涛, 沙万星, 戴强, 成江 申请人:常州大学