一种钌催化剂催化氢化制备四氢喹啉类化合物的方法与流程

[0001]
本发明属于合成化学技术领域，尤其是涉及一种钌催化剂催化氢化制备四氢喹啉类化合物的方法。


背景技术：

[0002]
1,2,3,4-四氢喹啉类化合物是一类重要的有机物，存在于多种活性天然产物中，具有广泛的生物活性，在生产和生活中有很多应用。很多药物中都含有四氢喹啉结构，例如具有止吐镇痛的左南曲多(levonantradol)药物，具有抗菌活性的virantmycin、helquinoline等药物。此外该类化合物还可作为有机配体与不同过渡金属配位制备出不同新型结构的过渡金属配合物。
[0003]
现阶段1,2,3,4-四氢喹啉类化合物主要的合成方法仍然是aza-diels-alder反应合成法，该方法所采用的催化剂主要是各种酸，合成的收率中等，且酸对反应设备和生态环境都有所破坏。其他方法如以agotf为催化剂，硅烷为还原剂的催化体系也被报道，但用到的硅烷价格较高，且反应的原子经济性不高，会排放大量的含硅废弃物。因此开发高效绿色的合成方法具有重要的研究意义。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种钌催化剂催化氢化制备四氢喹啉类化合物的方法，合成工艺简单绿色，反应条件温和，具有优良的选择性和较高产率，且反应普适性好，在精细化工中间体合成中有广泛的应用价值。
[0005]
本发明的目的通过以下技术方案实现：
[0006]
一种钌催化剂催化氢化制备四氢喹啉类化合物的方法，所述方法具体为：以对伞花烃氯化钌二聚体(可简写为[(cymene)rucl
2
]
2
)为催化剂，以氢气为还原剂，取对伞花烃氯化钌二聚体、膦配体(简写为ligand)和喹啉类化合物混合并溶于有机溶剂中进行反应，经后处理即可得到四氢喹啉类衍生物。其中，对伞花烃氯化钌二聚体为商品化试剂，无需复杂的合成步骤，且对空气和水均十分稳定，膦配体作为催化剂的配体，属于催化体系的一部分。
[0007]
所述反应的温度为室温，反应的压强为常压，反应的时间为8-12小时。由于本发明采用的催化体系的催化效率高，因此本发明的反应条件温和。
[0008]
所述的喹啉类化合物选自喹啉、2-甲基喹啉、4-甲基喹啉、6-甲基喹啉、8-甲基喹啉、3-苯基喹啉、5-溴喹啉或6-氯喹啉中的一种或多种。优选为3-苯基喹啉、2-甲基喹啉、6-甲基喹啉或6-氯喹啉中的一种或多种。
[0009]
所述的膦配体选自三苯基膦(简写为pph
3
)、三环己基膦(简写为pcy
3
)或三甲基膦(简写为pme
3
)中的一种或多种。
[0010]
所述的有机溶剂为醇类。
[0011]
所述的醇类选自甲醇、乙醇或异丙醇中的一种或多种。
[0012]
所述的四氢喹啉类衍生物的结构具体为：所述的四氢喹啉类衍生物的结构具体为：所述的四氢喹啉类衍生物的结构具体为：中的一种。
[0013]
所述对伞花烃氯化钌二聚体、膦配体和喹啉类化合物的摩尔比为(0.03～0.05):(0.07～0.12):1.0。
[0014]
所述喹啉类化合物和有机溶剂的添加量比为1mmol:(1～3)ml，优选为1mmol:2ml。
[0015]
所述反应在反应管中进行，反应前反应管在氢气氛围下进行抽换气，由于本发明的反应是常压，普通反应管即可。
[0016]
所述后处理依次为浓缩和柱层析。浓缩为减压旋蒸，所述柱层析所用的洗脱液为石油醚和二氯甲烷的混合物，各组分的体积比为石油醚：二氯甲烷＝3:1。
[0017]
和现有技术相比，本发明的有益效果在于，
[0018]
(1)本发明中合成方法简单绿色，使用廉价易得的喹啉类化合物为原料，使用的还原剂氢气为洁净试剂，反应原子经济性高。
[0019]
(2)本发明中反应条件温和，在常压室温下反应就可得到相应产物，产率可高达94％，选择性高，产率高。
[0020]
(3)本发明使用的钌催化剂和膦配体均为商品化试剂。
[0021]
(4)本发明具有很好的底物普适性(含喹啉结构的化合物都可作为原料采用本发明的制备方法进行反应)，从而更好地便于应用。
[0022]
(5)本发明在精细化工中间体合成方面有很大的应用潜力。
具体实施方式
[0023]
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明，但绝不是对本发明的限制。
[0024]
一种钌催化剂催化氢化制备四氢喹啉类化合物的方法，所述方法具体为：在反应管中，以对伞花烃氯化钌二聚体[(cymene)rucl
2
]
2
为催化剂，以氢气为还原剂，取对伞花烃氯化钌二聚体、膦配体和喹啉类化合物混合并溶于有机溶剂中进行室温常压反应8-12小时，反应前反应管在氢气氛围下进行抽换气，经后处理(依次为浓缩和柱层析)即可得到四氢喹啉类衍生物。
[0025]
其中，喹啉类化合物选自喹啉、2-甲基喹啉、4-甲基喹啉、6-甲基喹啉、8-甲基喹啉、3-苯基喹啉、5-溴喹啉或6-氯喹啉中的一种或多种，膦配体选自三苯基膦、三环己基膦或三甲基膦中的一种或多种，有机溶剂为醇类，具体为选自甲醇、乙醇或异丙醇中的一种或多种，对伞花烃氯化钌二聚体、膦配体和喹啉类化合物的摩尔比为(0.03～0.05):(0.07～
0.12):1.0，喹啉类化合物和有机溶剂的添加量比为1mmol:(1～3)ml。对伞花烃氯化钌二聚体和膦配体均采用商品化试剂，本发明中对伞花烃氯化钌二聚体为购自泰坦化学公司的adamas品牌，膦配体为购自泰坦化学公司的adamas品牌，喹啉类化合物为购自泰坦化学公司的adamas品牌。柱层析所用的洗脱液为石油醚和二氯甲烷的混合物，各组分的体积比为石油醚：二氯甲烷＝3:1。
[0026]
实施例1
[0027]
一种钌催化剂催化氢化制备四氢喹啉类化合物的方法，反应式如下：
[0028][0029]
在反应管中依次加入催化剂[(cymene)rucl
2
]
2
(0.03mmol)、膦配体三苯基膦pph
3
(0.07mmol)、喹啉(1.0mmol)，再加入溶剂甲醇2ml，在氢气氛围下抽换气三次，常压下接上氢气球，室温下反应8小时，反应结束后采用减压旋蒸浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为90％，选择性高，无其他副产物。
1
h nmr(400mhz,cdcl
3
)δ:6.97-6.93(m,2h),6.60(td,j＝7.2,1.2hz,1h),6.46(d,j＝7.8hz,1h),3.73(s,1h),3.30-3.28(m,2h),2.76(t,j＝6.0hz,2h),1.96-1.92(m,2h)；hrms(esi):calcd for c
9
h
12
n[m+h]
+
134.2012,found 134.2013。
[0030]
实施例2
[0031]
一种钌催化剂催化氢化制备四氢喹啉类化合物的方法，反应式如下：
[0032][0033]
在反应管中依次加入催化剂[(cymene)rucl
2
]
2
(0.05mmol)、膦配体三环己基膦pcy
3
(0.12mmol)、2-甲基喹啉(1.0mmol)，再加入溶剂乙醇2ml，在氢气氛围下抽换气三次，常压下接上氢气球，室温下反应10小时，反应结束后采用减压旋蒸浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为93％，选择性高，无其他副产物。
1
h nmr(400mhz,cdcl
3
)δ:6.96-6.94(m,2h),6.59(td,j＝7.2,1.2hz,1h),6.45(dd,j＝7.2,1.2hz,1h),3.67(s,1h),3.41-3.37(m,1h),2.85-2.80(m,1h),2.74-2.70(m,1h),1.93-1.89(m,1h),1.59-1.56(m,1h),1.19(d,j＝6.0hz,3h)；hrms(esi):calcd for c
10
h
14
n[m+h]
+
148.1126,found 148.1123。
[0034]
实施例3
[0035]
一种钌催化剂催化氢化制备四氢喹啉类化合物的方法，反应式如下：
[0036][0037]
在反应管中依次加入催化剂[(cymene)rucl
2
]
2
(0.04mmol)、膦配体三甲膦pme
3
(0.10mmol)、4-甲基喹啉(1.0mmol)，再加入溶剂甲醇2ml，在氢气氛围下抽换气三次，常压下接上氢气球，室温下反应12小时，反应结束后采用减压旋蒸浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为94％，选择性高，无其他副产物。
1
h nmr(400mhz,cdcl
3
)δ:7.05(d,j＝
7.8hz,1h),6.97-6.94(m,1h),6.63(td,j＝7.2,0.6hz,1h),6.46(d,j＝7.8hz,1h),3.85(s,1h),3.35-3.31(m,1h),3.29-3.25(m,1h),2.94-2.88(m,1h),2.01-1.96(m,1h),1.70-1.65(m,1h),1.29(d,j＝7.2hz,3h)；hrms(esi):calcd for c
10
h
14
n[m+h]
+
148.1126,found 148.1125。
[0038]
实施例4
[0039]
一种钌催化剂催化氢化制备四氢喹啉类化合物的方法，反应式如下：
[0040][0041]
在反应管中依次加入催化剂[(cymene)rucl
2
]
2
(0.03mmol)、膦配体三甲膦pme
3
(0.08mmol)、6-甲基喹啉(1.0mmol)，再加入溶剂异丙醇2ml，在氢气氛围下抽换气三次，常压下接上氢气球，室温下反应10小时，反应结束后采用减压旋蒸浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为90％，选择性高，无其他副产物。
1
h nmr(400mhz,cdcl
3
)δ:6.78-6.77(m,2h),6.41-6.40(m,1h),3.68(s,1h),3.28-3.26(m,2h),2.73(t,j＝6.6hz,2h),2.20(s,3h),1.94-1.90(m,2h)；hrms(esi):calcd for c
10
h
14
n[m+h]
+
148.1126,found 148.1122。
[0042]
实施例5
[0043]
一种钌催化剂催化氢化制备四氢喹啉类化合物的方法，反应式如下：
[0044][0045]
在反应管中依次加入催化剂[(cymene)rucl
2
]
2
(0.03mmol)、膦配体三环己基膦pcy
3
(0.08mmol)、3-苯基喹啉(1.0mmol)，再加入溶剂甲醇2ml，在氢气氛围下抽换气三次，常压下接上氢气球，室温下反应12小时，反应结束后采用减压旋蒸浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为95％，选择性高，无其他副产物。
1
h nmr(400mhz,cdcl
3
)δ:7.35-7.32(m,2h),7.26-7.23(m,3h),7.02-7.00(t,2h),6.64(td,j＝7.8,1.2hz,1h),6.54(d,j＝7.8hz,1h),4.01(s,1h),3.46-3.43(m,1h),3.33(t,j＝10.8hz,1h),3.17-3.11(m,1h),3.04-2.95(m,2h)；hrms(esi):calcd for c
15
h
16
n[m+h]
+
210.1227,found 210.1233。
[0046]
实施例6
[0047]
一种钌催化剂催化氢化制备四氢喹啉类化合物的方法，反应式如下：
[0048][0049]
在反应管中依次加入催化剂[(cymene)rucl
2
]
2
(0.03mmol)、膦配体三环己基膦pcy
3
(0.08mmol)、5-溴喹啉(1.0mmol)，再加入溶剂乙醇2ml，在氢气氛围下抽换气三次，常压下接上氢气球，室温下反应10小时，反应结束后采用减压旋蒸浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为87％，选择性高，无其他副产物。
1
h nmr(400mhz,cdcl
3
)δ:6.86(dd,j＝7.8,1.2hz,1h),6.80(t,j＝7.8hz,1h),6.40(dd,j＝7.8,0.6hz,1h),3.92(s,1h),3.25
(t,j＝6.0hz,2h),2.76(t,j＝6.6hz,2h),1.98-1.94(m,2h)；hrms(esi):calcd for c
9
h
11
brn[m+h]
+
212.0069,found 212.0062。
[0050]
实施例7
[0051]
一种钌催化剂催化氢化制备四氢喹啉类化合物的方法，反应式如下：
[0052][0053]
在反应管中依次加入催化剂[(cymene)rucl
2
]
2
(0.03mmol)、膦配体三苯基膦pph
3
(0.07mmol)、6-氯喹啉(1.0mmol)，再加入溶剂甲醇2ml，在氢气氛围下抽换气三次，常压下接上氢气球，室温下反应12小时，反应结束后采用减压旋蒸浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为93％，选择性高，无其他副产物。
1
h nmr(400mhz,cdcl
3
)δ:＝6.90-6.88(m,2h),6.36(d,j＝8.4hz,1h),3.81(s,1h),3.28-3.26(m,2h),2.71(t,j＝6.6hz,2h),1.92-1.88(m,2h)；hrms(esi):calcd for c
9
h
11
cln[m+h]
+
168.0575,found 168.0580。
[0054]
实施例8
[0055]
一种钌催化剂催化氢化制备四氢喹啉类化合物的方法，反应式如下：
[0056][0057]
在反应管中依次加入催化剂[(cymene)rucl
2
]
2
(0.03mmol)、膦配体三甲膦pme
3
(0.08mmol)、8-甲基喹啉(1.0mmol)，再加入溶剂甲醇2ml，在氢气氛围下抽换气三次，常压下接上氢气球，室温下反应12小时，反应结束后采用减压旋蒸浓缩反应液，柱层析分离得到相应产物，分离产率为92％，选择性为xx。
1
h nmr(400mhz,cdcl
3
)δ:6.85(dd,j＝16.2,7.8hz,1h),6.55(t,j＝7.8hz,1h),3.63(s,1h),3.37-3.35(m,2h),2.78(t,j＝6.6hz,2h),2.07(s,3h),1.95-1.91(m,2h)；hrms(esi):calcd for c
10
h
14
n[m+h]
+
148.1126,found 148.1119。
[0058]
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进、修饰、替代和组合等均应为等效的置换方式，都应该在本发明的保护范围之内。