一种电化学合成1-位未取代的咪唑并[1,5-a]吡啶化合物的方法

本发明属于有机电化学合成领域，涉及一种电化学合成1-位未取代的咪唑并[1,5-a]吡啶化合物的方法。

背景技术：

1、咪唑并[1,5-a]吡啶化合物是天然产物和药物中的重要支架，具有独特的生物活性，为有机反应构建丰富杂环提供了重要的反应前体，在未来药物开发中起到至关重要的作用。

2、氧化偶联反应是一种构建碳-碳键、碳-杂原子键的理想、高效、直接的方法，由其高原子经济性和步骤简洁而吸引了化学家们的注意。目前，许多过渡金属催化的氧化偶联反应已经被发现。然而，过渡金属的毒性以及高昂的价格依旧令人忧虑。因此一些高价碘试剂，如二乙酸苯碘(iii)和双(三氟乙酸苯碘)(pifa)或分子碘，由于毒性低且易于获得，被用作过渡金属试剂的有效替代品。

3、到目前为止，氧化偶联策略已有一些报道，例如碘促进的氧化氨化/碘化，由1-碘咪唑并[1,5-a]吡啶直接合成咪唑并[1,5-a]吡啶化合物、以及3-酰基咪唑并[1,5-a]吡啶电化学氧化合成咪唑并[1,5-a]吡啶化合物等策略。然而，这些报道的合成方法未能产生1-位未取代的咪唑并[1,5-a]吡啶，若要生成1-位未取代咪唑并[1,5-a]吡啶化合物需要进一步还原，限制了咪唑并[1,5-a]吡啶化合物进一步衍生化。此外，上述的合成策略也造成一些问题，诸如外源氧化剂的使用及反应条件苛刻导致反应安全性低、毒性高、环境不友好等问题。在此背景下，研究人员开发高效、绿色、稳定的1-位未取代的咪唑并[1,5-a]吡啶化合物合成新策略势在必行。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种电化学合成1-位未取代的咪唑并[1,5-a]吡啶化合物的新方法，本发明的合成策略克服了传统反应体系中反应条件苛刻、需要外源氧化剂、需要金属催化剂等问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

3、本发明公开了一种电化学合成1-位未取代的咪唑并[1,5-a]吡啶化合物的方法，将化合物i与2-氨甲基吡啶、季铵盐、有机溶剂混合，得到混合液；将电极插入混合液中，在敞开体系中接通恒定电流，搅拌进行电反应，即得1-位未取代的咪唑并[1,5-a]吡啶化合物ii；

4、其中，

5、所述化合物i的结构式如下所示：

6、

7、所述1-位未取代的咪唑并[1,5-a]吡啶化合物ii的结构式如下所示：

8、

9、其中，r选自氢、卤素、吸电子基基团或给电子基基团。

10、在一些实施例中，当化合物i为时，对应电化学合成的1-位未取代的咪唑并[1,5-a]吡啶化合物ii为

11、在一些实施例中，当化合物i为时，对应电化学合成的1-位未取代的咪唑并[1,5-a]吡啶化合物ii为

12、在一些实施例中，优选地，r选自氢、氟、氯、溴、碘、氰基、硝基、或甲基。

13、在一些实施例中，所述季铵盐为四丁基六氟磷酸铵、四丁基醋酸铵、四丁基四氟硼酸铵和四丁基碘化铵中的任意一种或几种的组合。

14、在一些实施例中，优选地，所述季铵盐为四丁基碘化铵。

15、在一些实施例中，所述有机溶剂为乙腈、四氢呋喃和乙醇中的任意一种或几种的组合。

16、在一些实施例中，优选地，所述有机溶剂为乙醇。

17、在一些实施例中，所述混合液中化合物i的浓度为0.080～0.085mmol/ml。

18、在一些实施例中，优选地，所述混合液中化合物i的浓度为0.083mmol/ml。

19、在一些实施例中，所述混合液中2-氨甲基吡啶的浓度为0.200～0.210mmol/ml。

20、在一些实施例中，优选地，所述混合液中2-氨甲基吡啶的浓度为0.208mmol/ml。

21、在一些实施例中，所述混合液中季铵盐的浓度为0.010～0.020mmol/ml。

22、在一些实施例中，优选地，所述混合液中季铵盐的浓度为0.017mmol/ml。

23、在一些实施例中，所述电极，正极为碳布电极、碳棒电极或铂电极，负极为铂电极。

24、在一些实施例中，优选地，所述电极，正极为铂电极，负极为铂电极。

25、在一些实施例中，所述恒定电流为1～20ma。

26、在一些实施例中，优选地，所述恒定电流为1～6ma。

27、在一些实施例中，进一步优选地，所述恒定电流为1～3ma。

28、在一些实施例中，更进一步优选地，所述恒定电流为3ma。

29、在一些实施例中，所述电反应，反应温度为20℃～65℃，反应时间为12h～14h。

30、在一些实施例中，优选地，所述电反应，反应温度为25℃～65℃，反应时间为12h～14h。

31、在一些实施例中，进一步优选地，所述电反应，反应温度为25℃，反应时间为12h。

32、本发明电化学合成1-位未取代的咪唑并[1,5-a]吡啶化合物为有机反应构建丰富杂环提供了重要的反应前体。

33、上述的1-位未取代的咪唑并[1,5-a]吡啶化合物在作为标准品中的应用也在本发明的保护范围之内。

34、有益效果：

35、(1)本发明采用电化学合成方法制备1-位未取代的咪唑并[1,5-a]吡啶化合物，显著提高了反应效率。

36、(2)本发明的合成方法中无需氧化剂、金属催化剂等物质，操作简便，绿色高效。

37、(3)本发明制备得到的1-位未取代的咪唑并[1,5-a]吡啶化合物为有机反应构建丰富杂环提供了重要的反应前体。

38、(4)本发明制备得到的1-位未取代的咪唑并[1,5-a]吡啶化合物可作为标准品。

技术特征：

1.一种电化学合成1-位未取代的咪唑并[1,5-a]吡啶化合物的方法，其特征在于，将化合物i与2-氨甲基吡啶、季铵盐、有机溶剂混合，得到混合液；将电极插入混合液中，在敞开体系中接通恒定电流，搅拌进行电反应，即得1-位未取代的咪唑并[1,5-a]吡啶化合物ii；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，r选自氢、氟、氯、溴、碘、氰基、硝基、或甲基。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述季铵盐为四丁基六氟磷酸铵、四丁基醋酸铵、四丁基四氟硼酸铵和四丁基碘化铵中的任意一种或几种的组合。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂为乙腈、四氢呋喃和乙醇中的任意一种或几种的组合。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合液中化合物i的浓度为0.080～0.085mmol/ml。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合液中2-氨甲基吡啶的浓度为0.200～0.210mmol/ml。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合液中季铵盐的浓度为0.010～0.020mmol/ml。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电极，正极为碳布电极、碳棒电极或铂电极，负极为铂电极。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述恒定电流为1～20ma。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电反应，反应温度为20℃～65℃，反应时间为12h～14h。

技术总结
本发明属于有机电化学合成领域，涉及一种电化学合成1‑位未取代的咪唑并[1,5‑a]吡啶化合物的方法。将苯乙酮类化合物与2‑氨甲基吡啶、季铵盐、有机溶剂混合，得到混合液；将电极插入混合液中，在敞开体系中接通恒定电流，搅拌进行电反应，即得1‑位未取代的咪唑并[1,5‑a]吡啶化合物。本发明采用电化学合成方法制备1‑位未取代的咪唑并[1,5‑a]吡啶化合物，显著提高了反应效率。本发明的合成方法中无需氧化剂、金属催化剂等物质，操作简便，绿色高效。本发明制备得到的1‑位未取代的咪唑并[1,5‑a]吡啶化合物为有机反应构建丰富杂环提供了重要的反应前体。

技术研发人员：郭凯,杭进林,刘成扣,方正,管文静,陈嘉伟,姚逸飞,袁成成,刘冠汝
受保护的技术使用者：南京工业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22