一種含氮雜環化合物的還原方法與流程
2023-05-14 03:15:26 5
本發明屬於有機化學技術領域，具體涉及一種含氮雜環化合物的還原方法。
背景技術：
烯烴、酮、亞胺類化合物的催化氫化反應已經取得了很大的進展，但是含氮方向雜環化合物的催化氫化反應卻少有報導。含氮的雜環化合物，比如1,2,3,4-四氫喹啉是天然產物和藥物合成中非常關鍵的中間體。比如有些四氫喹啉的衍生物可以與逆轉錄病毒作用，從而起到抗HIV的效果；有些則具有良好的抗真菌活性。儘管，1,2,3,4-四氫喹啉的應用非常廣泛，但是其合成方法卻很苛刻。喹啉的還原是合成四氫喹啉最簡潔的方法，由於喹啉的穩定性較高，要破壞其芳香性，通常採用高溫高壓(氫氣)的方法。該方法不僅操作不便，危險性較高；而且往往需要使用Ir,Rh,Ru等貴金屬，因此經濟效益也不好。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服現有技術缺陷，提供一種含氮雜環化合物的還原方法。
本發明可以在溫和的條件下將喹啉類化合物有效的還原。以水作為溶劑，同時作為氫給體；在B2pin2的參與下，用醋酸鈀作為催化劑；高效的將水中的氫轉移到喹啉類化合物中，實現喹啉類化合物的還原。
本發明的具體技術方案如下：
一種含氮雜環化合物的還原方法，包括如下步驟：
(1)將頻那醇聯硼酸酯、醋酸鈀和碳酸銫加入到耐壓密封反應容器中，充入氮氣後，加入水和喹啉類化合物，在室溫下攪拌反應8～12h，反應過程中用TLC和GC進行跟蹤以決定具體的反應時間，其中喹啉類化合物、頻那醇聯硼酸酯、醋酸鈀、碳酸銫和水的比例為0.2mmol:0.5～1mmol:0.02～0.05mmol:0.05～0.2mmol:2mL；
(2)反應結束後，將步驟(1)的反應產物從上述耐壓密封反應容器取出，冷卻至室溫後，加入乙酸乙酯充分混合，再依次經過濾和乙酸乙酯洗滌，得有機相；
(3)旋幹步驟(2)所得的有機相中的溶劑，用矽膠柱進行純化，再用洗脫劑淋洗得到產物，該洗脫劑為石油醚和乙酸乙酯的混合溶液。
在本發明的一個優選實施方案中，所述步驟(1)中喹啉類化合物、頻那醇聯硼酸酯、醋酸鈀、碳酸銫和水的比例為0.2mmol:0.6mmol:0.02mmol:0.1mmol:2mL。
在本發明的一個優選實施方案中，所述步驟(1)中的反應時間為10h。
在本發明的一個優選實施方案中，所述喹啉類化合物為喹啉、喹喔啉、7,8-苯並喹啉或2-苯基咪唑[1,2-a]吡啶。
在本發明的一個優選實施方案中，所述步驟(3)的洗脫劑中石油醚與乙酸乙酯的體積比為1～50:1。
進一步優選的，所述步驟(3)的洗脫劑中石油醚與乙酸乙酯的體積比為1～20:1。
本發明的有益效果是：
1、符合綠色化學的理念：本發明的還原方法採用水作為溶劑；相對於有機溶劑來講更具環境友好型的特徵；
2、經濟性較好：本發明的還原方法中摒棄了貴金屬，採用價格較為低廉的醋酸鈀作為催化劑，為工業化提供了一種可能性；
3、操作簡單：本發明的還原方法操作簡單，未使用易燃易爆的H2作為還原劑，在室溫下就可以高效的將一些含氮的雜環化合物還原。
具體實施方式
以下通過具體實施方式對本發明的技術方案進行進一步的說明和描述。
實施例1：
將0.6mmol頻那醇聯硼酸酯、0.02mmol醋酸鈀和0.1mmol碳酸銫加入到反應管中，充入氮氣後，將0.2mmol喹啉和2ml的水注射到反應管中，室溫下攪拌反應10h，反應過程中用TLC和GC進行跟蹤以決定具體的反應時間。後冷卻至室溫，加入乙酸乙酯充分混合後，混合溶液用乙酸乙酯稀釋。濃縮後合併有機相，用石油醚:乙酸乙酯＝20:1的洗脫劑，過柱得到產物，產率為95％。
在本發明的標準條件下研究底物的普適性，以說明本發明的技術方案具有良好的官能團兼容性，底物範圍如下：
實施例2
將0.6mmol頻那醇聯硼酸酯、0.02mmol醋酸鈀和00.1mmol碳酸銫加入到反應管中，充入氮氣後，將0.2mmol喹喔啉和2ml的水注射到反應管中，室溫下攪拌反應10h，反應過程中用TLC和GC進行跟蹤以決定具體的反應時間。後冷卻至室溫，加入乙酸乙酯充分混合後，混合溶液用乙酸乙酯稀釋。濃縮後合併有機相，用石油醚:乙酸乙酯＝4:1的洗脫劑，過柱得到產物率為79％。
在本發明的標準條件下研究底物的普適性，以說明本發明的技術方案具有良好的官能團兼容性，底物範圍如下：
實施例3
將0.6mmol頻那醇聯硼酸酯、0.02mmol醋酸鈀和0.1mmol碳酸銫加入到反應管中，充入氮氣後，將0.2mmol 7,8-苯並喹啉和2ml的水注射到反應管中，室溫下攪拌反應10h，反應過程中用TLC和GC進行跟蹤以決定具體的反應時間。後冷卻至室溫，加入乙酸乙酯充分混合後，混合溶液用乙酸乙酯稀釋。濃縮後合併有機相，用石油醚:乙酸乙酯＝1～20:1的洗脫劑，過柱得到產物率為73％。
在本發明的標準條件下研究底物的普適性，以說明本發明的技術方案具有良好的官能團兼容性，底物範圍如下：
實施例4
將0.6mmol頻那醇聯硼酸酯、0.02mmol醋酸鈀和0.1mmol碳酸銫加入到反應管中，充入氮氣後，將0.2mmol 2-苯基咪唑[1,2-a]吡啶和2ml的水注射到反應管中，室溫下攪拌反應10h，反應過程中用TLC和GC進行跟蹤以決定具體的反應時間。後冷卻至室溫，加入乙酸乙酯充分混合後，混合溶液用乙酸乙酯稀釋。濃縮後合併有機相，用石油醚:乙酸乙酯＝20:1的洗脫劑，過柱得到產物率為73％。在本發明的標準條件下研究底物的普適性，以說明本發明的技術方案具有良好的官能團兼容性，底物範圍如下：
imidazo[1，2-a]pyridine
本領域普通技術人員可知，本發明的技術方案在下述範圍內變化時仍然能夠得到與上述實施例相同或相近的技術效果，仍然屬於本發明的保護範圍：
一種含氮雜環化合物的還原方法，其特徵在於：包括如下步驟：
(1)將頻那醇聯硼酸酯、醋酸鈀和碳酸銫加入到耐壓密封反應容器中，充入氮氣後，加入水和喹啉類化合物，在室溫下攪拌反應8～12h，反應過程中用TLC和GC進行跟蹤以決定具體的反應時間，其中喹啉類化合物、頻那醇聯硼酸酯、醋酸鈀、碳酸銫和水的比例為0.2mmol:0.5～1mmol:0.01～0.05mmol:0.05～0.2mmol:2mL；
(2)反應結束後，將步驟(1)的反應產物從上述耐壓密封反應容器取出，冷卻至室溫後，加入乙酸乙酯充分混合，再依次經過濾和乙酸乙酯洗滌，得有機相；
(3)旋幹步驟(2)所得的有機相中的溶劑，用矽膠柱進行純化，再用洗脫劑淋洗得到產物，該洗脫劑為石油醚和乙酸乙酯的混合溶液，優選的，洗脫劑中石油醚與乙酸乙酯的體積比為1～50:1。
以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，故不能依此限定本發明實施的範圍，即依本發明專利範圍及說明書內容所作的等效變化與修飾，皆應仍屬本發明涵蓋的範圍內。