[发明专利]一种含氮杂环化合物的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学合成领域，具体涉及一种含氮杂环化合物的合成方法。

背景技术

含氮杂环化合物是一类重要的杂环化合物,在医药方面具有消炎,抗菌,抗癌等药物活性,在农药上,被广泛应用于杀虫剂、杀螨剂、除草剂等。基于含氮杂环化合物的重要性,化学家们釆用不同的修饰基团对含氮杂环化合物进行修饰,以期筛选出具有更佳药物活性的杂环小分子。

苯并咪唑、4(3H)-喹唑啉酮、1,4-苯并二氮杂卓-2,5-二酮是三类重要的含氮杂环化合物，是许多天然产物和药效团里包含的最重要的核心结构。一些有代表性的具有治疗作用的生物活性化合物如抗肿瘤药物，抗癫痫药物，抗炎症药物，抗生素和抗焦虑药物均含有以上结构。

现有技术公开了多种合成以上三种化合物的方法，它们大多数以相应的邻氨基衍生物为原料经多步反应合成。通过微波照射合成的化合物在最近几年有所报道，大多数都以相应的邻氨基芳基化合物作为起始原料。通过硝基芳烃的还原及环缩合反应直接合成以上杂环化合物的技术已经有所研究。然而这种技术因为需要使用不常见的催化剂和(或)延长反应时间致使其应用受到限制。微波辅助的一锅法在Fe(0),Sn(Ⅱ)的介导下还原环合相应的硝基或偶氮化合物形成目标杂环化合物，该方法需要化学计量的金属还原剂，这不可避免地会导致大量的浪费。

发明内容

本发明目的在于提供一种含氮杂环化合物的合成方法，提供一种更有效率，更加环境友好的方法，该方法无需溶剂，反应温和且底物多样化。

为达到上述目的，采用技术方案如下：

一种含氮杂环化合物的合成方法，包括以下步骤：

将邻硝基芳烃溶解于三乙胺-甲酸混合物，并加入Pd/C催化剂，130～180℃下微波照射反应5min～10min，反应后得到相应的含氮杂环化合物；所述邻硝基芳烃为邻硝基苯甲酰胺或邻硝基苯胺。

按上述方案，所述所述邻硝基苯甲酰胺为2-硝基苯甲酰胺、N-异丙基-2-硝基苯甲酰胺、N-丁基-2-硝基苯甲酰胺、N-(苯并[d][1,3]二恶茂-5-亚甲基)-2-硝基苯甲酰胺、N-(2-羟基苯基)-2-硝基苯甲酰胺或2-[(2-硝基苯甲酰基)氨基]-苯甲酸以及2-硝基苯甲酰基-α-氨基甲酸甲酯。

按上述方案，所述邻硝基苯胺为2-硝基苯胺、N-甲基-2-硝基苯胺、4-甲氧基-2-硝基苯胺、4-甲基-2-硝基苯胺、2-硝基-5-三氟甲氧基苯胺。

按上述方案，所述三乙胺-甲酸混合物为三乙胺：甲酸摩尔比2:5的共沸混合物。

按上述方案，所述邻硝基芳烃与三乙胺-甲酸混合物的摩尔比为1:3～6。

按上述方案，所述Pd/C催化剂的用量为0.5mol％～5.0mol％。

按上述方案，所述含氮杂环化合物为苯并咪唑衍生物、4(3H)-喹唑啉酮衍生物或1,4-苯并二氮杂卓-2,5-二酮衍生物。

相对与现有技术，本发明有益效果如下：

本发明以邻硝基芳烃为起始原料，采用一种钯催化转移氢化还原-环缩合的方法在三乙胺-甲酸共沸混合物中及微波照射下将原料转化为产物。

本发明高效、环境友好且适用于多样化的底物，同时在生成产物的过程中无副反应发生。对反应产物用有机试剂萃取除去反应体系中的催化剂，旋蒸得到含氮杂环化合物纯品。无需柱层析色谱进行分离提纯。

最终得到的产物产率及纯度均较高，产率在90％以上，纯度可达95％。

具体实施方式

以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。

实施例1：

将0.166g(1.0mmol)2-硝基苯甲酰胺溶解于0.8g三乙胺-甲酸混合物(TEAF)(4.0mmol,4.0equiv)，并加入5.5mg10％Pd/C(0.5mol％)。悬浮液在微波中加热到150℃并持续8分钟。反应情况用TLC监测。反应混合物中加入15ml甲醇并用硅藻土过滤除去催化剂。旋蒸除去甲醇并加入10ml饱和碳酸氢钠水溶液。在逸出气体后，反应液用15ml乙酸乙酯萃取三次，合并有机层并用硫酸钠干燥。旋蒸除去乙酸乙酯得到产物0.127g，产率为87％。