[发明专利]酰基取代的缺电子含氮杂环化合物的电化学催化合成方法

说明书

酰基取代的缺电子含氮杂环化合物的电化学催化合成方法，属于酰基类含氮芳香杂环化合物技术领域。该方法是在电解池中以α‑酮酸和缺电子含氮杂环化合物为原料，在电解液中，以卤素离子为电催化剂，在添加剂的存在下电解，反应温度25～70℃，电流密度1～5mA/cm²，通过2.0～3.5F/mol的电量后，得到酰基类含氮芳香杂环化合物。本发明方法首次采用操作简单的电化学催化的间接电解方法合成了酰基类含氮芳香杂环化合物，避免硝酸银等昂贵的金属化合物以及化学计量的(NH₄)₂S₂O₈等过氧化物的使用，这样能够实现原子经济性，使得成本大大降低，操作也变得更为简单化，更加适合工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种酰基取代的缺电子含氮杂环化合物的电化学催化合成方法，属于酰基类含氮芳香杂环化合物技术领域。

背景技术

杂环酰基类化合物在药物化学和合成化学中应用广泛，因此该类化合物的合成一直是人们关注的焦点。

Minisci酰基化反应是合成杂环酰基类化合物的其中一种方法。Sato等人(L.Desaubry and J.J.Bourguignon,Tetrahedron Lett,1995,43，7875–7876；N.Sato andT.Matsuura,J.Chem.Soc.,Perkin Trans.1,1996,1,2345–2350)报道了一种合成杂环酰基类化合物的化学方法。该方法是用硝酸银为催化剂，(NH₄)₂S₂O₈为氧化剂，水和乙腈为溶剂，在70℃温度下完成一系列杂环酰基类化合物的合成。该方法存在的主要问题如下：

(1)用了昂贵的硝酸银为催化剂,化学当量的(NH₄)₂S₂O₈为氧化剂，且后处理复杂；

(2)由于酰基产物比原料较活泼，更容易与自由基发生进一步反应，生成双取代的产物，因而化学选择性不好；

(3)反应时间较长而且原料反应不完全。

目前，杂环酰基类化合物通过电化学催化合成方法尚未见国内外文献报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种操作简单且成本低的α-酮酸和缺电子的含氮芳香杂环化合物Minisci酰基化的电化学催化合成方法。

本发明所提供的α-酮酸和缺电子的含氮芳香杂环化合物Minisci酰基化的电化学催化合成方法，其步骤是在单室电解池或者双室电解池中以式(II)表示的含氮杂环化合物和式(III)表示α-酮酸为原料，在电解液中，以卤素化合物为电催化剂，同时添加电解质、添加剂的条件下进行恒电流电化学反应，电流密度1～5mA/cm²，当通过的电量达到2.5～3.5F/mol含氮杂环化合物后(即每mol含氮杂环化合物对应2.5～3.5F电量时，停止电解)，得到式(I)表示的酰基类含氮芳香杂环化合物；

其中，Ⅱ表示含氮杂环化合物，优选含氮杂环为至少含有1个N、2个N的杂环，如：吡嗪类、吡啶类、哒嗪类、苯并吡嗪、苯并吡啶类类等；Ⅲ表示脂肪族或芳香族α-酮酸，如C1-10的脂肪族α-酮酸等。

上述电解液为甲醇、乙醇、1,2-二氯乙烷、四氢呋喃水溶液、1,4-二氧六环水溶液、DMF水溶液或乙腈，优选乙腈，其中优选四氢呋喃水溶液中四氢呋喃：水的体积比＝4:1，1,4-二氧六环水溶液中1,4-二氧六环：水的体积比＝1：1，DMF水溶液中DMF:H₂O的体积比＝4:1。

催化剂卤素化合物选自卤化铵或碱金属卤化物。