[发明专利]一种铜催化N-杂环芳烃类化合物C(sp2)-H键的烷基化的方法

说明书

本发明公开了一种铜催化N‑杂环芳烃类化合物C(sp²)‑H键的烷基化的方法，方法过程如下：在铜盐、N‑F试剂、质子酸和有机溶剂存在作用下，N‑杂环芳烃类化合物与环烷烃类化合物或环醚类化合物发生烷基化反应，反应温度为20‑60℃，反应时间为3‑20 h，反应结束后，反应液经后处理得到N‑杂环芳烃衍生物。本发明利用铜催化实现N‑杂环芳烃类化合物与环醚类化合物或环烷烃类化合物的CDC反应，该发明拓展了反应的底物适用范围，喹啉衍生物、吡啶衍生物、异喹啉衍生物、苯并恶唑衍生物、苯并噻唑衍生物等含氮杂芳烃化合物均能使用该方法进行烷基化。

技术领域

本发明涉及一种铜催化N-杂环芳烃类化合物C(sp²)-H键的烷基化的方法。

背景技术

N-杂环芳烃化合物是一类重要的天然化合物，广泛存在于植物界中。研究表明，N-杂环芳烃类化合物具有良好的生物活性，在抗菌、抗炎、抗癌、抗HIV病毒方面有显著效果，在医药领域有着广泛的应用。近年来，烷基取代杂芳烃类化合物的合成得到了广泛关注，并已取得了一定的进展。

在本发明以前，现有的N-杂环芳烃C(sp²)-H烷基化的方法主要分以下两类：

(1)N-杂环芳烃和醚类的交叉脱氢偶联:K₂S₂O₈、(NH₄)₂S₂O₈、TBHP 做氧化剂，但是所需的温度较高，时间较长，比如文献：Synlett.,2016, 27,1282；Chem Sci.,2017,8,4044；Eur.J.Org.Chem.,2015,2015, 4973。

(2)N-杂环芳烃和烷烃的交叉脱氢偶联：PIFA/NaN₃体系、Sc(OTf)₃或[Ir(ppy)₂(dtbbpy)]PF₆^-催化等，但是所用的NaN₃毒性较大，金属催化剂价格昂贵，比如文献：Org.Lett.,2009,11,1171；Angew.Chem.,Int. Ed.,2013,52,3267；Angew.Chem.,Int.Ed.,2017,56,12336.

上述报道的杂芳烃烷基化的方法一般是使用自由基参与的交叉脱氢偶联反应(CDC反应)，广泛应用于C(sp²)-H及C(sp³)-H之间偶联构建C-C键。该方法兼具了原子经济性及高效性等特点，已成为近年来有机合成领域的研究热点之一。但是现有的N-杂环芳烃 C(sp²)-H烷基化的方法往往只适用于活性较好的醚类化合物，对于惰性环烷烃的活化方法报道非常有限。现有方法还存在催化剂价格昂贵、试剂毒性较大、反应温度偏高及底物适用性不足等缺陷。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种底物适用范围广、操作简便、反应条件温和的N-杂环芳烃类化合物C(sp²)-H键的烷基化的方法。

一种铜催化N-杂环芳烃类化合物C(sp²)-H键的烷基化的方法，其特征在于在铜盐、N-F试剂、质子酸和有机溶剂存在作用下，式(I) 所示的N-杂环芳烃类化合物与式(II)所示环烷烃类化合物或式(III) 所示环醚类化合物发生烷基化反应，反应温度为20-60℃，反应时间为3-20h，反应结束后，反应液经后处理得到式(IV)所示N-杂环芳烃衍生物或式(V)所示的N-杂环芳烃衍生物；反应式如下：

式(II)和式(IV)中，n＝1,2,3,4或8；

式(III)和式(V)中，m＝1或2；