[发明专利]一种稠环吡啶化合物及其衍生物的制备和应用

说明书

本申请公开了一种稠环吡啶化合物的制备方法，包括以下步骤：在含有二氧化碳的气氛下，以稠环酮化合物和氮源为原料，在氧化剂，碱和醇胺类化合物存在的条件下，于水相中反应，得到含有稠环吡啶化合物的产物。该方法在含有二氧化碳气体的气氛下，以稠环酮化合物为原料，铵离子为氮源，在氧化剂，碱和醇胺类化合物的共同作用下，在水相中合成稠环吡啶化合物，其成本低、绿色环保、易操作。

技术领域

本申请涉及一种稠环吡啶化合物及其衍生物的制备和应用，属于有机化合物制备领域。

背景技术

现有的由醛酮类化合物合成吡啶框架化合物的方法多数要用到过渡金属化合物或者固相催化剂来活化底物，且反应都需要在有机溶剂中进行。这些反应中产生的废弃物(如重金属化合物、废弃溶剂等)毒性大，后处理复杂，经济成本高，应用性差。、

由于相似相容原理，绝大多数有机反应都是在有机溶剂中进行的，但是有机溶剂一般具有环境毒性，所以反应后的废弃溶剂处理是一项繁琐、费时费力的工作。例如，之前报道的由醛酮类化合物合成吡啶的例子，都是在有机溶液条件下完成的，如DMF、DMSO、甲醇等有机溶剂(等，Synth.,2008,3423-3428；Z.-H.Ren等,Org.Lett.,2011,13,5394-5397；Y.Bai等,Org.Biomol.Chem.,2015,13,4404-4407；Y.Gao等,ChemistrySelect,2018,3,9374-9377；J.Chen等,ChemistrySelect,2019,4,2404-2408)。有机溶剂作为溶剂，会产生更多的有机废液，提高了废液的处理成本，给环境保护增加了负担。

在之前类似工作的报道中，通常使用两类物质作为亚甲基来源来合成吡啶环，一是含有醛基或羰基的化合物(等，Synth.,2008,3423-3428；Z.-H.Ren等,Org.Lett.,2011,13,5394-5397；L.A.Hardegger等,Org.Lett.,2015,17,3222-3225)，二是含有N－CH₃或S－CH₃基团的小分子化合物(如DMF或DMSO)(Y.Bai等,Org.Biomol.Chem.,2015,13,4404-4407；Y.Yan等,J.Org.Chem.,2017,82,8628-8633；Y.Gao等,ChemistrySelect,2018,3,9374-9377；J.Chen等,ChemistrySelect,2019,4,2404-2408)。

总体上说，文献上已报道的吡啶环的合成方法，在有机溶剂中进行，废液多、资源浪费大，使用DMF、DMSO等试剂作为碳源，碳的利用率较低，无用的有机废物多且绝大部分反应不适用于稠环类底物。因此，探索研究绿色环保的反应体系，对稠环吡啶化合物的合成研究具有重要的意义。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种稠环吡啶化合物及其衍生物的制备方法，该方法在含有二氧化碳的气氛下，以稠环酮化合物作为底物，铵离子作为氮源，氟试剂(1-氯甲基-4-氟-1,4-重氮化二环2.2.2辛烷双(四氟硼酸)盐)、叔丁基过氧化氢、过硫酸钾等作为氧化剂，以醇胺类化合物作为添加剂，在水相条件下，加热合成稠环吡啶类化合物的方法。具体过程为：把稠环酮底物，与铵盐、氧化剂、碱、醇胺类化合物一起混合，在水溶液中，一个大气压二氧化碳气氛下或含有二氧化碳的空气中，加热搅拌反应，生成稠环吡啶化合物，产率最高可达88％。该方法绿色、简便、成本低，对于稠环吡啶的制备和应用具有重要意义，适用于工业化生产和大规模应用。

所述稠环吡啶化合物的制备方法，包括以下步骤：

在含有二氧化碳气体的气氛下，含有稠环酮化合物和氮源的原料，在氧化剂、碱和醇胺类化合物存在的条件下，于水相中反应，得到含有稠环吡啶化合物的产物；

其中，稠环酮化合物选自式I所示的化合物中的至少一种；

稠环吡啶化合物选自式II所示的化合物中的至少一种；