一种吡咯并氮桥芳香化合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种吡咯并氮桥芳香化合物及其制备方法。该化合物通过将吡啶类化合物Ⅱ与丙烯酸乙酯或丙烯酸甲酯加入到溶剂中，再加入催化剂和碱，于氧气氛围下进行反应后得到。本发明专利技术的制备方法种所涉及到的反应原料、溶剂均为市售产品，价格低廉；反应条件温和(室温即可反应)，收率良好，而且吡咯并氮桥芳香化合物产品的收率为68%‑87%，具备工业化应用前景。

A pyrrole nitrogen bridged aromatic compound and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种吡咯并氮桥芳香化合物及其制备方法
本专利技术属于有机合成化学领域，特别涉及一种吡咯并氮桥芳香化合物及其制备方法。
技术介绍
吡咯并氮桥芳香化合物是一大类具有桥氮原子的吡咯稠环芳香化合物的统称。比如吡咯[1,2-a]吡啶(俗称中氮茚类化合物)、吡咯[1,2-a]咪唑、吡咯[2,1-b]噻唑等都属于吡咯并氮桥芳香化合物(结构式如下)。在这些杂环化合物中，有许多化合物都具有重要的生物活性和优良的光电性质。比如，中氮茚类化合物已被发现具有一系列医学上非常重要的生物活性，可广泛运用于医药行业，如作为5-羟色胺受体拮抗剂、钙离子通道阻断剂、sPLA2抑制活性、脂质体过氧化抑制剂等。在环上有共轭取代基的中氮茚化合物，则大多具有鲜艳的颜色，目前已有把它们用作染料的专利报道；中氮茚衍生物在长波可见区有较强的吸收并具有很高的荧光量子产率，因而是很有发展前途的长波染料和电致发光器件中的高效荧光材料；另外，中氮茚衍生物还可以做为场效转移材料。再如：吡咯[1,2-a]吡嗪类化合物存在于天然产物之中，且可以作为离子通道调节剂、磷酸根转移酶抑制剂、磷酸二酯酶(PDE10)抑制剂、组胺受体抑制剂等而被应用于生物、医药领域。一些其他的吡咯并五元杂环，如吡咯[1,2-a]咪唑、吡咯[2,1-b]噻唑也因具有TNFα、PDE抑制活性、抗白血病活性、抗痉挛活性等而被专利保护，且有用它们治疗疾病的相关报道。众所周知，吡咯并氮桥芳香环骨架可以用传统的1,3-偶极环加成反应非常便利地合成。这类反应一般是利用缺电子烯烃做为亲二烯体。首先，氮叶立德和缺电子烯烃生成氢化杂环中间体，然后中间体经芳构化得到相应的芳香化合物。但是目前，使用缺电子烯烃来合成吡咯并氮桥芳香化合物的方法还存在着严重不足，缺电子烯烃和氮叶立德通过环加成首先生成的是四氢杂环中间体，需要使用等当量甚至过量的氧化剂才能得到相应的吡咯并氮桥芳香化合物产物。而这些氧化剂都存在较为严重的问题：一、这些氧化剂大都无法直接购买，需要由实验室自己合成，造成很大的不便，同时也导致反应成本的增加。二、过量的氧化剂会导致产物的分离纯化困难，并排放大量的有害废弃物，对环境造成严重的污染。
技术实现思路
针对中氮茚具有广泛的生理活性和药理作用以及现有合成技术存在的缺陷等现状，本专利技术旨在提供一种吡咯并氮桥芳香化合物及其制备方法，即用在铜催化氧化的条件下，以铜盐为催化剂，在配体存在下，以氧气作为最终氧化剂的合成中氮茚的新方法。该方法仅需一步反应，反应条件温和，实验操作简单，原料及催化剂廉价易得，原子利用率高。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种吡咯并氮桥芳香化合物，该化合物的结构式如式I所示：其中：R1选自：H或CH3；R2选自：CO2CH3或CO2CH2CH3；R3选自：H、CH3、Cl、F或Br。上述一种吡咯并氮桥芳香化合物的制备方法，具体步骤如下：将吡啶类化合物Ⅱ与丙烯酸乙酯或丙烯酸甲酯按摩尔比0.5～2:1的比例加入到溶剂中，再加入催化剂和碱，于氧气氛围下进行反应，反应温度为0～150℃，反应时间为12-16h，反应结束后通过硅胶过滤除去催化剂，将滤液真空浓缩后经柱层析分离，即可得到吡咯并氮桥芳香化合物；其反应式如下：所述吡啶类化合物Ⅱ的化学结构式为：其中，R1为H或CH3；R2为CO2CH3或CO2CH2CH3；R3为H、CH3、Cl、F或Br；所述催化剂为CuCl、CuCl2、CuBr、CuBr2、CuSO4、CuOAc·H2O、Cu(NO3)2中的至少一种；所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、醋酸钠、醋酸铜、醇钠或叔丁醇钾。进一步，所述吡啶类化合物Ⅱ与丙烯酸乙酯或丙烯酸甲酯的摩尔比0.5～2:1。进一步，所述催化剂与丙烯酸乙酯或丙烯酸甲酯摩尔比为1～2：10。进一步，所述碱与丙烯酸乙酯或丙烯酸甲酯的摩尔比为0.5～3:1进一步，所述溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、甲苯、1，4-二氧六环、氯苯、N，N-二甲基甲酰胺、乙醇或乙腈。优选，将吡啶类化合物Ⅱ与丙烯酸乙酯或丙烯酸甲酯按摩尔比1:1的比例加入到乙腈中，再加入CuOAc·H2O和醋酸钠，所述CuOAc·H2O与丙烯酸乙酯或丙烯酸甲酯摩尔比为2：10，醋酸钠与丙烯酸乙酯或丙烯酸甲酯摩尔比为2：1，于氧气氛围下进行反应，反应温度为80℃，反应时间为12h，CuOAc·H2O与丙烯酸乙酯或丙烯酸甲酯摩尔比为2：10，反应结束后通过硅胶过滤除去催化剂CuOAc·H2O，将滤液真空浓缩后经柱层析分离，即可得到吡咯并氮桥芳香化合物。有益效果：本专利技术提供了一种新的吡咯并氮桥芳香化合物的制备方法，该方法所采用的反应原料、溶剂均为市售产品，价格低廉；反应条件温和(室温即可反应)，操作简单，官能团的取代类型受限较小，原子利用率较高，收率良好，而且吡咯并氮桥芳香化合物产品的收率为68％-87％，具备工业化应用前景。具体实施方式本专利技术的内容并不仅限于此，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们均被视为包括在本专利技术，同为本专利技术的保护范围。本专利技术的方法已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文所述方法进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术进行详细说明，实施例中的反应条件均基于上述专利技术中所述最优反应条件。实施例中所用原料及试剂均为市售产品，所合成化合物收率计算公式为：实际反应生成量/理论反应生成量×100％。实施例1下面通过具体实例进一步阐明本专利技术所涉吡咯并氮桥芳香化合物的制备方法，但并不限制本专利技术的内容。实施例1向含有1mmol的1-苯甲酰基-3-甲基吡啶-1-鎓和1mmol丙烯酸甲酯的乙腈溶液中加入0.2mmol的CuOAc·H2O，2mmol醋酸钠，在氧气氛围下，封管反应，反应温度为80℃，反应时间为12h，硅胶过滤除去CuOAc·H2O，滤液真空浓缩，粗产品经柱层析分离得黄色油状物I-1，收率：68％，经检测，其熔点为114-116℃。实施例2向含有1mmol的1-(4-氟苯甲酰基)吡啶-1-鎓和1mmol丙烯酸甲酯的乙腈溶液中加入0.2mmol的CuOAc·H2O，2mmol醋酸钠，在氧气氛围下，封管反应，反应温度为80℃，反应时间为12h，硅胶过滤除去CuOAc·H2O，滤液真空浓缩，粗产品经柱层析分离得黄色油状物I-2，收率：70％。实施例3向含有1mmol的1-(4-氯苯甲酰基)吡啶-1-鎓和1mmol丙烯酸甲酯的乙腈溶液中加入0.2mmol的CuOAc·H2O，2mmol醋酸钠，在氧气氛围下，封管反应，反应温度为80℃，反应时间为12h，硅胶过滤除去CuOAc·H2O，滤液真空浓缩，粗产品经柱层析分离得黄色油状本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吡咯并氮桥芳香化合物，其特征在于该化合物的结构式如式I所示：/n

【技术特征摘要】
1.一种吡咯并氮桥芳香化合物，其特征在于该化合物的结构式如式I所示：



其中：R1为H或CH3；R2为CO2CH3或CO2CH2CH3；R3为H、CH3、Cl、F或Br。


2.根据权利要求1所述一种吡咯并氮桥芳香化合物的制备方法，其特征在于具体步骤如下：将吡啶类化合物Ⅱ与丙烯酸乙酯或丙烯酸甲酯按摩尔比0.5～2:1的比例加入到溶剂中，再加入催化剂和碱，于氧气氛围下进行反应，反应温度为0～150℃，反应时间为12-16h，反应结束后通过硅胶过滤除去催化剂，将滤液真空浓缩后经柱层析分离，即可得到吡咯并氮桥芳香化合物；其反应式如下：



所述吡啶类化合物Ⅱ的化学结构式为：



其中，R1为H或CH3；R2为CO2CH3或CO2CH2CH3；R3为H、CH3、Cl、F或Br；所述催化剂为CuCl、CuCl2、CuBr、CuBr2、CuSO4、CuOAc·H2O、Cu(NO3)2中的至少一种；所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、醋酸钠、醋酸铜、醇钠或叔丁醇钾。


3.根据权利要求2所述一种吡咯并氮桥芳香化合物的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欣宇，孙锦伟，刘遨，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32