一种合成α-直链烷基取代杂芳烃的方法

技术领域

本发明属于金属催化、有机合成制备技术领域，具体涉及一种镍配合物催化合成α-直链烷基取代杂芳烃的方法。

背景技术

直链烷基取代杂芳烃作为一种重要的结构单元，广泛存在于天然产物、生物活性分子和药物分子中（

发明内容

本发明的目的是提供一种高选择性、高收率、低成本的合成α-直链烷基取代杂芳烃的新方法，即以空气稳定的混配型镍(II)配合物Ni(IMXy)[P(OEt)

本发明采用如下技术方案：

一种合成α-直链烷基取代杂芳烃的方法，包括以下步骤，惰性气体气氛中，在镍催化剂、有机碱存在下，通过非活化直链中间烯烃化合物与杂芳烃化合物反应，得到α-直链烷基取代杂芳烃。

氮杂环卡宾基混配型镍(II)配合物Ni(IMXy)[P(OEt)

上述技术方案中，所述惰性气体为氮气或氩气。

上述技术方案中，反应结束，加入水淬灭反应，后用乙酸乙酯萃取反应混合物，通过柱层析分离提纯，得到产物，可进行定量分析收率。

上述技术方案中，有机碱为乙醇钾或叔丁醇钠，优选乙醇钾；反应在溶剂中进行，所述溶剂为四氢呋喃、正己烷或者甲苯，优选甲苯。

上述技术方案中，所述反应的温度为60～130℃，时间为30～60小时；优选的，反应的温度是90℃，反应的时间为36小时。

上述技术方案中，镍催化剂、有机碱、杂芳烃化合物、非活化直链中间烯烃化合物的摩尔比为（0.02～0.10）∶0.5∶1∶1.5，优选为0.02∶0.5∶1∶1.5。优选的技术方案中，以物质的量计，非活化直链中间烯烃化合物的用量是杂芳烃化合物的1.5倍，乙醇钾的用量是杂芳烃化合物的0.5倍，催化剂的用量是杂芳烃化合物摩尔量的2 %。

本发明中，杂芳烃化合物包括苯并咪唑类化合物，具体由下列化学结构式表达：

其中，R

本发明中，杂芳烃化合物包括吲哚类化合物，具体由下列化学结构式表达：

其中，R

本发明中，杂芳烃化合物包括苯并呋喃或呋喃类化合物，具体由下列化学结构式表达：

或者 />

其中，R

本发明中，非活化直链中间烯烃化合物由下列化学结构式表达：

其中，R

本发明中，α-直链烷基取代杂芳烃的化学结构式如下：

或者 />

其中，R

本发明的技术方案，以杂芳烃化合物（苯并咪唑类化合物）为例，可表示如下：

式中，IMXy为[(RNCHCHNR)C]（R为2,6-二甲基-4-甲氧基苯基），具有以下结构式：

由于上述技术方案的运用，本发明具有下列优点：

1. 本发明以空气稳定的混配型镍(II)配合物Ni(IMXy)[P(OEt)

2. 本发明提供的合成方法可将非活化直链中间烯烃的位置异构体混合物高产率地转化为具有单一结构的α-直链烷基取代杂芳烃，无需使用单一结构的中间烯烃为反应原料，这可进一步降低合成成本。

3. 本发明公开的制备方法，具有较好的底物适用性，同时因为镍催化剂的空气稳定性和较易合成，因此更具实际应用价值。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：催化剂Ni(IMXy)[P(OEt)

氩气保护下，氮杂环卡宾IMXy（0.3364 g，1.0毫摩尔）加入到二(亚磷酸三乙酯)溴化镍(II)（0.5508克，1.0毫摩尔）的四氢呋喃溶液中，常温搅拌4小时，真空除去溶剂，以正己烷洗涤剩余物，所得剩余物以甲苯萃取，清液转出并加入正己烷，于0

对产物进行元素分析，结果如表1所示：

对产物进行核磁表征，结果如下所示：

将产物溶于CDCl

产物混配型镍(II)配合物的化学结构式如下：

R具有以下结构式：

实施例二 以镍(II)配合物为催化剂，催化反-4-辛烯与1-甲基苯并咪唑的氢杂芳基化反应

氩气保护下，在Schlenk反应瓶中依次加入催化剂（7.2毫克，0.01毫摩尔，2mol%）、乙醇钾（21.0毫克，0.25毫摩尔）、1-甲基苯并咪唑（66.1毫克，0.50毫摩尔）、反-4-辛烯（84.2毫克，0.75毫摩尔）和溶剂甲苯（1.5毫升），于90

将产物溶于CDCl

拓展实验

在实施例二的基础上，进行拓展，结果见表2，第4组为实施例二。

表2 不同反应条件以及结果

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在实施例二的基础上，进行拓展，结果见表3，第1组为实施例二。

表3 不同催化剂条件以及结果

a

实施例三 以镍(II)配合物为催化剂，催化反-4-辛烯与1-（4-甲氧基苯基）-苯并咪唑的氢杂芳基化反应

氩气保护下，在Schlenk反应瓶中依次加入催化剂（7.2毫克，0.01毫摩尔，2mol%）、乙醇钾（21.0毫克，0.25毫摩尔）、1-（4-甲氧基苯基）-苯并咪唑（112.1毫克，0.50毫摩尔）、反-4-辛烯（84.2毫克，0.75毫摩尔）和溶剂甲苯（1.5毫升），于90

将产物溶于CDCl

实施例四 以镍(II)配合物为催化剂，催化反-4-辛烯与1-（2-氟苄基）-苯并咪唑的氢杂芳基化反应

氩气保护下，在Schlenk反应瓶中依次加入催化剂（36.0毫克，0.05毫摩尔，10mol%）、乙醇钾（21.0毫克，0.25毫摩尔）、1-（2-氟苄基）-苯并咪唑（132.1毫克，0.50毫摩尔）、反-4-辛烯（84.2毫克，0.75毫摩尔）和溶剂甲苯（1.5毫升），于100

将产物溶于CDCl

实施例五 以镍(II)配合物为催化剂，催化反-4-辛烯与1-（3-甲氧基丙基）-苯并咪唑的氢杂芳基化反应

氩气保护下，在Schlenk反应瓶中依次加入催化剂（7.2毫克，0.01毫摩尔，2mol%）、乙醇钾（21.0毫克，0.25毫摩尔）、1-（3-甲氧基丙基）-苯并咪唑（95.1毫克，0.50毫摩尔）、反-4-辛烯（84.2毫克，0.75毫摩尔）和溶剂甲苯（1.5毫升），于90

将产物溶于CDCl

实施例六 以镍(II)配合物为催化剂，催化反-4-辛烯与1，5，6-三甲基苯并咪唑的氢杂芳基化反应

氩气保护下，在Schlenk反应瓶中依次加入催化剂（7.2毫克，0.01毫摩尔，2mol%）、乙醇钾（21.0毫克，0.25毫摩尔）、1，5，6-三甲基苯并咪唑（80.1毫克，0.50毫摩尔）、反-4-辛烯（84.2毫克，0.75毫摩尔）和溶剂甲苯（1.5毫升），于90

将产物溶于CDCl

实施例七 以镍(II)配合物为催化剂，催化反-4-辛烯与1-甲基-3-乙酰基吲哚的氢杂芳基化反应

氩气保护下，在Schlenk反应瓶中依次加入催化剂（7.2毫克，0.01毫摩尔，2mol%）、叔丁醇钠（24.0毫克，0.25毫摩尔）、1-甲基-3-乙酰基吲哚（86.6毫克，0.50毫摩尔）、反-4-辛烯（84.2毫克，0.75毫摩尔）和溶剂甲苯（1.5毫升），于90

将产物溶于CDCl

实施例八 以镍(II)配合物为催化剂，催化反-4-辛烯与1-甲基吲哚-3-羧酸甲酯的氢杂芳基化反应

氩气保护下，在Schlenk反应瓶中依次加入催化剂（7.2毫克，0.01毫摩尔，2mol%）、叔丁醇钠（24.0毫克，0.25毫摩尔）、1-甲基吲哚-3-羧酸甲酯（94.6毫克，0.50毫摩尔）、反-4-辛烯（84.2毫克，0.75毫摩尔）和溶剂甲苯（1.5毫升），于90

将产物溶于CDCl

实施例九 以镍(II)配合物为催化剂，催化反-4-辛烯与苯并呋喃的氢杂芳基化反应

氩气保护下，在Schlenk反应瓶中依次加入催化剂（7.2毫克，0.01毫摩尔，2mol%）、乙醇钾（21.0毫克，0.25毫摩尔）、苯并呋喃（59.1毫克，0.50毫摩尔）、反-4-辛烯（84.2毫克，0.75毫摩尔）和溶剂甲苯（1.5毫升），于60

将产物溶于CDCl

实施例十 以镍(II)配合物为催化剂，催化反-4-辛烯与5-甲氧基苯并呋喃的氢杂芳基化反应

氩气保护下，在Schlenk反应瓶中依次加入催化剂（7.2毫克，0.01毫摩尔，2 mol）、乙醇钾（21.0毫克，0.25毫摩尔）、5-甲氧基苯并呋喃（74.1毫克，0.50毫摩尔）、反-4-辛烯（84.2毫克，0.75毫摩尔）和溶剂甲苯（1.5毫升），于60

将产物溶于CDCl

实施例十一 以镍(II)配合物为催化剂，催化反-4-辛烯与呋喃的氢杂芳基化反应

氩气保护下，在Schlenk反应瓶中依次加入催化剂（7.2毫克，0.01毫摩尔，2mol%）、乙醇钾（21.0毫克，0.25毫摩尔）、呋喃（34.0毫克，0.50毫摩尔）、反-4-辛烯（84.2毫克，0.75毫摩尔）和溶剂甲苯（1.5毫升），于60

将产物溶于CDCl

实施例十二 以镍(II)配合物为催化剂，催化反-4-辛烯与2-甲基呋喃的氢杂芳基化反应

氩气保护下，在Schlenk反应瓶中依次加入催化剂（7.2毫克，0.01毫摩尔，2mol%）、乙醇钾（21.0毫克，0.25毫摩尔）、2-甲基呋喃（41.1毫克，0.50毫摩尔）、反-4-辛烯（84.2毫克，0.75毫摩尔）和溶剂甲苯（1.5毫升），于60

将产物溶于CDCl

实施例十三 以镍(II)配合物为催化剂，催化顺-4-辛烯与1-甲基苯并咪唑的氢杂芳基化反应

氩气保护下，在Schlenk反应瓶中依次加入催化剂（7.2毫克，0.01毫摩尔，2mol%）、乙醇钾（21.0毫克，0.25毫摩尔）、1-甲基苯并咪唑（66.1毫克，0.50毫摩尔）、顺-4-辛烯（84.2毫克，0.75毫摩尔）和溶剂甲苯（1.5毫升），于90

将产物溶于CDCl

实施例十四 以镍(II)配合物为催化剂，催化顺/反-4-辛烯（1:1混合物）与1-甲基苯并咪唑的氢杂芳基化反应

氩气保护下，在Schlenk反应瓶中依次加入催化剂（7.2毫克，0.01毫摩尔，2mol%）、乙醇钾（21.0毫克，0.25毫摩尔）、1-甲基苯并咪唑（66.1毫克，0.50毫摩尔）、顺/反-4-辛烯（1:1混合物）（84.2毫克，0.75毫摩尔）和溶剂甲苯（1.5毫升），于90

将产物溶于CDCl

实施例十五 以镍(II)配合物为催化剂，催化顺/反-3-辛烯与1-甲基苯并咪唑的氢杂芳基化反应

氩气保护下，在Schlenk反应瓶中依次加入催化剂（7.2毫克，0.01毫摩尔，2mol%）、乙醇钾（21.0毫克，0.25毫摩尔）、1-甲基苯并咪唑（66.1毫克，0.50毫摩尔）、顺/反-3-辛烯（84.2毫克，0.75毫摩尔）和溶剂甲苯（1.5毫升），于90

将产物溶于CDCl

实施例十六 以镍(II)配合物为催化剂，催化顺/反-2-辛烯与1-甲基苯并咪唑的氢杂芳基化反应

氩气保护下，在Schlenk反应瓶中依次加入催化剂（7.2毫克，0.01毫摩尔，2mol%）、乙醇钾（21.0毫克，0.25毫摩尔）、1-甲基苯并咪唑（66.1毫克，0.50毫摩尔）、顺/反-2-辛烯（84.2毫克，0.75毫摩尔）和溶剂甲苯（1.5毫升），于90

将产物溶于CDCl

实施例十七 以镍(II)配合物为催化剂，催化反-5-癸烯与1-甲基苯并咪唑的氢杂芳基化反应

氩气保护下，在Schlenk反应瓶中依次加入催化剂（7.2毫克，0.01毫摩尔，2mol%）、乙醇钾（21.0毫克，0.25毫摩尔）、1-甲基苯并咪唑（66.1毫克，0.50毫摩尔）、反-5-癸烯（101.0毫克，0.75毫摩尔）和溶剂甲苯（1.5毫升），于90

将产物溶于CDCl

实施例十八 以镍(II)配合物为催化剂，催化反-6-十二烯与1-甲基苯并咪唑的氢杂芳基化反应

氩气保护下，在Schlenk反应瓶中依次加入催化剂（7.2毫克，0.01毫摩尔，2mol%）、乙醇钾（21.0毫克，0.25毫摩尔）、1-甲基苯并咪唑（66.1毫克，0.50毫摩尔）、反-6-十二烯（126.2毫克，0.75毫摩尔）和溶剂甲苯（1.5毫升），于90

将产物溶于CDCl

本发明以空气稳定的混配型镍(II)配合物Ni(IMXy)[P(OEt)