芳香杂环甲基卤代新方法的研究

发布时间：2018-06-19 05:16

本文选题：卤化反应 + 芳香氮杂环甲基化合物　；参考：《郑州大学》2017年硕士论文

【摘要】：芳香氮杂环甲基卤代类化合物是合成重要的药物分子以及其它功能分子的重要前体。芳香氮杂环甲基卤代物也是有机合成中重要的反应底物,可与不同的亲核试剂发生亲核取代反应从而实现有机分子官能团化。而传统合成甲基卤代芳香氮杂烃的方法主要有两种:(1)通过N-溴代丁二酰亚胺(NBS)或N-氯代丁二酰亚胺(NCS)直接和甲基芳香氮杂烃发生溴代或氯代来合成,但此类反应操作复杂,且易发生多卤代副反应。(2)以芳香氮杂环甲醇为反应底物,和三溴化磷、二氯亚砜进行卤代,但该反应需要不易得的芳香氮杂环甲醇为起始反应底物。新近报道的合成方法包括:以2-甲基喹啉为底物,在四丁基碘化铵的存在下,和1,2-二氯乙烷或1,2-二溴乙烷反应,在微波辅助下合成2-氯或溴甲基喹啉的新方法,但此方法具有反应效率低底物适用范围窄的缺点。值得一提的是,这些已有方法通常只能用来合成芳香氮杂环甲基氯代和溴代物,而不能用来合成有更高反应活性的芳香氮杂环甲基碘代化合物。目前从甲基芳香氮杂环直接合成芳香氮杂环甲基碘代化合物的方法还未见报道,因而发展一种以甲基芳香氮杂环为原料,简便高效的合成2-碘代甲基芳香氮杂环类化合物的方法具有开创性。本文发展了两种合成芳香氮杂环甲基卤代的方法,第一种方法是以2-甲基喹啉为反应底物和卤化亚铜,在TBHP辅助条件下,对2-甲基喹啉直接进行卤化反应制备2-卤代甲基喹啉类化合物的新方法。同传统方法相比该方法扩大了卤源。第二种方法是在20 mol%Cu SO4·5H_2O的催化下,以2-甲基喹啉为起始原料,直接进行碘代反应制备2-碘代甲基芳香氮杂环类化合物的新方法。与上述方法相比,该反应使用便宜易得且用量较少的碘单质作为碘源代替了有机碘源,以及廉价的Cu SO4·5H_2O作为催化剂。该合成方法具有原料便宜易得,操作简单易行,原子经济性高,选择性好等优点。我们通过一系列的控制实验对该反应的实验机理进行了初步探索研究,解释了该反应的反应机理。本论文主要论述了以下几个方面:1.对2-卤代甲基喹啉的性质、应用前景以及合成方法进行总结归纳。2.(i).以2-甲基喹啉和CuI作为模板反应,对CuI的用量,氧化剂的种类及用量、溶剂、反应温度及反应时间等几个方面对该反应条件进行优化筛选。得到最优反应条件为:2-甲基喹啉0.5 mmol,碘化亚铜0.75 mmol,TBHP 8.0equiv.,在2 m L乙腈中70°C恒温搅拌8 h。(ii).在最优反应条件下,高效合成了18个目标产物,均经过1H NMR、~(13)C NMR、HR MS数据确认。(iii).通过一系列的控制实验对该反应的实验机理进行了初步探索研究,解释了该反应的反应机理。3.(i).以2-甲基喹啉和碘单质的2-碘甲基喹啉的反应作为模板反应,从单质碘的用量,催化剂的种类及用量、溶剂、反应温度及反应时间等几个方面对该反应条件进行优化筛选。得到最优反应条件为:2-甲基喹啉0.5 mmol,0.5当量I2,和20 mol%Cu SO4·5H_2O,在2 m L乙腈中70 o C恒温搅拌3 h。(ii).在最优反应条件下,高效合成了23个目标产物,均经过1H NMR、~(13)C NMR、HR MS数据确认。(iii).通过一系列的控制实验对该反应的实验机理进行了初步探索研究,解释了该反应的反应机理。
[Abstract]:A novel method for synthesizing 2 - iodomethyl aromatic nitrogen heterocyclic compound is prepared from 2 - methylquinoline as substrate and 2 - methyl quinoline as starting raw material . The reaction conditions were optimized by using 2 - methylquinoline and CuI as template . The optimum reaction conditions were as follows : 2 - methylquinoline 0.5 mmol , cuprous iodide 0.75 mmol , TBHP 8.0 equiv . , stirring at 70 掳 C for 8 h at 70 掳 C in 2 ml acetonitrile . ( ii ) . Under the optimal reaction conditions , 18 target products were synthesized efficiently , which were confirmed by 1H NMR , ~ ( 13 ) C NMR and HR MS data . ( iii ) . The reaction mechanism of the reaction was investigated by a series of control experiments , and the reaction mechanism of the reaction was explained . The reaction conditions were optimized by the reaction of 2 - methylquinoline and iodomethyl 2 - iodomethylquinoline as template . The optimum conditions were as follows : 2 - methylquinoline 0.5 mmol , 0.5 eq . I2 , and 20 mol % CuSO4 路 5H _ 2O , and stirred at 70 o C in 2 ml acetonitrile at constant temperature for 3 h . 23 target products were synthesized by 1H NMR , ~ ( 13 ) C NMR and HR MS data . ( iii ) . The reaction mechanism of the reaction was investigated by a series of control experiments , and the reaction mechanism of the reaction was explained .
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R914

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