一种氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物及其合成方法

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物及其合成方法。

背景技术：

1、杂环化合物广泛存在于药物及天然产物分子结构中。二氧化碳参与杂环化合物的合成主要分为两个方向，其一是二氧化碳分子全部参与反应，其二是只利用羰基部分构建目标分子。近年来，利用二氧化碳参与杂环化合物的合成可快速高效构建噁唑琳酮、内酰胺及环状碳酸酯等在医药、材料、农药等领域应用十分广泛的重要杂环化合物。[a)malleron,j l.；gueremy,c.；mignani s.et al.j.med.chem,1993,36,1194.[b)kochanowska-karamyan,aj.；hamann m t.chem rev,2010,110,4489.作为氮杂环芳烃中的一种，氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物被广泛应用于药物化学及生物化学等领域。[c)guillon,j.；boulouard,m.；rault,s.j.pharm.pharmacol.2000,52,1369.[d)alleca,s.；corona,p.；la colla,p.farmaco.2003,58,639.利用醛、氨基酸、醇、二甲基亚砜等作为碳一合成子制备氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物被陆续实现。[e)liu,h.；zhou,f.；ma,c.et al.org.biomol.chem.2017,15,7157.[f)yang,z.；he,j.；wei,y.et al.org.biomol.chem.2020,18,9088.但将气体分子作为碳一合成子用于该类化合物的合成中尚未报道。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明目的在于提供一种氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物及其合成方法，以氨基吡咯芳烃与二氧化碳为反应原料，在有机溶剂中加热反应后经分离纯化得到氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物，将二氧化碳作为碳一合成子有效的弥补了行业的空白，开辟了新的合成路径。

2、本发明是通过以下技术方案来实现：

3、一种氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物的合成方法，包括以下步骤：

4、向有机溶剂中依次加入聚甲基氢硅氧烷、铜催化剂、1,2-双(二苯基磷基)苯、氨基吡咯芳烃类化合物，以二氧化碳作为碳一合成子，加热搅拌后，分离纯化得到的吡咯并[1,2-a]喹喔啉化合物。

5、优选的，所述氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物的反应式为：

6、

7、其中，r选自氢、烷基、烷氧基、卤素、烯基、炔基、二取代氟、苯基、酯基或甲硫基。

8、优选的，所述铜催化剂为醋酸铜和三氟甲烷磺酸铜。

9、优选的，所述聚甲基氢硅氧烷、醋酸铜、1,2-双(二苯基磷基)苯、氨基吡咯芳烃类化合物及三氟甲烷磺酸铜的物质的量之比为10:0.02:0.04:1:3。

10、优选的，所述氨基吡咯芳烃类化合物在有机溶剂中的浓度为0.1 -0.5摩尔/升。

11、优选的，所述有机溶剂为1,4-二氧六环。

12、优选的，所述氨基吡咯芳烃类化合物包括2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、5-氯-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、4-(1h-吡咯-1-基)-[1,1'-联苯]-3-胺、5-氟-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、4,5-二氟-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、3,4-二氟-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、5-叔丁基-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、3-氟-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、(e)-2-(1h-吡咯-1-基)-4-苯乙烯基苯胺、4-(苯乙炔基)-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、5-氟-3-甲基-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、3,5-二氟-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、3-甲基-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、3-甲氧基-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、4-异氰基-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、4'-(甲硫基)-3-(1h-吡咯-1-基)-[1,1'-联苯]-4-胺、3-氨基-4-(1h-吡咯-1-基)苯甲酸甲酯和4-氯-5-甲基-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺中的一种。

13、优选的，所述加热温度为65℃-120℃，油浴条件下搅拌时间为0.5h-24h。

14、优选的，所述分离纯化的具体步骤为：

15、将反应产物冷却至室温，先用乙酸乙酯稀释，再用饱和碳酸氢钠水溶液清洗后，最后在真空中浓缩并用硅胶色谱柱进行纯化后得到吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物。

16、一种氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物，所述氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物的结构式为：

17、

18、其中，r选自氢、烷基、烷氧基、卤素、烯基、炔基、二取代氟、苯基、酯基或甲硫基。

19、与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

20、本发明公开了一种氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物及其合成方法，向有机溶剂中依次加入聚甲基氢硅氧烷、铜催化剂、1,2-双(二苯基磷基)苯、氨基吡咯芳烃类化合物，以二氧化碳作为碳一合成子，加热搅拌后，分离纯化得到吡咯并[1,2-a]喹喔啉化合物；本发明使用氨基吡咯芳烃为原料，在廉价易得的聚甲基氢硅氧烷介导下，在高效的铜催化体系下将二氧化碳分子插入硅氢键之间，使其先捕获二氧化碳生成硅酯，随后硅酯与氨基吡咯芳烃类化合物中的氨基发生胺酯交换反应生成甲酰胺中间体，进而发生分子内亲电环化得到目标产物。该方法操作简单，一锅法实现二氧化碳的还原与环化多步反应，步骤经济高效且目标化合物种类丰富。此外，该方法利用高效的催化体系，将温室气体二氧化碳进行捕获并应用于高附加值的氮杂环化合物制备中，为“绿色化学”的发展提供了新路径。此外，该合成方法的原料简便易得、反应操作简单、反应条件温和、生产成本低、原子利用率高。

21、进一步，本发明所使用的铜催化剂采用醋酸铜和三氟甲烷磺酸铜，有效的提高了催化效率。

技术特征：

1.一种氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物的合成方法，其特征在于，所述氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物的反应式为：

3.根据权利要求1所述的一种氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物的合成方法，其特征在于，所述铜催化剂为醋酸铜和三氟甲烷磺酸铜。

4.根据权利要求3的一种氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物的合成方法，其特征在于，所述聚甲基氢硅氧烷、醋酸铜、1,2-双(二苯基磷基)苯、氨基吡咯芳烃类化合物及三氟甲烷磺酸铜的物质的量之比为10:0.02:0.04:1:3。

5.根据权利要求1所述的一种氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物的合成方法，其特征在于，所述氨基吡咯芳烃类化合物在有机溶剂中的浓度为0.1-0.5摩尔/升。

6.根据权利要求1所述的一种氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物的合成方法，其特征在于，所述有机溶剂为1,4-二氧六环。

7.根据权利要求1所述的一种氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物的合成方法，其特征在于，所述氨基吡咯芳烃类化合物包括2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、5-氯-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、4-(1h-吡咯-1-基)-[1,1'-联苯]-3-胺、5-氟-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、4,5-二氟-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、3,4-二氟-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、5-叔丁基-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、3-氟-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、(e)-2-(1h-吡咯-1-基)-4-苯乙烯基苯胺、4-(苯乙炔基)-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、5-氟-3-甲基-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、3,5-二氟-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、3-甲基-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、3-甲氧基-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、4-异氰基-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺、4'-(甲硫基)-3-(1h-吡咯-1-基)-[1,1'-联苯]-4-胺、3-氨基-4-(1h-吡咯-1-基)苯甲酸甲酯和4-氯-5-甲基-2-(1h-吡咯-1-基)苯胺中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物的合成方法，其特征在于，所述加热温度为65℃-120℃，油浴条件下搅拌时间为0.5h-24h。

9.根据权利要求1所述的一种氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物的合成方法，其特征在于，所述分离纯化的具体步骤为：

10.一种氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物，其特征在于，基于权利要求1-9任一项所述的合成方法制得，所述氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2-a]喹喔啉类化合物的结构式为：

技术总结本发明公开了一种氨基吡咯芳烃与二氧化碳合成吡咯并[1,2‑a]喹喔啉类化合物及其合成方法，向有机溶剂中依次加入聚甲基氢硅氧烷、催化剂、配体以及氨基吡咯芳烃类化合物，在二氧化碳气体环境下加热搅拌后，分离纯化得到的吡咯并[1,2‑a]喹喔啉化合物；本发明使用氨基吡咯芳烃为原料，在廉价易得的聚甲基氢硅氧烷介导下，使用高效的催化体系，使其先捕获二氧化碳生成硅酯，随后与原料中的氨基发生胺酯交换生成甲酰胺中间体，进而发生分子内亲电环化得到目标产物，此外，该方法利用高效的催化体系，将温室气体二氧化碳进行捕获并应用于高附加值的氮杂环化合物制备中，为“绿色化学”的发展提供了新路径。技术研发人员：南江,张琛,赵坤,闫强受保护的技术使用者：陕西科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18