本实验咪唑并[1,2-a]吡啶化合物的制备参考了两种方案且都为一锅反应,第一种方案是之前介绍过的使用ɑ-溴代苯乙酮和氨基吡啶为原料并加入碳酸氢钠和无水乙醇,80°C下反应12h来合成得咪唑并[1,2-a]吡啶,收率在90%左右。从反应机理上来说吡啶环上的氮原子进攻羰基的ɑ碳原子,取代溴原子形成吡啶盐,吡啶盐中的胺基进攻羰基碳原子发生亲核加成从而形成氨基醇部分,该中间体脱一分子水之后关环形成咪唑环。
第二种方案以苯乙酮和氨基吡啶为原料,先加入苯乙酮、I2和CuO后在100°C油浴下加热回流2h,随后加入氨基吡啶继续加热直至苯乙酮反应完全,反应过程中用TLC监控反应过程,整个反应时间约12小时,这个反应其实分为两个阶段,反应先进行苯乙酮的ɑ碘代,而后ɑ-碘代苯乙酮与氨基吡啶进行缩合反应生成咪唑并[1,2-a]吡啶[9],理论收率在80%左右(图1。3)。
图1。3 苯乙酮和氨基吡啶反应步骤
方案二的反应机理如图1。4所示,最开始苯乙酮经烯醇互变异构变成烯醇式A,双键进攻碘负离子,在CuO的作用下形成中间体B与C。ɑ-碘代苯乙酮与2-氨基吡啶分子间亲核加成生成中间体D,中间体D转化为氨基醇式,之后分子间脱水,形成最后产物。
图 1。4 方案二的反应机理
最终本实验采用了第一种方案,虽然反应时间较方案一长,但反应收率高,副产物相对较少,方便反应的后处理,而方案二是一个两步反应,在反应中的2-氨基吡啶需在后加入,
反应也需要点板来监控反应进程,来控制2-氨基吡啶的加入时间。
1。2 碳氢活化三氟甲基化
1。2。1 碳氢活化三氟甲基化概述
三氟甲基基团本身具有强吸电子性、亲脂性和稳定的C-F键等特性, 其范德华半径比甲基基团要大,电负性与氧原子相当。将三氟甲基引入到有机化合物中能够显著改变化合物的酸性、极性、亲脂性以及其化学和代谢稳定性[10]。也正因此含三氟甲基官能团的化合物在医药、农药和材料等领域被广泛应用。 在三氟甲基化合物中,带有含氟农药、医药是一片新的研究领域,具有良好的前景。三氟甲基基团的引入能使农药。氟原子或三氟甲基的引入还可以使药物的生物活性明显提高,以杂环化合物为原料的农药其本身具有较强的活性,氟原子的引入到分子中,使药物分子活性进一步增强,具有“拟态”效应:即氟取代了氢不影响药物进入代谢体系的能力。同时由于氟原子的电负性强,C-F键键能大、比较稳定,这不仅使药物的稳定性增强,同时还增加了药物的脂溶性,从而做到提高药效,减少药物的毒副作用。文献综述
1。2。2 碳氢活化三氟甲基化反应
三氟甲基化反应以过渡金属催化为主,早在1969 年, Kobayashi 等[11]报道了三氟碘甲烷(CF3I)和碘代芳烃在过渡金属催化下发生还原偶联反应, 得到芳香三氟甲基化合物。当然也有使用铑、钌、钯、银、镍、铁等过渡金属,总结众多合成方法,这里可以大致总结为五种类型:(1)Cu或Pd和芳基耦合与三氟甲基化试剂,如CF3SiMe3[11],发生亲和加成。(2)Pd催化的芳基的C-H三氟甲基化。(3)芳基亲核试剂,如芳基硼酸与亲电的三氟甲基结合。如Tognis 和Umemotos试剂,也有自由基型试剂,比如本实验中用到的Langlois试剂[12]。(4)芳基亲核物质的氧化偶合,例如:亲核三氟甲基化试剂(CF3SiMe3或K+[CF3B(OMe)3])(5)在过氧化物和Ru引发剂的催化下,芳烃的自由基三氟甲基化反应。我们下文中主要介绍过渡金属铜催化。
氮杂芳香环的合成以其C-H活化三氟甲基化反应的研究(3):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_89717.html