一种光催化合成季碳邻二胺的方法

1.本发明涉及一种光催化合成季碳邻二胺的方法，属于有机合成技术领域。


背景技术：

2.邻二胺类化合物作为一类氨基衍生物，其结构在药物分子和天然产物中有着不可或缺的地位，此外这类结构还是配体和催化剂的重要组成结构。因此，邻二胺化合物的的制备也是现阶段合成界和药物界的研究热点，不断开发新的合成路线也是非常有必要的。然而传统的制备方法如corey合成法、raimondi合成法等方法会涉及到严苛条件以及大量金属试剂的使用，这会在一定程度上对环境造成污染。随着绿色化学发展，可见光催化以其绿色温和的反应特点，吸引了相关人员的注意，并将其成功应用于邻二胺类化合物的制备。然而目前可见光催化领域相关反应只局限于制备叔碳邻二胺(angew.chem.int.ed.2016,55,6776
–
6779；org.chem.front.2019,6,2245
–
2249；org.biomol.chem.,2022,20,4522-4525)，然而更具挑战性季碳邻二胺的合成方法鲜少有人报道。


技术实现要素：

3.针对已有技术所存在的问题及缺点，本发明目的是提供一种光催化合成季碳邻二胺的方法。本发明通过光催化剂和布朗斯特酸共同催化的作用，通过靛红衍生的酮亚胺的α-氨基烷基化反应，实现了季碳邻二胺的制备。本发明条件绿色温和，操作简单，克服了传统合成方法反应条件严苛，需使用大量金属试剂的缺点。
4.为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
5.一种光催化合成季碳邻二胺的方法，包括以下步骤：
6.步骤1、将磁子放入到外侧可通冷凝水的光反应管中，并依次向光反应管中加入0.1-0.3mmol靛红衍生的酮亚胺、0.3-0.9mmol n,n-二甲苯胺及其衍生物、0.03-0.09mol布朗斯特酸及0.001-0.005mmol光催化剂，随后加入0.5-1.0ml脱气溶剂，采用细针吹扫鼓入氩气10-20min后密封，所述靛红衍生的酮亚胺选自1-甲基-3-(苯基亚氨基)吲哚-2-酮、1-甲基-3-(对甲苯氨基)吲哚-2-酮、3-((2-甲氧基苯基)亚氨基)-1-甲基吲哚-2-酮、3-((4-氯苯基)亚氨基)-1-甲基吲哚-2-酮、3-((2,5-二氯苯基)亚氨基)-1-甲基吲哚-2-酮或1-乙基-3-(苯基亚氨基)吲哚-2-酮中的一种，所述n,n-二甲苯及其衍生物选自4,n,n-三甲基苯胺、4-氯-n,n-二甲基苯胺或4-甲氧基-n,n-二甲基苯胺中的一种，所述布朗斯特酸选自苯甲酸或冰醋酸中的一种，所述光催化剂选自三(2,2'-联吡啶)钌(ii)二(六氟磷酸)盐或三联吡啶氯化钌六水合物中的一种，所述脱气溶剂选自乙腈或dm so中的一种；
7.步骤2、将步骤1中的光反应管外侧通入冷凝水，并将光反应管放置到磁力搅拌器上，打开磁力搅拌器，搅拌时间为8-48h，使用蓝色led灯在室温条件下照射8-48h；
8.步骤3、待反应结束后，真空浓缩得到粗产物，通过柱层析进行分离，洗脱剂采用体积比为1：10-20的乙酸乙酯与石油醚，通过tlc板进行检测并收集含有目标产物的洗脱液，减压浓缩得到目标化合物季碳邻二胺。
9.本发明有益效果是：一种光催化合成季碳邻二胺的方法，包括以下步骤：(1)将磁子、原料、溶剂放入到外侧可通冷凝水的光反应管中，细针吹鼓入氩气后密封。(2)将光反应管外侧通入冷凝水，并将光反应管放置到磁力搅拌器上，使用磁力搅拌器搅拌，同时使用蓝色led灯进行照射。(3)将步骤2所得混合液真空浓缩，通过柱层析进行分离，减压浓缩得到目标化合物季碳邻二胺。与已有技术相比，本发明具有以下优点：一是，可见光催化反应条件温和，操作简单；二是，原料廉价易得且均为商业化试剂；三是，反应产率高，且以较高产率实现克级反应。
附图说明
10.图1是实施例1目标化合物季碳邻二胺3aa的核磁氢谱图。
11.图2是实施例1目标化合物季碳邻二胺3aa的核磁碳谱图。
12.图3是实施例7目标化合物季碳邻二胺3ba的核磁氢谱图。
13.图4是实施例7目标化合物季碳邻二胺3ba的核磁碳谱图。
14.图5是实施例8目标化合物季碳邻二胺3ca的核磁氢谱图。
15.图6是实施例8目标化合物季碳邻二胺3ca的核磁碳谱图。
16.图7是实施例9目标化合物季碳邻二胺3da的核磁氢谱图。
17.图8是实施例9目标化合物季碳邻二胺3da的核磁碳谱图。
18.图9是实施例10目标化合物季碳邻二胺3ea的核磁氢谱图。
19.图10是实施例10目标化合物季碳邻二胺3ea的核磁碳谱图。
20.图11是实施例11目标化合物季碳邻二胺3fa的核磁氢谱图。
21.图12是实施例11目标化合物季碳邻二胺3fa的核磁碳谱图。
22.图13是实施例12目标化合物季碳邻二胺3ab的核磁氢谱图。
23.图14是实施例12目标化合物季碳邻二胺3ab的核磁碳谱图。
24.图15是实施例13目标化合物季碳邻二胺3ac的核磁氢谱图。
25.图16是实施例13目标化合物季碳邻二胺3ac的核磁碳谱图。
具体实施方式
26.实施例1
[0027][0028]
步骤1、将磁子放入到外壁可通冷凝水的光反应管中，并依次向光反应管中加入0.2mmol1-甲基-3-(苯基亚氨基)吲哚-2-酮作为1a、0.6mmol 4,n,n-三甲基苯胺作为2a、0.06mol苯甲酸及0.004mmol三(2,2'-联吡啶)钌(ii)二(六氟磷酸)盐，随后加入0.5ml乙腈，采用细针吹扫鼓入氩气20min后密封；
[0029]
步骤2将步骤1中的光反应管外侧通入冷凝水，并将反应管放置到磁力搅拌器上，
再打开磁力搅拌器，搅拌时间为24h，使用蓝色led灯在室温条件下照射24h；
[0030]
步骤3、待反应结束后，真空浓缩得到粗产物，通过柱层析进行分离，洗脱剂采用体积比为1：10的乙酸乙酯与石油醚，通过tlc板进行检测并收集含有目标产物的洗脱液，减压浓缩得到目标化合物季碳邻二胺3aa(61.8mg，产率为83.2％)，核磁氢谱图，如图1所示，核磁碳谱图，如图2所示。
[0031]
目标化合物季碳邻二胺3aa表征数据：
[0032]1hnmr(600mhz,chloroform-d)δ7.38
–
7.31(m,2h),7.06
–
7.03(m,3h),6.95(t,j＝7.9hz,2h),6.90(d,j＝7.7hz,1h),6.84(d,j＝8.5hz,2h),6.64(t,j＝7.3hz,1h),6.18(d,j＝8.1hz,2h),3.82(d,j＝14.7hz,1h),3.67(d,j＝14.7hz,1h),3.21(s,3h),2.81(s,3h),2.26(s,3h).
13
cnmr(151mhz,chloroform-d)δ177.86,148.42,145.20,143.13,129.62,129.33(d,j＝8.7hz),129.01,124.35,122.96,119.02,115.15,113.61,108.54,65.60,63.37,40.86,26.51,20.25.hrms(esi)calcdfor:c
24h25
n3o[m+na]
+
:394.1890,found394.1888.
[0033]
实施例2
[0034]
反应操作与步骤同实施例1，不同的是光催化剂由三(2,2'-联吡啶)钌(ii)二(六氟磷酸)盐换成三联吡啶氯化钌六水合物，经处理后得到目标化合物季碳邻二胺3aa(46.5mg，产率为62.7％)。
[0035]
实施例3
[0036]
反应操作与步骤同实施例1，不同的是布朗斯特酸由苯甲酸换成了冰醋酸，经处理后得到目标化合物季碳邻二胺3aa(43.6mg，产率为58.7％)。
[0037]
实施例4
[0038]
反应操作与步骤同实施例1，不同的是脱气溶剂由乙腈换成了dmso，经处理后得到目标化合物季碳邻二胺3aa(48.8mg，产率为65.8％)。
[0039]
实施例5
[0040]
反应操作与步骤同实施例1，不同的是光催化剂的用量由0.004mmol变成了0.002mmol，经处理后得到目标化合物季碳邻二胺3aa(55.2mg，产率为74.3％)。
[0041]
实施例6
[0042]
反应操作与步骤同实施例1，不同的是搅拌时间和光照时间由24h换成18h，经处理后得到目标化合物季碳邻二胺3aa(57.0mg，产率为76.8％)。
[0043]
实施例7
[0044][0045]
反应步骤与操作同实施例1，不同之处在于，将1-甲基-3-(苯基亚氨基)吲哚-2-酮换成1-甲基-3-(对甲苯氨基)吲哚-2-酮作为1b,经处理后得到目标化合物季碳邻二胺3ba
(55.4mg,产率为71.9％)，核磁氢谱图，如图3所示，核磁碳谱图，如图4所示。
[0046]
目标化合物季碳邻二胺3ba表征数据：
[0047]1hnmr(600mhz,chloroform-d)δ7.38(d,j＝7.2hz,1h),7.33(t,j＝7.7hz,1h),7.07
–
7.01(m,3h),6.88(d,j＝7.8hz,1h),6.83(d,j＝8.6hz,2h),6.76(d,j＝8.2hz,2h),6.13(d,j＝8.4hz,2h),4.72(s,1h),3.83(d,j＝14.8hz,1h),3.66(d,j＝14.8hz,1h),3.19(s,3h),2.80(s,3h),2.26(s,3h),2.12(s,3h).
13
cnmr(151mhz,chloroform-d)δ178.03,148.46,143.23,142.82,129.55(d,j＝6.9hz),129.23,128.41,127.27,124.43,122.89,115.58,113.61,108.47,65.93,63.33,40.83,26.45,20.32(d,j＝21.6hz).hrms(esi)calcdfor:c
25h27
n3o[m+h]
+
386.2227,found386.2224.
[0048]
实施例8
[0049][0050]
反应步骤与操作同实施例1，不同之处在于，将1-甲基-3-(苯基亚氨基)吲哚-2-酮换成3-((2-甲氧基苯基)亚氨基)-1-甲基吲哚-2-酮作为1c,经处理后得到目标化合物季碳邻二胺3ca(48.1mg,产率为59.9％)，核磁氢谱图，如图5所示，核磁碳谱图，如图6所示。
[0051]
目标化合物季碳邻二胺3ca表征数据：
[0052]1hnmr(600mhz,chloroform-d)δ7.32(t,j＝8.1hz,2h),7.01(d,j＝8.3hz,3h),6.88(d,j＝7.7hz,1h),6.75(d,j＝8.5hz,2h),6.70(d,j＝7.9hz,1h),6.59(t,j＝7.7hz,1h),6.46(t,j＝7.7hz,1h),5.63(d,j＝7.9hz,1h),5.34(s,1h),3.94(d,j＝14.6hz,1h),3.81(d,j＝14.6hz,1h),3.19(s,3h),2.76(s,3h),2.25(s,3h).
13
cnmr(151mhz,chloroform-d)δ177.74,147.89,147.59,143.23,135.07,129.39(d,j＝6.2hz),129.18,126.89,124.51,122.79,120.89,118.05,113.53,111.74,109.75,108.38,65.62,62.86,55.54,41.03,26.49,20.26.hrms(esi)calcdfor:c
25h27
n3o2[m+h]
+
402.2176,found402.2174.
[0053]
实施例9
[0054][0055]
反应步骤与操作同实施例1，不同之处在于，将1-甲基-3-(苯基亚氨基)吲哚-2-酮换成3-((4-氯苯基)亚氨基)-1-甲基吲哚-2-酮作为1d,经处理后得到目标化合物季碳邻二胺3da(62.7mg,产率为77.4％)，核磁氢谱图，如图7所示，核磁碳谱图，如图8所示。
[0056]
目标化合物季碳邻二胺3da表征数据：
[0057]1hnmr(600mhz,chloroform-d)δ7.35(t,j＝7.4hz,2h),7.06(t,j＝7.9hz,3h),6.90(t,j＝7.9hz,3h),6.84(d,j＝8.5hz,2h),6.10(d,j＝8.8hz,2h),4.88(s,1h),3.80(d,j＝14.8hz,1h),3.65(d,j＝14.8hz,1h),3.21(s,3h),2.81(s,3h),2.26(s,3h).
13
cnmr(151mhz,chloroform-d)δ177.57,148.40,143.90,143.12,129.68,129.53,128.92(d,j＝7.5hz),127.56,124.30,123.85,123.07,116.44,113.67,108.68,65.66,63.29,40.89,26.51,20.25.hrms(esi)calcdfor:c
24h24
cln3o[m+h]
+
406.1681,fo und406.1671.
[0058]
实施例10
[0059][0060]
反应步骤与操作同实施例1，不同之处在于，将1-甲基-3-(苯基亚氨基)吲哚-2-酮换成3-((2,5-二氯苯基)亚氨基)-1-甲基吲哚-2-酮作为1e,经处理后得到目标化合物季碳邻二胺3ea(35.8mg,产率为40.8％)，核磁氢谱图，如图9所示，核磁碳谱图，如图10所示。
[0061]
目标化合物季碳邻二胺3ea表征数据：
[0062]1hnmr(600mhz,chloroform-d)δ7.37(t,j＝7.7hz,1h),7.30(d,j＝7.2hz,1h),7.11
–
7.00(m,4h),6.95(d,j＝7.8hz,1h),6.84(d,j＝8.5hz,2h),6.52(d,j＝8.4hz,1h),5.63(d,j＝2.1hz,1h),3.83(d,j＝14.8hz,1h),3.77(d,j＝14.8hz,1h),3.27(s,3h),2.89(s,3h),2.26(s,3h).
13
cnmr(151mhz,chloroform-d)δ176.69,148.11,142.96,142.19,132.90,129.81(d,j＝5.6hz),129.63,128.21,127.78,124.33,123.28,118.94,118.49,113.99,113.13,108.77,65.07,63.00,41.17,26.62,20.27.hrms(esi)calcdfor:c
24h24
cl2n3o[m+h]
+
440.1291,found440.1294.
[0063]
实施例11
[0064][0065]
反应步骤与操作同实施例1，不同之处在于，将1-甲基-3-(苯基亚氨基)吲哚-2-酮换成1-乙基-3-(苯基亚氨基)吲哚-2-酮作为1f,经处理后得到目标化合物季碳邻二胺3fa(62.6mg,产率为81.3％)，核磁氢谱图，如图11所示，核磁碳谱图，如图12所示。
[0066]
目标化合物季碳邻二胺3fa表征数据：
[0067]1hnmr(600mhz,chloroform-d)δ7.37(d,j＝7.2hz,1h),7.32(t,j＝8.2hz,1h),7.04(d,j＝8.6hz,3h),6.97
–
6.89(m,3h),6.83(d,j＝8.6hz,2h),6.63(t,j＝7.3hz,1h),
6.19(d,j＝7.8hz,2h),4.73(s,1h),3.84(d,j＝14.7hz,1h),3.77(q,j＝7.2hz,2h),3.65(d,j＝14.7hz,1h),2.79(s,3h),2.26(s,3h),1.18(t,j＝7.2hz,3h).
13
cnmr(151mhz,chloroform-d)δ176.31,147.41,144.21,141.21,128.56,128.20,127.88,126.26,123.52,121.67,118.00,114.28,112.49,107.65,64.49,62.25,39.78,33.84,19.20,11.40.hrms(esi)calcdfor:c
25h27
n3o[m+h]
+
386.2227,found386.2227.
[0068]
实施例12
[0069][0070]
反应步骤与操作同实施例1，不同之处在于，将4,n,n-三甲基苯胺换成4-氯-n,n-二甲基苯胺作为2b,经处理后得到目标化合物季碳邻二胺3ab(47.3mg,产率为60.5％)，核磁氢谱图，如图13所示，核磁碳谱图，如图14所示。
[0071]
目标化合物季碳邻二胺3ab表征数据：
[0072]1hnmr(600mhz,chloroform-d)δ7.48(s,1h),7.33(t,j＝7.7hz,1h),7.12(d,j＝8.9hz,2h),7.05(t,j＝7.5hz,1h),6.96(t,j＝7.8hz,2h),6.83(d,j＝7.7hz,1h),6.74(d,j＝8.9hz,2h),6.71(s,1h),6.33(s,2h),4.01(d,j＝13.5hz,1h),3.82(d,j＝13.5hz,1h),3.12(s,3h),2.72(s,3h).
13
cnmr(151mhz,chloroform-d)δ177.49,166.94,148.54,143.20,129.54,129.05,128.75,124.48,123.01,122.78,119.57,115.55,114.36,108.61,65.74,62.41,40.86,26.48hrms(esi)calcdfor:c
23h22
cln3o[m+na]
+
414.1344,found414.1351
[0073]
实施例13
[0074][0075]
反应步骤与操作同实施例1，不同之处在于，将4,n,n-三甲基苯胺换成4-甲氧基-n,n-二甲基苯胺作为2c，经处理后得到目标化合物季碳邻二胺3ac(53.6mg,产率为69.2％)，核磁氢谱图，如图15所示，核磁碳谱图，如图16所示。
[0076]
目标化合物季碳邻二胺3ac表征数据：
[0077]1hnmr(600mhz,chloroform-d)δ7.34(t,j＝8.4hz,2h),7.04(t,j＝7.4hz,1h),6.95(t,j＝7.8hz,2h),6.89(dd,j＝13.3,8.5hz,3h),6.82(d,j＝9.0hz,2h),6.64(t,j＝7.3hz,1h),6.19(d,j＝7.9hz,2h),4.82(s,1h),3.79(s,1h),3.77(s,3h),3.63(d,j＝14.6hz,1h),3.21(s,3h),2.78(s,3h).
13
cnmr(151mhz,chloroform-d)δ177.87,152.60,145.21,143.16,129.40,129.27,129.00,124.30,122.93,119.02,115.41,115.15,114.51,108.51,65.47,64.17,55.72,41.32,26.49.hrms(esi)calcdfor:c
25h27
n3o2[m+h]
+
388.2020,found388.2030。

技术特征：
1.一种光催化合成季碳邻二胺的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将磁子放入到外侧可通冷凝水的光反应管中，并依次向光反应管中加入0.1-0.3mmol靛红衍生的酮亚胺、0.3-0.9mmol n,n-二甲苯胺及其衍生物、0.03-0.09mol布朗斯特酸及0.001-0.005mmol光催化剂，随后加入0.5-1.0ml脱气溶剂，采用细针吹扫鼓入氩气10-20min后密封，所述靛红衍生的酮亚胺选自1-甲基-3-(苯基亚氨基)吲哚-2-酮、1-甲基-3-(对甲苯氨基)吲哚-2-酮、3-((2-甲氧基苯基)亚氨基)-1-甲基吲哚-2-酮、3-((4-氯苯基)亚氨基)-1-甲基吲哚-2-酮、3-((2,5-二氯苯基)亚氨基)-1-甲基吲哚-2-酮或1-乙基-3-(苯基亚氨基)吲哚-2-酮中的一种，所述n,n-二甲苯及其衍生物选自4,n,n-三甲基苯胺、4-氯-n,n-二甲基苯胺或4-甲氧基-n,n-二甲基苯胺中的一种，所述布朗斯特酸选自苯甲酸或冰醋酸中的一种，所述光催化剂选自三(2,2'-联吡啶)钌(ii)二(六氟磷酸)盐或三联吡啶氯化钌六水合物中的一种，所述脱气溶剂选自乙腈或dmso中的一种；步骤2、将步骤1中的光反应管外侧通入冷凝水，并将光反应管放置到磁力搅拌器上，打开磁力搅拌器，搅拌时间为8-48h，使用蓝色led灯在室温条件下照射8-48h；步骤3、待反应结束后，真空浓缩得到粗产物，通过柱层析进行分离，洗脱剂采用体积比为1：10-20的乙酸乙酯与石油醚，通过tlc板进行检测并收集含有目标产物的洗脱液，减压浓缩得到目标化合物季碳邻二胺。

技术总结
本发明属于有机合成技术领域，一种光催化合成季碳邻二胺的方法，包括以下步骤：(1)依次将磁子、原料、溶剂加入到外侧可以通冷凝水的光反应管中，细针吹鼓入氩气后密封。(2)将光反应管外侧通入冷凝水，并将反应管放置到磁力搅拌器上，打开磁力搅拌器搅拌，同时使用蓝色LED灯进行照射。(3)将步骤2所得混合液真空浓缩，通过柱层析进行分离得到目标化合物季碳邻二胺。本发明利用廉价易得的靛红衍生的酮亚胺与N,N-二甲苯及其衍生物作为原料，在可见光催化条件下，通过光催化剂和布朗斯特酸的共同催化作用，成功合成了季碳邻二胺化合物。本发明条件温和，原料廉价易得且均为商业化试剂。原料廉价易得且均为商业化试剂。原料廉价易得且均为商业化试剂。


技术研发人员：李亚明 张铁欣 梅玉茹 王永玲
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/9/20