一种由2,2-二甲基-4,5-二芳基-2H-咪唑合成1,1

一种由2,2-二甲基-4,5-二芳基-2h-咪唑合成1,1
′‑
联异喹啉衍生物的方法
技术领域
1.本发明属于有机化学合成领域，涉及一种操作简便、产率优良的双c-h活化/环化反应制备联异喹啉类化合物的方法。


背景技术：

2.1，1
′‑
联异喹啉是一类重要的双齿n，n配体 [参见：b. liu, l. lystrom, s. l. brown, e. k. hobbie, s. kilina, w. sun, inorg. chem., 2019, 58, 5483]，其可以作为优良配体，促进铜催化邻苯二甲酰肼与环状二芳基碘鎓三氟甲磺酸盐生成苯并[c]噌啉，产率高达99% [参见：y. yang, r. xie, y. wang, p. zhu, j. wang, s. li. org. chem. front., 2023, 10, 2701
–
2707.]。其配合物显示出吸引人的光物理性质[参见：q. zhao, s. liu, m. shi, c. wang, m. yu, l. li, f. li, t. yi, c. huang. inorg. chem., 2006, 45, 6152]。除此之外，手性联异喹啉n,n
′‑
二氧化物在不对称丙炔化和丙烯化反应中表现出优异的催化性能[参见：(a) b. j. rooks, m. r. haas, d. sepulveda, t. lu, s. e. wheeler. acs catal., 2015, 5, 272; (b) c. reep, p. morgante, r. peverati, n. takenaka. org. lett., 2018, 20, 5757]。2017年，我们小组报道了一种c
−
h活化/双导向基团策略，从z,z型双肟和炔烃出发获得1,1
′‑
联异喹啉衍生物，[参见：s. li, h. lv, xie, r. y. yu, x. ye, x. kong, org. lett. 2020, 22, 4207
−
4212.]。但这种方法在合成原料双肟时，往往会生成其它两种没有反应活性的z,e和e,e型双肟，从而影响纯化过程和反应效率。最近，我们课题组又报道了一种苯偶酰、醋酸铵与炔烃三组分反应获得1,1
′‑
联异喹啉衍生物的方法[参见：s. lv, y-n. tian, y. yang, c. wen, s. li, j. org. chem., 2022, 87, 16019
−
16025.]。但这类方法在拓展炔烃类底物需要用使用5%的贵金属铑，而且对于烷基取代的乙炔也不兼容。因此，开发一种简洁、高效、绿色的合成联异喹啉的方法是十分必要且意义重大。


技术实现要素：

[0003]
本发明的目的在于提供一种反应条件温和、工艺简单、操作方便、成本低、环境污染小，有望实现工业化大规模生产联异喹啉类衍生物的制备方法。
[0004]
本发明的思路：如图1所示，以2,2-二甲基-4,5-二芳基-2h-咪唑为底物1，以炔烃为底物2，将催化剂、添加剂和溶剂加入到反应器，启动反应，反应结束后纯化即可得到产物3。
[0005]
其中：
[0006]
(1) 反应体系中2,2-二甲基-4,5-二芳基-2h-咪唑与炔烃的摩尔投料比为1:1 ~ 1:10，优选为1:2。
[0007]
(2)催化剂优为[cp*rhcl2]
2 (其中cp*为五甲基环戊二烯)
[0008]
(3)反应中金属催化剂用量可以为1~100 mol%当量(相对于2,2-二甲基-4,5-二芳
基-2h-咪唑)，优选2.5 mol%。
[0009]
(4)反应氧化剂可以为cu(oac)2·
h2o、ag2co3、agotf（三氟甲磺酸银）；优选为cu(oac)2·
h2o。
[0010]
(5)反应氧化剂用量可以为0.1~10当量(相对于2,2-二甲基-4,5-二芳基-2h-咪唑)，优选1当量。
[0011]
(6)反应所需添加剂优选为乙酸铵。
[0012]
(7)反应中添加剂用量可以为0.1~10当量(相对于2,2-二甲基-4,5-二芳基-2h-咪唑)，优选2当量。
[0013]
(8)反应温度可以为0℃~200℃，优选120℃。
[0014]
(9)反应时间可以为1~48小时，优选12小时。
[0015]
本发明与现有技术相比，其优点是一种操作简便、产率优良、立体选择性好，为联异喹啉的合成提供一种更优良的方法，有望实现工业化规模生产。
附图说明
[0016]
图1为本发明制备1,1
′‑
联异喹啉的合成反应式。
[0017]
图2为本发明制备产物3,3
′
,4,4
′‑
四苯基-1,1
′‑
联异喹啉(3a)的核磁共振氢谱。
具体实施方式
[0018][0019]
实施例1：3,3
′
,4,4
′‑
四苯基-1,1
′‑
联异喹啉(3a)的合成方法1：称量2,2-二甲基-4,5-二苯基-2h-咪唑(0.1毫摩尔，24.8毫克)、二苯乙炔(0.2毫摩尔，36毫克)，投料比为1:2，[cp*rhcl2]2(1.6毫克，相对于2,2-二甲基-4,5-二苯基-2h-咪唑用量为2.5 mol%)作为催化剂，乙酸铵(15.4毫克，相对于2,2-二甲基-4,5-二苯基-2h-咪唑用量为2当量)作为n源，加入三氟乙醇(2毫升)作为反应溶剂，在空气氛围中120℃条件下反应12小时。反应完成后移除溶剂，经柱层析分离提纯，得到白色固体干燥即为纯产品3,3
′
,4,4
′‑
四苯基-1,1
′‑
联异喹啉(3a)，收率93%。核磁共振氢谱如图2所示：(氘代氯仿为溶剂，bruer ascend-500型核磁共振仪) 1
hnmr (500mhz, cdcl3): δ = 8.09 (d, j = 8.5 hz, 2h), 7.78 (d, j = 8.5 hz, 2h), 7.63 (t, j = 7.5 hz, 2h), 7.54 (t, j = 7.8 hz, 2h), 7.44
‒
7.35 (m, 14h), 7.20
‒
7.14 (m, 6h) ppm. 高分辨质谱 （esi）（[m+h]
+
）c
42h29n2+ 计算值 561.2331,实测值 561.2333。
[0020][0021]
实施例2：6,6'-二甲基-3,3'，4,4'-四苯基-1,1'-联异喹啉(3b)的合成方法：实施方法同实施例1，将底物2,2-二甲基-4,5-二苯基-2h-咪唑替换为2,2-二甲基-4,5-二对甲苯-2h-咪唑，收率74%。核磁共振氢谱：(氘代氯仿为溶剂，bruer ascend-400型核磁共振仪) 1
h nmr (500mhz, cdcl3): δ = 7.97 (d, j = 8.5 hz, 2h), 7.51 (s, 2h), 7.43
‒
7.33 (m, 16h), 7.18
‒
7.12 (m, 6h), 2.45 (s, 6h) ppm。高分辨质谱 （esi）（[m+h]
+
）c
44h33n2+ 计算值 589.2644,实测值 589.2643。
[0022][0023]
实施例3：6,6
′‑
二氯-3,3
′
,4,4
′‑
四苯基-1,1
′‑
联异喹啉(3c)的合成方法：实施方法同实施例1，将底物2,2-二甲基-4,5-二苯基-2h-咪唑替换为2,2-二甲基-4,5-二对氯苯-2h-咪唑，收率68%。(氘代氯仿为溶剂，bruker ascend500型核磁共振仪) 1
h nmr (500mhz, cdcl3): δ = 8.09 (d, j = 8.0 hz, 2h), 7.75 (s, 2h), 7.49 (d, j = 9.0 hz, 2h), 7.46
‒
7.38 (m, 10h), 7.32 (d, j = 7.0 hz, 4h), 7.21
‒
7.15 (m, 6h) ppm。高分辨质谱 （esi）（[m+h]
+
）c
42h27
cl2n
2+ 计算值 629.1551,实测值 629.1552。
[0024][0025]
实施例4：7,7
′‑
二甲基-3,3
′
,4,4
′‑
四苯基-1,1
′‑
联异喹啉(3d)的合成方法：实施方法同实施例1，将底物2,2-二甲基-4,5-二苯基-2h-咪唑替换为2,2-二甲基-4,5-二间甲苯-2h-咪唑，收率90%。核磁共振氢谱：(氘代氯仿为溶剂，bruerascend-500型核磁共振仪)1hnmr(500mhz,cdcl3):δ=7.83(s,2h),7.68(d,j=8.5hz,2h),7.48
‒
7.46(m,2h),7.44
‒
7.35(m,14h),7.20
‒
7.13(m,6h),2.47(s,6h)ppm。高分辨质谱（esi）（[m+h]
+
）c
42h33n2+
计算值589.2644,实测值589.2643。
[0026][0027]
实施例5：4,4'，5,5'-四苯基-3a，7a-二氢-7,7'-噻吩[2,3-c]吡啶(3e)的合成方法：实施方法同实施例1，将底物2,2-二甲基-4,5-二苯基-2h-咪唑替换为2,2-二甲基-4,5-二（噻吩-2-基）-2h-咪唑，收率50%。核磁共振氢谱：(氘代氯仿为溶剂，bruerascend-500型核磁共振仪)1hnmr(500mhz,cdcl3):δ=7.78(d,j=5.5hz,2h),7.67(d,j=7.0hz,4h),7.41
‒
7.29(m,18h)ppm。高分辨质谱（esi）（[m+h]
+
）c
38h25
n2s
2+
计算值573.1459,实测值573.1458。
[0028][0029]
实施例6：6-乙基-6
′‑
甲基-3,3
′
,4,4
′‑
四苯基-1,1
′‑
联异喹啉(3f)的合成方法：实施方法同实施例1，将底物2,2-二甲基-4,5-二苯基-2h-咪唑替换为4-（4-乙氧基苯基）-2,2-二甲基-5-（对甲苯基）-2h-咪唑，收率78%。核磁共振氢谱：(氘代氯仿为溶剂，bruer ascend-500型核磁共振仪) 1
h nmr (500mhz, cdcl3): δ = 8.00
‒
7.97 (m, 2h), 7.52 (s, 1h), 7.42
‒
7.35 (m, 15h), 7.17
‒
7.14 (m, 7h), 7.00 (s, 1h), 3.96 (q, j = 7.0 hz, 2h), 2.45 (s, 3h), 1.39 (t, j = 7.0 hz, 3h) ppm。高分辨质谱 （esi）（[m+h]
+
）c
45h35n2+ 计算值 603.2800,实测值 603.2799。
[0030][0031]
实施例7：3,3'，4,4'-四（2-甲氧基苯基）-1,1'-联异喹啉(3g)的合成方法：实施方法同实施例1，将底物二苯乙炔替换为1,2-二邻甲氧基苯基乙炔，收率78%。核磁共振氢谱：(氘代氯仿为溶剂，bruer ascend-500型核磁共振仪) 1
hnmr (500mhz, cdcl3): δ = 8.33 (s, 2h), 7.58
‒
7.56 (m, 4h), 7.52
‒
7.50 (m, 2h), 7.29
‒
7.26 (m, 2h), 7.19
‒
7.11 (m, 6h), 6.91
‒
6.86 (m, 4h), 6.75 (s, 4h), 3.71 (s, 6h), 3.60 (s, 6h) ppm。高分辨质谱 （esi）（[m+h]
+
）c
46h36
n2o
4+ 计算值 681.2753,实测值 681.2754。
[0032][0033]
实施例8：3,3'，4,4'-四（3-溴苯基）-1,1'-联异喹啉(3h)的合成方法：实施方法同实施例1，将底物二苯乙炔替换为1,2-双（3-溴苯基）乙炔，收率56%。核磁共振氢谱：(氘代氯仿为溶剂，bruer ascend-500型核磁共振仪) 1
hnmr (500mhz, cdcl3): δ = 7.98 (d, j = 8.5 hz, 2h), 7.76
‒
7.67 (m, 6h), 7.59
‒
7.54 (m, 6h), 7.34
‒
7.31 (m, 4h), 7.26
‒
7.24 (m, 4h), 7.05 (t, j = 8.0 hz, 2h) ppm。高分辨质谱 （esi）（[m+h]
+
）c
42h25
br4n
2+ 计算值 876.8710,实测值 876.8711。
[0034][0035]
实施例9：3,3'，4,4'-四（4-（三氟甲基）苯基）-1,1'-联异喹啉(3i)的合成方法：实施方法同实施例1，将底物二苯乙炔替换为1,2-双（4-三氟甲基苯基）乙炔，收率84%。核磁共振氢谱：(氘代氯仿为溶剂，bruer ascend-500型核磁共振仪) 1
hnmr (500mhz, cdcl3): δ = 8.07 (d, j = 8.0 hz, 2h), 7.75
−
7.70 (m, 8h), 7.62 (t, j = 6.0 hz, 2h), 7.52
−
7.46 (m, 12h) ppm。高分辨质谱 （esi）（[m+h]
+
）c
46h25f12n2+ 计算值 833.1826,实测值 833.1828。
[0036][0037]
实施例10：3,3'，4,4'-四（4-氯苯基）-1,1'-联异喹啉(3j)的合成方法：实施方法同实施例1，将底物二苯乙炔替换为1,2-双（4-氯苯基）乙炔，收率73%。核磁共振氢谱：(氘代氯仿为溶剂，bruer ascend-500型核磁共振仪) 1
hnmr (500mhz, cdcl3): δ = 8.01 (d, j = 8.5 hz, 2h), 7.73 (d, j = 8.5 hz, 2h), 7.67 (t, j = 7.5 hz, 2h), 7.55 (t, j = 7.0 hz, 2h), 7.43 (d, j = 8.5 hz, 4h), 7.33 (d, j = 8.5 hz, 4h), 7.28
‒
7.26 (m, 4h), 7.18 (d, j = 8.5 hz, 4h) ppm。高分辨质谱 （esi）（[m+h]
+
）c
42h25
cl4n
2+ 计算值 697.0772,实测值 697.0773。
[0038][0039]
实施例11：3,3'，4,4'-四（噻吩-2-基）-1,1'-联异喹啉(3k)的合成方法：实施方法同实施例1，将底物二苯乙炔替换为1,2-二（噻吩-2-基）乙炔，收率54%。核磁共振氢谱：(氘代氯仿为溶剂，bruer ascend-500型核磁共振仪) 1
hnmr (500mhz, cdcl3): δ = 8.28 (d, j = 8.5 hz, 2h), 7.75 (d, j = 8.5 hz, 2h), 7.69
−
7.64 (m, 4h), 7.51 (t, j = 7.5 hz, 2h), 7.35 (t, j = 3.8 hz, 2h), 7.28
−
7.27 (m, 2h), 7.25
−
7.24 (m, 2h), 6.91 (t, j = 4.0 hz, 2h), 6.82 (d, j = 3.0 hz, 2h) ppm。高分辨质谱 （esi）（[m+h]
+
）c
34h21
n2s
4+ 计算值 585.0588,实测值 585.0589。
[0040][0041]
实施例12：3,3'，4,4'-四乙基-1,1'-联异喹啉(3l)的合成方法：实施方法同实施例1，将底物二苯乙炔替换为3-己炔，收率82%。核磁共振氢谱：(氘代氯仿为溶剂，bruer ascend-500型核磁共振仪) 1
hnmr (500mhz, cdcl3): δ = 8.08 (d, j = 8.0 hz, 2h), 7.67
−
7.63 (m, 4h), 7.33 (t, j = 8.0 hz, 2h), 3.20 (q, j = 7.3 hz, 4h), 3.10 (q, j = 7.7 hz, 4h), 1.39 (t, j = 6.8 hz, 12h) ppm。高分辨质谱 （esi）（[m+h]
+
）c
26h29n2+ 计算值 369.2331,实测值 369.2332。

技术特征：
1.一种由2,2-二甲基-4,5-二芳基-2h-咪唑合成的1,1
′‑
联异喹啉衍生物，其特征在于1,1
′‑
联异喹啉衍生物的结构式为以下两种：、，其中，r可以为h、对甲基、对氯、间甲基、对乙基；r
′
可以为苯基、邻甲氧苯基、间溴苯基、对三氟甲基苯基、对氯苯基、噻吩、乙基。2.一种由2,2-二甲基-4,5-二芳基-2h-咪唑合成1,1
′‑
联异喹啉的方法，其特征在于，该方法具有如下步骤：称量2,2-二甲基-4,5-二芳基-2h-咪唑(0.1毫摩尔)、炔烃(0.2毫摩尔)，投料比为1:2，[cp*rhcl2]2(1.6毫克，相对于2,2-二甲基-4,5-二芳基-2h-咪唑用量为2.5 mol%)作为催化剂，乙酸铵(15.4毫克，相对于2,2-二甲基-4,5-二苯基-2h-咪唑用量为2当量)作为n源，加入三氟乙醇(2毫升)作为反应溶剂，在空气氛围中120℃条件下反应12小时；反应完成后移除溶剂，经柱层析分离提纯，得到白色固体干燥即为纯产品1,1
′‑
联异喹啉化合物；所述2,2-二甲基-4,5-二芳基-2h-咪唑为2,2-二甲基-4,5-二苯基-2h-咪唑、2,2-二甲基-4,5-二对甲苯-2h-咪唑、2,2-二甲基-4,5-二对氯苯-2h-咪唑、2,2-二甲基-4,5-二间甲苯-2h-咪唑、2,2-二甲基-4,5-二（噻吩-2-基）-2h-咪唑、4-（4-乙氧基苯基）-2,2-二甲基-5-（对甲苯基）-2h-咪唑；所述炔烃为二苯乙炔、1,2-二邻甲氧基苯基乙炔、1,2-双（3-溴苯基）乙炔、1,2-双（4-三氟甲基苯基）乙炔、1,2-双（4-氯苯基）乙炔、1,2-二（噻吩-2-基）乙炔、3-己炔。

技术总结
本发明属于化学合成领域一种，涉及一种操作简便、产率优良的2,2-二甲基-4,5-二芳基2H-咪唑与炔烃的双C-H活化/环化反应制备1,1


技术研发人员：李世清 杨严严 吕石海 王金华
受保护的技术使用者：桂林理工大学
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/10/15