[发明专利]一种Rh(III)催化具有氮杂环骨架的化合物的制备方法

说明书

本发明公开了一种自组装导向基团辅助Rh(III)催化构建氮杂环骨架的制备方法，包括如下步骤：在铑催化剂和醋酸盐存在的条件下，芳香醛与2‑氨基吡啶在溶剂中发生反应，原位产生一个有效的导向基团。该导向基团再在铑催化下与取代烯烃反应，反应完成后，经过后处理得到所述的氮杂环骨架的化合物。该制备方法使用铑进行催化，成功实现了自组装高效导向基的合成策略。反应从更简单的原料出发，在简洁温和的催化体系中，利用“一锅法”合成了新型取代特征的异吲哚酮骨架和异喹啉结构，操作简便，反应条件温和，收率高，原子经济性高。

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种自组装导向基团辅助Rh(III)催化构建氮杂环骨架的制备方法。

背景技术

异吲哚酮(γ-内酰胺)是一个较多见而又重要的母核。因α位是具有较强络合力的N原子，故利用苯甲酰胺中的氮原子作为导向原子，并且参与形成γ-内酰胺的研究已多有报道。

李兴伟课题组最早在2010年尝试使用N-苯基取代的芳甲酰胺作为底物，与丙烯酸酯反应构建起异吲哚酮骨架(Org.Lett.,2010,12,5430)。反应中首先生成了Heck产品中间体，进而发生迈克尔加成而环化。但底物中芳环若是呋喃、吲哚等杂环时不利于形成异吲哚酮产品，多是停留在了氧化Heck反应产品上,且反应条件较为苛刻。反应式如下：

2014年，于金权课题组对以上反应进行了改良。他们使用了N-全氟取代苯基芳甲酰胺作为底物(Chem.Sci.,2015,6,1923)，实际上就是增大酰胺中氮原子上取代基的拉电子能力，减弱酰胺键的异构化而增加其亲核性。这一工作虽然扩宽了底物类别，对于杂环如噻吩、呋喃、吡啶都有很好的适用性，且反应条件变得较为温和，但其底物的普适性仍不够广泛，且原料较为复杂，制备过程不够简单。

发明内容

本发明提供了一种自组装导向基团辅助Rh(III)催化构建氮杂环骨架的方法，该制备方法能够原位产生一个有效的新型导向基团，并且原料简单，反应条件温和，反应收率高，原子经济性高。

一种自组装导向基团辅助Rh(III)催化构建氮杂环骨架的制备方法，包括如下步骤：在铑催化剂和醋酸盐存在的条件下，芳香醛与2-氨基吡啶在溶剂中发生反应，原位产生一个有效的导向基团。该导向基团再在铑催化下与取代烯烃反应，反应完成后，经过后处理得到所述的氮杂环骨架的化合物。

所述的芳香醛的结构如式(Ⅰ)所示：

所述的2-氨基吡啶的结构如式(Ⅱ)所示：

所述的取代烯烃的结构如式(Ⅲ)所示：

所述的氮杂环骨架的化合物的结构如式(IV)所示：

式(Ⅰ)～式(IV)中，R为烷基、烷氧基、氢原子、卤素原子、氰基、酯基、硝基、三氟甲基；

R’为烷氧酰基、烷酰基、氰基、酰胺。

所述的反应反应式如下：

推测该反应机理为：

首先，芳香醛与2-氨基吡啶发生缩合反应，在原位产生一个有效的新型导向基团。如下所示：

接着，自组装导向基与取代烯烃在金属铑(III)催化下发生如下反应：