一种医药中间体二芳基取代吡啶衍生物的合成方法

摘要

本发明涉及一种下式(III)所示二芳基取代吡啶衍生物的合成方法，所述方法包括：在有机溶剂中，于催化剂、膦配体、碱和促进剂的存在下，下式(I)化合物和下式(II)化合物发生反应，从而得到所述(III)化合物，其中，R1为H或C1-C6烷基；R2为C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、氰基或卤素；X为卤素。该方法通过催化剂、配体、碱、促进剂和有机溶剂等的综合选择与协同，从而可以高产率得到目的产物，在有机化学合成领域尤其是医药中间体合成领域具有良好的应用前景和广泛的工业化生产潜力。

说明书

技术领域

本发明涉及一种吡啶类衍生物的合成方法，更具体地涉及一种2,6-二芳基取代吡啶衍生物的合成方法，属于有机合成领域尤其是医药中间体合成领域。

背景技术

在有机化学领域中，吡啶类化合物是天然化合物、药物活性分子的重要结构单元，其还可以作为有机配体、功能材料来应用，可谓用途广泛、需求量大。

正是由于吡啶类化合物的如此重要的作用和应用潜力，因此，研究吡啶及其衍生物的合成方法自然成为科学家们的关注焦点。

一般来讲，吡啶衍生物常常通过交叉偶联反应来实现制备，如采用吡啶金属化物等原料，但这些原料却常常需要预先的制备，从而使得制备工艺复杂化。此外，吡啶金属化物的稳定性并不十分好，且合成存在难度，应用受到限制。

为了改进吡啶类化合物的合成方法，人们进行了大量的研究。目前，已经有多篇文献报道了吡啶类衍生物的合成方法，作为示例性如下：

KamilGodula等(“Site-SpecificPhenylationofPyridineCatalyzedbyPhosphido-BridgedRutheniumDimerComplexes:APrototypeforC-HArylationofElectron-DeficientHeteroarenes”,J.Am.Chem.Soc.,2005,127,3548-3649)报道了一种吡啶与芳基碘的偶联反应，其反应式如下：

Louis-Charlers等(“ASolutiontothe2-PyridylOrganometallicCross-CouplingProblem:RegioselectiveCatalyticDirectArylationofPyridineN-Oxides”,J.Am.Soc.Chem.,2005,127,18020-18021)报道了一种吡啶氮氧化物的直接芳基化反应，其反应式如下所示：

如上所述，目前现有技术中已经存在多种吡啶类化合物的合成方法，但对于新型的合成方法仍存在继续研究的必要。

为了拓展底物的应用范围以及为医药领域提供廉价的医药中间体化合物，本发明人经过刻苦的钻研，在调研大量文献资料的基础上，提出了一种二芳基取代吡啶衍生物的合成方法，该方法通过反应体系的优化组合，实现了目标产物的高收率制备，表现出广泛的市场前景。

发明内容

为了克服上述所指出的诸多缺陷，本发明人进行了深入的研究和探索，在付出了足够的创造性劳动后，从而完成了本发明。

具体而言，本发明的技术方案和内容涉及一种下式(III)所示二芳基取代吡啶衍生物的合成方法，所述方法包括：在有机溶剂中，于催化剂、膦配体、碱和促进剂的存在下，下式(I)化合物和下式(II)化合物发生反应，从而得到所述(III)化合物，

其中，R₁为H或C₁-C₆烷基；

R₂为C₁-C₆烷基、C₁-C₆烷氧基、氰基或卤素；

X为卤素。

在本发明的所述合成方法中，所述C₁-C₆烷基的含义是指具有1-6个碳原子的直链或支链烷基，非限定性地例如可为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基或正己基等。

在本发明的所述合成方法中，所述C₁-C₆烷氧基的含义是指上述定义的C₁-C₆烷基与氧原子相连后得到的基团。

在本发明的所述合成方法中，所述卤素的含义是指卤族元素，例如可为F、Cl、Br或I。

在本发明的所述合成方法中，所述催化剂为有机钯化合物与镍化合物的混合物；其中，有机钯化合物与镍化合物的摩尔比为1:2-3，例如可为1:2、1:2.5或1:3。

其中，所述有机钯化合物为Pd(PhCN)₂Cl₂(二(氰苯基)氯化钯)、Pd(O₂CCF₃)₂(三氟乙酸钯)、Pd(OAc)₂(乙酸钯)、Pd(acac)₂(乙酰丙酮钯)、PdCl₂(cod)(1,5-环辛二烯氯化钯)中的任意一种，最优选为PdCl₂(cod)。

在本发明的所述合成方法中，所述镍化合物为NiCl₂(氯化镍)、Ni(NO₃)₂(硝酸镍)或对甲苯磺酸镍中的任意一种或其水合盐，最优选为对甲苯磺酸镍。

在本发明的所述合成方法中，所述膦配体为下式L1-L3中的任意一种，

最优选为L1。

在本发明的所述合成方法中，所述碱为二甲氨基吡啶(DMPA)、1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(DABCO)、三甲胺、二异丙基胺、三乙醇胺、叔丁醇钾、碳酸钾、碳酸氢钠等中的任意一种，最优选为DMPA。

在本发明的所述合成方法中，所述促进剂为二茂铁与硝酸钴的混合物，其中二茂铁与酸钴的摩尔比为1:4。

在本发明的所述合成方法中，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙醇、二甲基亚砜(DMSO)、乙腈、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、正丙醇、苯、甲苯、1,4-二氧六环等中的任意一种，最优选为1,4-二氧六环。

其中，有机溶剂的用量并没有特别的限定，本领域技术人员可进行合适的选择和确定，这都是常规技术手段，在此不再进行详细陈述。

在本发明的所述合成方法中，所述式(I)化合物与式(II)化合物的摩尔比为1:2-3，例如可为1:2、1:2.5或1:3。

在本发明的所述合成方法中，所述式(I)化合物与催化剂的摩尔比为1:0.05-0.09，即所述式(I)化合物的摩尔用量与构成所述催化剂的有机钯化合物与镍化合物的两种组分的总摩尔用量的比为1:0.05-0.09，非限定性地例如可为1:0.05、1:0.07或1:0.09。

在本发明的所述合成方法中，所述式(I)化合物与膦配体的摩尔比为1:0.1-0.15，例如可为1:0.1、1:0.12、1:0.14或1:0.15。

在本发明的所述合成方法中，所述式(I)化合物与碱的摩尔比为1:0.5-0.8，例如可为1:0.5、1:0.6、1:0.7或1:0.8。

在本发明的所述合成方法中，所述式(I)化合物与促进剂的摩尔比为1:0.1-0.2，即所述式(I)化合物的摩尔用量与构成所述促进剂的二茂铁与硝酸钴的两种组分的总摩尔用量的比为1:0.1-0.2，非限定性地例如可为1:0.1、1:0.15或1:0.2。

在本发明的所述合成方法中，反应温度为60-80℃，例如可为60℃、70℃或80℃。

在本发明的所述合成方法中，反应时间为7-10小时，例如可为7小时、8小时、9小时或10小时。

在本发明的所述合成方法中，反应结束后的后处理可如下：反应结束后，过滤得到滤液，向滤液中加入质量百分浓度为10％的盐酸水溶液，将pH值调节为6-7，然后用乙酸乙酯充分振荡萃取2-3次，合并有机相，减压蒸馏浓缩，残留物过200-300目硅胶柱色谱进行分离(以体积比为1:2的乙酸乙酯和氯仿的混合液进行洗脱)，从而得到所述式(III)化合物。

综上所述，本发明提供了一种二芳基取代吡啶衍生物的合成方法，该方法通过催化剂、配体、碱、促进剂和有机溶剂等的综合选择与协同，从而可以高产率得到目的产物，在有机化学合成领域尤其是医药中间体合成领域具有良好的应用前景和广泛的工业化生产潜力。

具体实施方式

下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。

实施例1

向适量有机溶剂1,4-二氧六环中，加入100mmol上式(I)化合物、200mmol上式(II)化合物、5mmol催化剂(为1.6mmolPdCl₂(cod)与3.4mmol对甲苯磺酸镍的混合物)、10mmol膦配体L1、50mmol碱DMPA和10mmol促进剂(为2mmol二茂铁与8mmol硝酸钴的混合物)，然后升温至60℃，并在该温度下充分搅拌反应10小时。

反应结束后，过滤得到滤液，向滤液中加入质量百分浓度为10％的盐酸水溶液，将pH值调节为6-7，然后用乙酸乙酯充分振荡萃取2-3次，合并有机相，减压蒸馏浓缩，残留物过200-300目硅胶柱色谱进行分离(以体积比为1:2的乙酸乙酯和氯仿的混合液进行洗脱)，从而得到所述式(III)化合物，产率为97.1％。

¹HNMR(CDCl₃,400MHz):δ8.18-8.07(m,4H),7.76(m,1H),7.57(d,J＝7.8Hz,2H),7.07-6.95(m,4H),3.86(s,6H)。

HRMS(ESI)([M+H]⁺):292.13。

实施例2

向适量有机溶剂1,4-二氧六环中，加入100mmol上式(I)化合物、250mmol上式(II)化合物、7mmol催化剂(为2mmolPdCl₂(cod)与5mmol对甲苯磺酸镍的混合物)、12mmol膦配体L1、60mmol碱DMPA和15mmol促进剂(为3mmol二茂铁与12mmol硝酸钴的混合物)，然后升温至70℃，并在该温度下充分搅拌反应8小时。

反应结束后，过滤得到滤液，向滤液中加入质量百分浓度为10％的盐酸水溶液，将pH值调节为6-7，然后用乙酸乙酯充分振荡萃取2-3次，合并有机相，减压蒸馏浓缩，残留物过200-300目硅胶柱色谱进行分离(以体积比为1:2的乙酸乙酯和氯仿的混合液进行洗脱)，从而得到所述式(III)化合物，产率为97.3％。

¹HNMR(CDCl₃,400MHz):δ7.86-7.81(m,4H),7.78(d,J＝1.8Hz,2H)。

HRMS(ESI)([M+H]⁺):282.10。

实施例3

向适量有机溶剂1,4-二氧六环中，加入100mmol上式(I)化合物、300mmol上式(II)化合物、9mmol催化剂(为2.25mmolPdCl₂(cod)与6.75mmol对甲苯磺酸镍的混合物)、15mmol膦配体L1、80mmol碱DMPA和20mmol促进剂(为4mmol二茂铁与16mmol硝酸钴的混合物)，然后升温至80℃，并在该温度下充分搅拌反应7小时。

反应结束后，过滤得到滤液，向滤液中加入质量百分浓度为10％的盐酸水溶液，将pH值调节为6-7，然后用乙酸乙酯充分振荡萃取2-3次，合并有机相，减压蒸馏浓缩，残留物过200-300目硅胶柱色谱进行分离(以体积比为1:2的乙酸乙酯和氯仿的混合液进行洗脱)，从而得到所述式(III)化合物，产率为96.9％。

¹HNMR(CDCl₃,400MHz):δ7.78(t,J＝7.8Hz,1H),7.437.39(m,2H),7.34(d,J＝7.8Hz,2H),7.23(m,6H),2.43(s,6H)。

HRMS(ESI)([M+H]⁺):260.14。

实施例4

向适量有机溶剂1,4-二氧六环中，加入100mmol上式(I)化合物、220mmol上式(II)化合物、6mmol催化剂(为2mmolPdCl₂(cod)与4mmol对甲苯磺酸镍的混合物)、14mmol膦配体L1、60mmol碱DMPA和13mmol促进剂(为2.6mmol二茂铁与10.4mmol硝酸钴的混合物)，然后升温至65℃，并在该温度下充分搅拌反应9小时。

反应结束后，过滤得到滤液，向滤液中加入质量百分浓度为10％的盐酸水溶液，将pH值调节为6-7，然后用乙酸乙酯充分振荡萃取2-3次，合并有机相，减压蒸馏浓缩，残留物过200-300目硅胶柱色谱进行分离(以体积比为1:2的乙酸乙酯和氯仿的混合液进行洗脱)，从而得到所述式(III)化合物，产率为97.4％。

¹HNMR(CDCl₃,400MHz):δ8.08-7.98(m,2H),7.67-7.55(m,4H),7.18-7.09(m,4H),2.39(s,3H)。

HRMS(ESI)([M+H]⁺):282.11。

实施例5-36：催化剂的考察

实施例5-8：除将催化剂中的PdCl₂(cod)替换为Pd(PhCN)₂Cl₂外，其它操作均相同，从而重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例5-8。

实施例9-12：除将催化剂中的PdCl₂(cod)替换为Pd(O₂CCF₃)₂外，其它操作均相同，从而重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例9-12。

实施例13-16：除将催化剂中的PdCl₂(cod)替换为Pd(OAc)₂外，其它操作均相同，从而重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例13-16。

实施例17-20：除将催化剂中的PdCl₂(cod)替换为Pd(acac)₂外，其它操作均相同，从而重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例17-20。

实施例21-24：除将催化剂中的对甲苯磺酸镍替换为NiCl₂外，其它操作均相同，从而重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例21-24。

实施例25-28：除将催化剂中的对甲苯磺酸镍替换为Ni(NO₃)₂外，其它操作均相同，从而重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例25-28。

实施例29-32：除将催化剂换为用量为原来两种组分总用量的单一组分PdCl₂(cod)外，其它操作均相同，从而重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例29-32。

实施例33-36：除将催化剂换为用量为原来两种组分总用量的单一组分对甲苯磺酸镍外，其它操作均相同，从而重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例33-36。

结果见下表1。

表1

注：其中“--”表示不存在。

由表1数据可见，在有机钯化合物和镍化合物中，PdCl₂(cod)与对甲苯磺酸镍分别具有最好的催化效果。同时也可以看出，当单独采用PdCl₂(cod)或对甲苯磺酸镍时，产率均有明显降低(其中的，当单独使用PdCl₂(cod)时，其产率与其它有机钯化合物相差不大，这证明其它有机钯化合物与对甲苯磺酸镍之间并没有发挥协同催化作用)。由此证明了，只有同时使用PdCl₂(cod)与对甲苯磺酸镍的混合物时，两者之间发挥了独特的协同催化效果，从而取得了最为优异的产物产率。

实施例37-44：膦配体的考察

实施例37-40：除将其中的膦配体L1替换为L2外，其它操作均相同，从而重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例37-40。

实施例41-44：除将其中的膦配体L1替换为L3外，其它操作均相同，从而重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例41-44。

结果见下表2。

表2

由此可见，在配体L1-L3中，L1具有最好的效果。

实施例45-51：碱的考察

除使用如下的碱外，其它操作均相同，从而重复进行了实施例1-4，所使用的碱、实施例对应关系和产物产率见下表3。

表3

由此可见，当在所有的碱中，DMPA具有最好的效果，其它碱均导致产率有显著降低。

实施例52-63：促进剂的考察

实施例52-55：除将促进剂换为用量为原来两种组分总用量的单一组分二茂铁外，其它操作均相同，从而重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例52-55。

实施例56-59：除将促进剂换为用量为原来两种组分总用量的单一组分硝酸钴外，其它操作均相同，从而重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例56-59。

实施例60-63：除省略掉促进剂外，其它操作均相同，从而重复进行了实施例1-4，顺次得到实施例60-63。

结果见下表4。

表4

注：“--”表示不存在。

由表4数据可见，当单独使用二茂铁或硝酸钴，以及不使用任何促进剂时，产率相差不大(但比实施例1-4有显著降低)，这证明当同时使用二茂铁和硝酸钴作为促进剂时，能够发挥意想不到的促进效果。

实施例64-：有机溶剂的考察

除使用如下的有机溶剂外，其它操作均相同，从而重复进行了实施例1-4，所使用的有机溶剂、实施例对应关系和产物产率见下表5。

表5

由此可见，在所有的有机溶剂中，1,4-二氧六环具有最好的效果。

综合上述，本发明提出了一种二芳基取代吡啶衍生物的合成方法，该方法通过催化剂、配体、碱、促进剂和有机溶剂等的综合选择与协同，从而可以高产率得到目的产物，在有机化学合成领域尤其是医药中间体合成领域具有良好的应用前景和广泛的工业化生产潜力。

应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。