本發(fā)明涉及有機(jī)合成，具體涉及一種光催化合成氮雜芳烴類類化合物的制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、氮雜芳烴類化合物由于其在抗癌、抗糖尿病、抗結(jié)核等制藥領(lǐng)域中表現(xiàn)出豐富的藥理性質(zhì)。相應(yīng)的衍生物也在電子和光學(xué)應(yīng)用方面有著很好的發(fā)展前景。而對(duì)于合成具有不同官能化的氮雜芳烴類化合物的相關(guān)報(bào)道較少，開發(fā)一條新穎、簡(jiǎn)便和可持續(xù)的合成路徑用于合成這一類化合物具重要的研究意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種光催化合成氮雜芳烴類化合物的制備方法和應(yīng)用；氮雜芳烴類化合物包括吲哚/吡咯并[1,2-a]喹喔啉化合物、菲啶類化合物和苯并噻唑類化合物。

2、本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

3、一種光催化合成氮雜芳烴類化合物的制備方法，包括以下步驟：

4、將異腈化合物、烷基硼酸試劑、光敏劑、堿試劑和溶劑混合，在可見光的照射下進(jìn)行反應(yīng)，得到氮雜芳烴類化合物；

5、所述異腈化合物的結(jié)構(gòu)式如下：

6、

7、所述烷基硼酸試劑的結(jié)構(gòu)式如下：

8、

9、所述氮雜芳烴類化合物的結(jié)構(gòu)式如下：

10、

11、式中，r1選自氫、烷基、烷氧基、鹵素、氰基中的一種，ar1和ar2上的取代基各自獨(dú)立選自氫、烷基、烷氧基、鹵素、氰基中的一種或者兩種，x選自c、n中的一種，r選自烷基。

12、優(yōu)選地，r1、ar1和ar2上的取代基中，烷基(包括直鏈、支鏈和環(huán)烷基)的碳原子數(shù)為1～6，烷氧基的碳原子數(shù)為1～6(烷氧基中的烷基包括直鏈、支鏈和環(huán)烷基)，鹵素為氟、氯、溴、碘。

13、優(yōu)選地，r中，烷基為直鏈烷基、支鏈烷基或環(huán)烷基，直鏈烷基的碳原子數(shù)為1～6，支鏈烷基的碳原子數(shù)為3～6，環(huán)烷基的碳原子數(shù)為3～8。

14、優(yōu)選地，所述異腈化合物的結(jié)構(gòu)式如下：

15、

16、所述烷基硼酸試劑的結(jié)構(gòu)式如下：

17、

18、所述氮雜芳烴類化合物的結(jié)構(gòu)式如下：

19、

20、式中，ar1和ar2上的取代基各自獨(dú)立選自h、me、meo、f、cl、cn中的一種或兩種，x選自c、n中的一種，r選自環(huán)己基、環(huán)戊基、正丁基中的一種。

21、優(yōu)選地，所述烷基硼酸試劑為鏈狀或者環(huán)狀中的一種。

22、優(yōu)選地，所述異腈化合物、烷基硼酸試劑、光敏劑、堿試劑的摩爾比為1:1～5:0.01～0.10:1～3。

23、優(yōu)選地，所述異腈化合物的濃度為50～100mm。

24、優(yōu)選地，所述光敏劑為3,6-二叔丁基-9-均三甲苯基-10-苯基吖啶高氯酸鹽、2,4,5,6-四(咔唑-9-基)-1,3-二氰基苯、2',4',5',7'-四溴3',6'-二羥基-3h-螺[異苯并呋喃-1,9'-氧雜蒽]-3-酮、2',4',5',7'-四溴-3-氧代-3h-螺環(huán)[異苯并呋喃-1,9'-氧雜蒽]-3',6'-雙(酚)二鈉鹽、二[2-(2,4-二氟苯基)-5-三氟甲基吡啶][2-2'-聯(lián)(4-叔丁基吡啶)]銥六氟磷酸鹽中的至少一種；

25、優(yōu)選地，所述堿試劑為碳酸鈉、醋酸鈉、碳酸鉀、碳酸銫、磷酸鉀、dbu、三乙胺中的至少一種；

26、優(yōu)選地，所述溶劑為四氫呋喃、乙腈、甲苯、二氯乙烷、甲醇、二甲基亞砜、二氧六環(huán)中的至少一種。

27、優(yōu)選地，所述可見光的波長(zhǎng)為380～525nm中的至少一種。

28、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述可見光的波段為380nm～390nm、440nm～445nm、450nm～455nm、515nm～525nm中的至少一種。

29、優(yōu)選地，所述反應(yīng)的溫度為10℃～80℃，反應(yīng)的時(shí)間為8h～18h。

30、優(yōu)選地，所述反應(yīng)在攪拌速度為300rpm～700rpm的條件下進(jìn)行。

31、優(yōu)選地，所述反應(yīng)結(jié)束后還對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行了分離和純化。

32、進(jìn)一步優(yōu)選地，所述分離和純化的具體操作為：將反應(yīng)液用乙酸乙酯進(jìn)行萃取、無水na2so4干燥、減壓蒸餾，取減壓蒸餾得到的粗產(chǎn)物進(jìn)行柱層析提純；

33、更優(yōu)選地，所述柱層析采用的洗脫液由石油醚和乙酸乙酯按照體積比3～50:1組成。

34、上述的制備方法制備的氮雜芳烴類化合物。

35、上述的氮雜芳烴類化合物在作為發(fā)光材料或制備成像試劑中的應(yīng)用，所述氮雜芳烴類化合物的結(jié)構(gòu)式如下(吲哚/吡咯并[1,2-a]喹喔啉化合物)：

36、

37、式中，ar1和ar2上的取代基各自獨(dú)立選自氫、烷基、烷氧基、鹵素、氰基中的一種或者兩種，x選自c、n中的一種，r選自烷基。

38、本發(fā)明的原理：在可見光照射下，堿與光催化劑的相互作用下，生成一種自由基陽離子的中間體，之后與烷基硼酸的相互作用下形成生成烷基自由基，之后與各種芳基異腈發(fā)生自由基串聯(lián)環(huán)化過程，并生成最終的氮雜芳烴類化合物。

39、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明合成了一系列含有不同取代基的氮雜芳烴類化合物和藥物分子。其合成方法具有原料易得、操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)溫和、底物適用性廣等優(yōu)點(diǎn)，并在有機(jī)發(fā)光材料和其他類似物的合成方面具有很好的應(yīng)用前景。

技術(shù)特征：

1.一種光催化合成氮雜芳烴類化合物的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述異腈化合物的結(jié)構(gòu)式如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述異腈化合物、烷基硼酸試劑、光敏劑、堿試劑的摩爾比為1:1～5:0.01～0.10:1～3；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述光敏劑為3,6-二叔丁基-9-均三甲苯基-10-苯基吖啶高氯酸鹽、2,4,5,6-四(咔唑-9-基)-1,3-二氰基苯、2',4',5',7'-四溴3',6'-二羥基-3h-螺[異苯并呋喃-1,9'-氧雜蒽]-3-酮、2',4',5',7'-四溴-3-氧代-3h-螺環(huán)[異苯并呋喃-1,9'-氧雜蒽]-3',6'-雙(酚)二鈉鹽、二[2-(2,4-二氟苯基)-5-三氟甲基吡啶][2-2'-聯(lián)(4-叔丁基吡啶)]銥六氟磷酸鹽中的至少一種；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述可見光的波長(zhǎng)為380～525nm中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)的溫度為10℃～80℃，反應(yīng)的時(shí)間為8h～18h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)在攪拌速度為300rpm～700rpm的條件下進(jìn)行；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述分離和純化的具體操作為：將反應(yīng)液用乙酸乙酯萃取、無水na2so4干燥、減壓蒸餾，取減壓蒸餾得到的粗產(chǎn)物進(jìn)行柱層析提純；

9.權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的制備方法制備的氮雜芳烴類化合物。

10.權(quán)利要求9所述的氮雜芳烴類化合物在作為發(fā)光材料或制備成像試劑中的應(yīng)用，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種光催化合成氮雜芳烴化合物的制備方法和應(yīng)用；本發(fā)明將異腈化合物、烷基硼酸試劑、光敏劑、堿試劑和溶劑混合，在可見光的照射下進(jìn)行反應(yīng)，得到氮雜芳烴化合物。本發(fā)明的合成方法具有原料易得、操作簡(jiǎn)單、反應(yīng)溫和、底物適用性廣等優(yōu)點(diǎn)，所得吲哚/吡咯并[1,2?a]喹喔啉類化合物具有熒光性能。

技術(shù)研發(fā)人員：伍婉卿,楊詩超,江煥峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華南理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2