铑(Ⅲ)催化咪唑并[1,2-α]吡啶的双腈基化反应

【摘要】：本论文研究了铑(Ⅲ)催化咪唑并[1,2-α]吡啶的双腈基化反应,合成了一系列双腈基咪唑并[1,2-α]吡啶类化合物。以咪唑并[1,2-α]吡啶类化合物作为反应底物,N-氰基-N-苯基对甲基苯磺酰胺(NCTS)作为腈源,二氯(五甲基环戊二烯基)合铑(Ⅲ)二聚体([Rh Cp*Cl2]2)和六氟锑酸银(Ag Sb F6)作为催化剂,碳酸氢钠(Na HCO3)作用下高选择性的一步合成了双腈基咪唑并[1,2-α]吡啶类化合物,并提出了该反应机理。主要研究内容如下:1.咪唑并[1,2-α]吡啶类化合物的合成以苯乙酮和2-氨基吡啶为起始原料,碘化锌、醋酸铜作为催化剂,在1,10-邻菲罗啉的作用下,以邻二氯苯作为溶剂,制备了咪唑并[1,2-α]吡啶类化合物。2.铑(Ⅲ)催化下一步合成双腈基咪唑并[1,2-α]吡啶化合物以2-苯基咪唑并[1,2-α]吡啶为底物,N-氰基-N-苯基对甲基苯磺酰胺(NCTS)为腈源,对双腈基化反应进行了条件筛选,得到优化的反应条件为:2-苯基咪唑并[1,2-α]吡啶0.1 mmol,NCTS 0.25 mmol,[Rh Cp*Cl2]2 0.005 mmol,Ag Sb F6 0.04mmol,Na HCO3 0.05 mmol,1,2-二氯乙烷1 m L,反应温度为120 oC,在35 m L高压管中反应24小时,以89%的収率得到双腈基咪唑并[1,2-α]吡啶。在优化的条件下对底物进行了拓展,不同取代的咪唑并[1,2-α]吡啶均能很好地实现双腈基化,底物的普适性较好(Scheme 1)。该反应放大到克级也能得到较好的收率。最后通过H-D交换、同位素效应等实验,对该反应提出了可能的反应机理。