72914-19-3 / 4,4′-二叔丁基-2,2′-二吡啶的合成方法和應用舉例

背景及概述^[1]

4,4'-二叔丁基-2,2'-二吡啶是一種有機中間體，可由4-（叔丁基）-2-（叔丁基二甲基甲硅烷基）吡啶和2-溴-4-（叔丁基）吡啶通過Hiyama-Denmark交叉偶聯反應制備得到。

制備^[1]

通用步驟A：向裝有Teflon隔墊和磁力攪拌棒的10 mL小瓶中添加相應的雜環（0.5 mmol，1.0當量），相應的硅烷（2.5 mmol，5.0當量），Na₂S₂O₈（1.0mmol，2.0） ）和Ir（ppy）₂（dtbpy）PF₆（0.005 mmol，0.01當量）。將小瓶密封并置于大氣中，然后添加DMSO / DCE（1：1）（5 mL，0.1 M）。 將反應物置于2×23 W熒光燈之間（每個燈約5 cm）并照射24小時。將反應混合物用飽和NaHCO₃水溶液稀釋，用乙酸乙酯（3×20 mL）萃取，合并 有機萃取物用鹽水（30mL）洗滌，經無水Na₂SO₄干燥并真空濃縮。 通過使用指定的溶劑系統的硅膠快速色譜法純化粗產物，得到所需產物。

4-（叔丁基）-2-（叔丁基二甲基甲硅烷基）吡啶（3o）：按照通用方法A，4-（叔丁基）吡啶（0.5 mmol，1當量），叔丁基二甲基硅烷（290 mg ，2.5 mmol，5當量），Na₂S₂O₈（238 mg，1.0 mmol，2.0當量），Ir（ppy）₂（dtbpy）PF₆（4.6 mg，0.005 mmol，0.01當量）和5mL DMSO / DCE（1： 1）（0.1 M）被使用。 通過快速色譜法（2％乙酸乙酯/己烷）分離產物，為無色油狀物（90mg，72％）。¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ 8.66 (dd, J = 5.3,0.6 Hz, 1H), 7.47 (dd, J = 2.1, 0.7 Hz, 1H), 7.15 (dd, J = 5.3, 2.1 Hz, 1H), 1.28 (s, 9H), 0.89 (s, 9H),0.31 (s, 6H); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ 165.76, 156.84, 149.68, 126.81, 119.48, 34.36, 30.47,26.50, 16.82, -6.33. HRMS (ESI) Calcd. for C15H28NSi [(M+H)⁺] 250.1986, found 250.1993.

雜芳基硅烷產品的Hiyama-Denmark交叉偶聯的通用方法D：向裝有Teflon隔墊和磁力攪拌棒的10 mL小瓶中加入相應的芳基硅烷（0.5 mmol，1.0當量），相應的芳基碘化物或溴化物（1.0mmol，2當量），Pd（Ph₃P）₄（0.025mmol，0.05當量）和Ag₂O（0.5mmol，1當量）。 將小瓶密封并置于氮氣氣氛下，然后加入無水DMF（5mL，0.1M）和TBAF（0.25mL，0.5當量，1mmol / L的THF溶液）。 將反應在90℃下加熱4小時。將反應混合物用水稀釋，用乙酸乙酯（3×20mL）萃取，將合并的有機萃取物用鹽水（30mL）洗滌，用無水Na₂SO₄干燥并且在真空中濃縮。通過使用指定的溶劑系統的硅膠快速色譜法純化S35粗產物，得到所需產物。

4,4'-二叔丁基-2,2'-聯吡啶（15）：按照Hiyama-Denmark交叉偶聯的一般程序D，用4-（叔丁基）-2-（叔丁基二甲基甲硅烷基）吡啶3o和2-溴-4-（叔丁基）吡啶反應，粗混合物通過快速柱色譜法純化（50％乙酸乙酯/己烷），得到標題化合物，為白色固體（74mg，55％）。 ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃)δ 8.58 (dd, J = 5.3, 0.4 Hz, 2H), 8.40 (d, J = 1.4 Hz, 2H), 7.28 (dd, J = 5.2, 2.0 Hz, 2H), 1.36 (s, 19H);¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ 160.87, 156.44, 148.96, 120.64, 118.20, 34.90, 30.55. HRMS (ESI)Calcd. for C18H25N2 [(M+H)⁺] 269.2012, found 269.2015.

應用^[2-3]

應用一、

CN202010695785.4報道了一種苯并硼氮萘噻吩衍生物的合成方法，是以溴代硼氮萘、硫化物、催化劑等為原料，在90-140℃反應8-24h后，經濃縮、純化，得到苯并硼氮萘噻吩衍生物；溴代硼氮萘為硼氮萘單溴代物或雙溴代物；硫化物為S8、K2S、Na2S或KSCN；催化劑為醋酸鈀、二三苯基膦二氯化鈀、[1,1-雙(二苯基磷)二茂鐵]二氯化鈀、氯化烯丙基鈀(II)二聚物或碘化亞銅；配體為三苯基磷,2-(二叔丁基膦)聯苯、2,2'-二吡啶、4,4'-二叔丁基-2,2'-二吡啶或1,10-菲羅啉；堿性鹽為碳酸鈉、碳酸鉀、醋酸鉀或叔丁醇鈉。本發明方法具有反應條件溫和，原料適用范圍廣，反應專一，產率高，環境污染小等優點。

應用二、

CN201911243504.5報道了電化學條件下鎳催化C-3烷基取代喹喔啉酮的合成方法，屬于化合物的制備技術領域。該方法是在單室電解池中以2-羥基喹喔啉，N-羥基鄰苯二甲酰亞胺酯為原料，在電解液中，以六水合氯化鎳為催化劑，以4,4'-二叔丁基-2,2'-二吡啶為配體，在高氯酸鋰為支持電解質的條件下電解，反應溫度60℃，電流密度為8mA/cm2，反應3h可得到結構不同的C-3取代烷基化的喹喔啉酮類化合物。該方法反應溫和，使用廉價易得的鎳金屬催化劑，具有良好的官能團相容性。此外，這種電化學方法為各種烷基取代喹喔啉酮化合物的合成提供了一種綠色、有效的方法,有助于實現原子經濟性，使得成本大大降低，操作也變得更為簡單化，更有利于實現工業化生產。

參考文獻

[1] Shihui, Liu, Peng, et al. Photocatalytic C-H silylation of heteroarenes by using trialkylhydrosilanes.[J]. Chemical Science, 2019.

[2] CN202010695785.4一種苯并硼氮萘噻吩衍生物的合成方法

[3] CN201911243504.5電化學條件下鎳催化C-3烷基取代喹喔啉酮的合成方法