铜催化喹啉类衍生物磺酸酯化反应的研究(2)
关于喹啉类衍生物的磺酸酯化反应的研究是目前合成和催化研究领域最重要的课题之一。当前大多数的制备反应是通过喹啉醇类化合物与磺酸类化合物的直接酯化反应，[2]并且技术已经比较成熟，但这个方法有比较明显的局限性，如反应容易带来副产物、产率不够高等。
N-喹啉氧化物作为常见的喹啉衍生物，其合成方法已经比较成熟，主要包括将喹啉与过氧化物（如过氧化苯甲酸、过乙酸等）发生氧化反应、高硼酸钠氧化液氧化、生物氧化以增加氧化剂的活性等途径。[3]同时生成的N-喹啉氧化物不仅具有较高的医药价值，更是合成其他喹啉衍生物的重要原料。已有不少研究者利用喹啉氮氧化物制备喹啉氨基磷酸酯类、喹啉膦酸酯类物质。[4]
而利用喹啉氮氧化物与磺酸类化合物酯化反应是当前制备喹啉磺酸酯类衍生物的新方法， 通过N-喹啉氧化物与磺酰氯在适宜条件下反应能使氧化物被还原，氧原子异位而生成磺酸酯类衍生物。[5]但目前研究仍然较少，主要原因是缺少适宜的反应条件和催化剂，以致产率不够理想。因而本实验力图通过对反应条件的筛选优化来提高产率，制得较为纯净的理想产物。
同时，利用过渡金属催化使C-H键活化来制备喹啉类衍生物使药物化学中的一种有效方法。其中典型的有钯系、铜系、钌系、铁系催化剂等。尽管这种方法极具前景，直到最近大量相关研究成果才相继出现。铜系催化剂虽然有铜盐溶解性差、反应温度高等局限性，但由于其廉价、易制备等优点，当其他类型催化剂出现无法控制的中毒和失活问题时，铜系催化剂是一种很好的选择。
以下将从过渡金属催化喹啉环C-H选择性功能化、喹啉N-氧化物的合成与应用、N-喹啉氧化物与磺酰氯的C-H活化反应这三个方面展开综述。
1.2 喹啉类衍生物的磺酸酯化反应的最新研究进展
1.2.1过渡金属催化喹啉环C-H选择性功能化
过渡金属具有多种氧化态，可以作为喹啉环C-H键活化的理想催化剂，其中钯系、铜系、钌系、铁系催化剂等在有机化学反应中比较典型并且广泛使用。由于喹啉环上C2位的选择性活化已经众所周知，本文主要关注除C2位的选择性反应外的，由过渡金属催化的喹啉环C-H活化反应。[6]这些反应可以分类为：在没有杂原子-金属配位的邻位效应下的C-H官能化(1)，喹啉C8原子官能化(2)，喹啉氮氧化物的官能化(3)，以及金属配位导向基的定位效应影响下的C-H官能化(4)，如下图 (Table 1) 所示。
Table 1 由过渡金属催化的喹啉环C-H活化反应
1.2.1.1在没有杂原子-金属配位的邻位效应影响下,喹啉的选择性C-H官能化(1)
先用过渡金属催化（杂）芳烃的C-H活化，再与C(sp2)−X亲电试剂反应 (其中X = 卤素、OR 等等)，是形成碳碳单键的有效方法。Yu等人和Sames等人各自报道了Pd催化的喹啉C3位[7]或C4位[8]的氧化芳基化反应。如(scheme 1)所示，在Yu给定的条件下,源^自#吹冰:文,论/文]网[www.chuibin.com，碘苯和喹啉反应生成3-苯基喹啉和C2位的同分异构体之比是3:1，然而，利用此法得到可观产量必须要消耗大量过量的喹啉。
Scheme 1 Yu的Pd催化喹啉C3或C4位的氧化芳基化反应方程式及机理[7]
Yu提出，由于反位效应，N,N-螯合试剂促进了含氮喹啉基底从Pd中心分离出来，从而形成π键状态。通过一个协同的金属化-去质子化(CMD)机理，这个η2-喹啉-Pd复合物发生C3位的C-H活化。Sames发现喹啉上的吸电子取代基可以增加C3或C4位的选择性(Scheme 2)。
Scheme 2 Sames的吸电子基促进喹啉C3或C4位的氧化芳基化反应方程式[8]
Cong和Zeng提出的铁催化的8-氨基喹啉衍生物的C4或C5位烯丙基化通常作为双齿定向取代基C-H活化/官能化协议。[9]特别是，在140 oC下FeCl3 (10 mol%)催化8-氨基喹啉酰胺和烯丙醇反应能产生可观产量的C5烯丙基化喹啉(Scheme 3)。
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