本發明涉及的是一種化工領域的技術，具體是一種路易斯酸催化環狀酰亞胺類化合物的硅氫化反應制備吡咯烷類化合物的合成方法。
背景技術：
吡咯烷類化合物是雜環化合物中的一種重要類型，普遍存在于一些天然產物、藥物中間體、藥物分子、功能材料中，因而吡咯烷類化合物的合成在有機合成方面具有重要的意義。
通過還原酰亞胺類化合物來合成吡咯烷類化合物是最直接的方法，目前制備吡咯烷類化合物的經典的還原方法是使用四氫鋁鋰、硼烷等化合物作為還原劑來實現。由于酰亞胺類化合物的還原存在多個中間體，使用這類還原劑導致副產物的形成，并且這類還原試劑的官能團兼容性差。同時因還原劑的活性較高，對水敏感等缺點，使該反應常常需要在嚴格控制在無水以及低溫的環境下進行，且反應的后處理步驟比較繁瑣。
技術實現要素：
本發明針對現有技術存在的上述不足，提出一種吡咯烷類化合物及其合成方法，從酰亞胺類化合物出發，利用簡單廉價的硅氫類化合物為還原劑、含硼化合物作為催化劑催化硅氫化還原環狀酰亞胺類化合物實現，其合成路線簡潔，條件溫和，適用于大規模量產。
本發明是通過以下技術方案實現的：
本發明涉及一種吡咯烷類化合物，其結構式為：或其中：
R1為含不同取代基芐基、烷烴、烯烴、炔基、芳基或含有各類官能團(氰基、鹵素、羰基、烷氧基、氨基、羥基)烷基鏈；
R2為鹵素、烷氧基、羰基、萘環、氨基或保護氨基；
R3為含不同取代基芐基、烷烴、烯烴、炔基、芳基或含有各類官能團(氰基、鹵素、羰基、烷氧基、氨基、羥基)烷基鏈；
R4為氫、環烷烴、降冰片烷、降冰片烯或六氫吡啶。
本發明涉及上述吡咯烷類化合物的合成方法，將溶解于有機溶劑中的環狀酰亞胺類化合物與作為還原劑的硅氫試劑和作為催化劑的路易斯酸混合，在回流的條件下制備得到芳香環以及脂肪環吡咯烷類化合物，其反應式如下：
所述的路易斯酸進一步優選為：三‐(五氟苯基)硼、苯硼酸、取代的苯硼酸或三氟化硼乙醚等。
所述的還原劑進一步優選為芳基三硅氫，烷基三硅氫、二芳基硅氫、二烷基硅氫、1,1,3,3‐四甲基二硅氧烷、PMHS(含氫硅油)或三芳基硅氫等。
所述的有機溶劑為甲苯、1,4‐二氧六環、1,2‐二氯乙烷或氯仿。
所述的環狀酰亞胺類化合物和硅氫試劑中氫的量的反應摩爾比為1/6‐1/4，催化劑的用量為環狀酰亞胺的0.1‐2.0mol％。
所述的回流是指，在110℃環境下回流反應，反應完成后加入水猝滅剩余的硅氫試劑，萃取有機層后濃縮，直接柱層析得到目標產物。
本發明涉及上述方法制備得到的吡咯烷類化合物的應用，將吡咯烷類化合物中的至少一個化合物用于莫西沙星、米格列奈鈣以及普環啶等的重要片段的制造。
技術效果
與現有技術相比，本發明以“高選擇性”為背景，利用溫和廉價的還原劑硅氫試劑，在路易斯酸催化劑的存在下，優選以常見的甲苯為溶劑，回流的情況下制備各種取代的吡咯烷類化合物。相比現有的制備工藝，本發明所用到的還原劑操作簡便，高選擇性，底物適用性廣，收率高。
具體實施方式
實施例1
本實施例涉及N‐芐基異吲哚啉的合成，其具體步驟如下：
在反應管中加入N‐芐基鄰苯二甲酰亞胺(237.3mg,1.0mmol)，B(C6F5)3(10.2mg,2.0mol％)，甲苯(2mL)攪拌溶解后緩慢在體系中加入硅氫試劑TMDS(335.8mg,2.5mmol)，將反應溫度升至110℃回流。反應完加入水猝滅剩余的硅氫試劑，萃取有機層后濃縮，直接柱層析得到目標產物，產率：95％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.44–7.42(m,2H),7.38–7.34(m,2H),7.31–7.26(m,1H),7.18(s,4H),3.94(s,4H),3.92(s,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ140.3,139.2,128.89,128.5,127.2,126.7,122.4,60.4,59.0.
實施例2
本實施例涉及N‐((4‐三氟甲基)芐基)異吲哚啉的合成，其具體步驟如下：
按照與實施例1相同的操作，得到目標化合物，產率：90％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.62–7.60(m,2H),7.55–7.53(m,2H),7.20(s,4H),3.97(s,2H),3.94(s,4H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ143.5,140.1,129.5(q,J＝32.1Hz),129.0,126.9,125.5(q,J＝3.7Hz),124.4(q,J＝270.1Hz),122.5,59.9,59.1.
實施例3
本實施例涉及2,6‐二芐基‐1,2,3,5,6,7‐六氫苯并聯吡咯的合成，其具體步驟如下：
按照與實施例1相同的操作，得到目標化合物，產率：90％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.41–7.39(m,4H),7.36–7.32(m,4H),7.29–7.27(m,2H),6.97(s,2H),3.89(s,4H),3.87(s,8H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ139.2,139.0,128.9,128.5,127.2,116.5,60.5,58.9.
實施例4
本實施例涉及N‐芐基‐2,3‐二氫‐苯并異吲哚的合成，其具體步驟如下：
按照與實施例1相同的操作，得到目標化合物，產率：89％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.81–7.79(m,2H),7.63(s,2H),7.49–7.39(m,6H),7.35–7.32(m,1H),4.06(s,4H),3.97(s,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ139.4,139.1,133.1,129.0,128.5,127.8,127.3,125.4,120.6,60.6,58.7.
實施例5
本實施例涉及N‐芐基‐4,7‐橋亞甲基‐全氫異吲哚的合成，其具體步驟如下：
按照與實施例1相同的操作，得到目標化合物，產率：94％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.36–7.28(m,4H),7.24–7.21(m,1H),3.52(s,2H),2.76(d,J＝10.0Hz,2H),2.35–2.34(m,2H),2.11(s,2H),2.02–1.98(m,2H),1.77–1.75(m,2H),1.41–1.33(m,2H),1.26–1.24(m,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ140.5,128.5,128.2,126.7,60.7,55.4,44.1,42.3,41.4,24.1.
實施例6
本實施例涉及N‐芐基全氫異吲哚的合成，其具體步驟如下：
按照與實施例1相同的操作，得到目標化合物，產率：90％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.38–7.32(m,4H),7.29–7.24(m,1H),3.76(s,2H),2.83–2.79(m,2H),2.57–2.53(m,2H),2.21–2.15(m,2H),1.60–1.46(m,6H),1.38–1.30(m,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ139.9,128.8,128.3,126.9,61.4,58.4,37.3,27.0,23.0.
實施例7
本實施例涉及N‐芐基吡咯烷的合成，其具體步驟如下：
按照與實施例1相同的操作，得到目標化合物，產率：82％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.35–7.23(m,5H),3.65(s,2H),2.55–2.53(m,4H),1.82–1.78(m,4H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ139.2,129.0,128.3,127.0,60.8,54.2,23.5.
實施例8
本實施例涉及6‐芐基八氫吡咯并[3,4‐B]吡啶的合成，其具體步驟如下：
按照與實施例1相同的操作，得到目標化合物，產率：85％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.34–7.29(m,4H),7.27–7.22(m,1H),3.82–3.69(m,2H),3.28–3.26(m,1H),3.04–3.00(m,1H),2.87–2.84(m,1H),2.80–2.75(m,1H),2.71–2.55(m,3H),2.29–2.21(m,1H),1.69–1.64(m,2H),1.52–1.43(m,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ139.0,128.7,128.2,126.9,60.5,59.8,56.1,55.0,43.8,36.2,23.9,21.4.
上述具體實施可由本領域技術人員在不背離本發明原理和宗旨的前提下以不同的方式對其進行局部調整，本發明的保護范圍以權利要求書為準且不由上述具體實施所限，在其范圍內的各個實現方案均受本發明之約束。