CN103664963B - 一种喹唑啉酮并吲唑衍生物的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种喹唑啉酮并吲唑衍生物的合成方法,所述合成方法以钯化合物作为催化剂,在碱和分子筛存在下,于氧气氛围中,2-芳基-3-芳氨基喹唑啉酮衍生物发生分子内脱氢偶联反应,从而得到了结构多样化的喹唑啉酮并吲唑衍生物。所述方法通过催化剂、碱和分子筛的协同使用而克服了现有技术中必须使用卤代化物作为反应底物的缺陷,实现了一锅法高效合成喹唑啉酮并吲唑衍生物的反应,具有高效、环境友好、收率和纯度高等诸多优点,拓宽了过渡金属催化脱氢偶联反应的应用范围,丰富了喹唑啉酮并吲唑衍生物的合成方法与路径,具有很高的理论研究价值和应用价值。
Description
技术领域
本发明提供了一种喹唑啉酮并吲唑衍生物的合成方法,更具体而言,提供了一种吲唑[3,2-b]喹唑啉酮的合成方法,属于有机化学合成领域。
背景技术
喹唑啉酮衍生物作为一类非常重要的含氮杂环化合物,被广泛应用于医药、农业、化工等行业。目前,许多喹唑啉酮类药物已广泛应用于现实生活中,如抗高血压药哌唑嗪、利尿药甲苯喹唑酮等。
除医药方面的应用外,喹唑啉酮类衍生物在农业方面也有重要作用,可用作杀菌剂,除草剂等。例如,目前已有高效杀螨剂Fenazaquin作为农用杀菌剂被推向市场,而将喹唑啉酮杂环骨架改造后可用于制作除草剂,如优秀的商品化除草剂灭草松即是由硫代替喹唑啉酮杂环骨架的2-位骨架的碳合成而制得。
除上述应用外,喹唑啉酮类衍生物还可用作有机荧光剂、作为添加剂可以使液体石蜡的抗磨减摩性能大幅度提高,另外其在电镀、金属提取以及冶炼等行业的应用也极为广泛。
由此可见,喹唑啉酮衍生物具有较广阔的应用前景。正是由于它们的优异性能和巨大潜力,科学家们对其合成进行了大量的研究,在近年来开发了多种合成方法和路线。
喹唑啉酮并吲唑作为一类新型的多环含氮杂环化合物,具有对磷酸二酯酶-4抑制作用的特性,也引起了研究者的强烈关注,并研发出了多种合成方法。
K.Siva Kumar等人(“A new cascade reaction:concurrentconstruction of six and five membered rings leading to novel fusedquinazolinones”,Organic&Biomolecular Chemistry,2012,10,3098-3103)中公开了靛红酸酐类化合物与R-NH-NH2反应而制得喹唑啉酮苯并吲哚类化合物,其中使用Pd(PPh3)为催化剂,BINAP为配体。
Dong-Sheng Chen等人(“Copper(I)-catalyzed synthesis of5-aryli–dazolo[3,2-b]quinazolin-7(5H)-one via Ullman-type reaction”,TheJournal Organic Chemistry,2013,78,5700-5704)公开了以2-氨基-N’-芳基苯酰肼和o-卤代苯甲醛在CuBr和碳酸铯存在下发生反应,得到5-芳基吲唑并[3,2-b]喹唑啉-7-(5H)-酮。
Weiguang,Yang等人(“Copper-catalyzed intramolecular C-N bondformation reaction of3-amino-2-(2-bromophenyl)dihydroquinazolinon–es:synthesis of indazolo[3,2-b]quinazolinones”,Tetrahedron,2013,69,9852-9856)公开了3-氨基-2-(2-溴苯基)二氢喹唑啉酮以铜化合物/L-脯氨酸为催化剂,在碳酸铯存在下于氮气气氛中发生反应,而得到喹唑啉酮并吲唑化合物。
但这些方法均使用卤化合物为底物进行偶联反应,同时使用Cu化合物或金属络合物作为催化剂。而众所周知,卤化物的使用已经对环境污染造成了极大的破坏。
因此,发展一种更为高效、对环境更为友好的合成喹唑啉酮并吲唑衍生物的方法仍是非常有必要的,这也正是本发明得以完成的基础和动力所在。
发明内容
为了克服上述所指出的诸多缺陷,寻求合成喹唑啉酮并吲唑衍生物的全新和简单方法,本发明人进行了深入的研究,在付出了大量的创造性劳动后,从而完成了本发明。
具体而言,本发明的技术方案和内容涉及下式(I)所示的喹唑啉酮并吲唑衍生物的合成方法,所述方法为:以钯化合物作为催化剂,在碱和分子筛存在下,于氧气氛围中,式(II)化合物发生分子内脱氢偶联反应,从而得到式(I)衍生物:
其中:
Ar为如下基团:
R1、R2、R3各自独立地选自H、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C1-C6烷氧基、卤素、卤代C1-C6烷基、卤代C1-C6烷氧基。
在本发明的所述合成方法中,除非另有规定,自始至终,C1-C6烷基的含义是指具有1-6个碳原子的直链或支链烷基,其包括了C1烷基、C2烷基、C3烷基、C4烷基、C5烷基或C6烷基,非限定性地例如可为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基或正己基等。
在本发明的所述合成方法中,除非另有规定,自始至终,C2-C6烯基的含义是指具有2-6个碳原子的直链或支链烯基,例如乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、1-戊烯基、1-己烯基等。
在本发明的所述合成方法中,除非另有规定,自始至终,C1-C6烷氧基是指上述定义的“C1-C6烷基”与O原子相连后的基团。
在本发明的所述合成方法中,除非另有规定,自始至终,卤素的含义是指卤族元素,非限定地例如可为F、Cl、Br或I。
在本发明的所述合成方法中,除非另有规定,自始至终,卤代C1-C6烷基的含义是指被卤素取代的上述定义的“C1-C6烷基”,非限定性地例如为三氟甲基、五氟乙基、二氟甲基、氯甲基等。
在本发明的所述合成方法中,除非另有规定,自始至终,卤代C1-C6烷氧基的含义是指被卤素取代的上述定义的“C1-C6烷氧基”,非限定性地例如为三氟甲氧基、五氟乙氧基、二氟甲氧基、氯甲氧基等。
在本发明的所述合成方法中,Ar基团中的“*”表示与N相连。
在本发明的所述合成方法中,作为一种例举,R1可为H、甲基。
在本发明的所述合成方法中,作为一种例举,R2可为H、甲基、F、Cl或Br。
在本发明的所述合成方法中,作为一种例举,R3可为H、甲基或三氟甲基。
在本发明的所述合成方法中,作为催化剂的所述钯化合物为无机钯化合物、有机钯化合物或两者的混合物。
其中,所述无机钯化合物可为PdCl2、Na2PdCl4、Pd(NH3)4Cl2中的任何一种或任何多种的混合物。
其中,所述有机钯化合物可为Pd(OAc)2、Pd(PPh3)4、PdCl2(dppf)、Pd(acac)2、dppePdCl2、Na2PdCl2、PdCl2(CH3CN)2、PdCl2(PPh3)2、Pd(NH3)4Cl2、PdCl2(cod)中的任何一种或任何多种的混合物。
作为催化剂的所述钯化合物最优选为Pd(OAc)2。
在本发明的所述合成方法中,所述碱为碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐、碱金属磷酸盐、碱金属醇盐、碱金属氢氧化物或碱金属有机酸盐。
作为一种例举,所述碱可为Li2CO3、Na2CO3、K2CO3、Cs2CO3、NaOH、KOH、LiOH、K3PO4、Na3PO4、NaHCO3、KHCO3、甲酸钠、甲酸钾、乙酸钠、乙酸钾、乙醇钠、乙醇钾、叔丁醇钠、叔丁醇钾中的任何一种或任何多种的混合物。
所述碱优选为Na2CO3、K2CO3、Cs2CO3、NaHCO3、乙酸钠中的任何一种或任何多种的混合物,最优选为NaHCO3。
在本发明的所述合成方法中,所述分子筛为3A分子筛、4A分子筛或5A分子筛中的任何一种或任何多种的混合物。
在本发明的所述合成方法中,式(II)化合物与催化剂(即钯化合物)的摩尔比为1:0.01-0.1,非限定性地例如可为1:0.01、1:0.03、1:0.05、1:0.07、1:0.09或1:0.1。
在本发明的所述合成方法中,式(II)化合物与碱的摩尔比为1:0.5-1.5,非限定性地例如可为1:0.5、1:0.8、1:1、1:1.2、1:1.4或1:1.5。
在本发明的所述合成方法中,式(II)化合物以毫摩尔(mmol)计与分子筛以质量克(g)计的比为1:0.1-0.5,或者说式(II)化合物与分子筛以毫摩尔(mmol)/质量克(g)为1:0.1-0.5(这两种说法的含义均为每1毫摩尔式(II)化合物使用0.1-0.5克的分子筛),非限定性地例如可为1:0.1、1:0.2、1:0.3、1:0.4或1:0.5。
在本发明的所述合成方法中,反应温度为80-150℃,非限定性地例如可为80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃或150℃。
在本发明的所述合成方法中,反应时间并无特别的限定,例如可通过液相色谱或TLC检测原料的残留量多少而确定合适的反应时间,其通常为15-40小时,非限定性地例如为15小时、20小时、25小时、30小时、35小时或40小时。
在本发明的所述合成方法中,所述反应可在有机溶剂中进行,所述溶剂的种类并没有特别的限定,例如可选自四氢呋喃(THF)、2-甲基四氢呋喃、乙醇、甲醇、正丙醇、乙醚、乙酸乙酯、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、甲苯、乙苯等中的任何一种或任何多种的混合物。
在本发明的所述合成方法中,反应结束后的后处理可为结晶、重结晶、柱色谱提纯、萃取等中的任何一种处理手段或多种处理手段的组合。作为一种例举性的后处理手段,例如可为:反应完全后,将反应体系冷却至室温,加入水和二氯甲烷萃取1-3次,其中水与二氯甲烷的体积比可为2-5:1,收集下层液体,用无水Na2SO4干燥,干燥后用旋转蒸发仪蒸除二氯甲烷,残留物过300-400目硅胶柱,以乙酸乙酯/石油醚为洗脱剂,其中乙酸乙酯与石油醚的体积比1:5-15,从而得到目标产物式(I)化合物。
在本发明的所述合成方法中,作为起始反应物的式(II)化合物,可商业购得,或由包括如下步骤的方法合成:
(1).在碱存在下,式(V)化合物与式(VI)化合物在溶剂中于冰水浴中反应5-30分钟,然后升至室温并继续搅拌反应10-30小时,反应结束后经后处理得到式(III)化合物,
(2).在乙酸存在下,式(III)化合物与式(IV)化合物在140-180℃下回流反应10-30小时,结束后经后处理得到式(II)化合物,
ArNHNH2
(IV)
其中,R1、R2和Ar的定义如上。
其中,在步骤(1)中,式(V)化合物与式(VI)化合物的摩尔比为1:1.5-4,例如可为1:1.5、1:2、1:2.5、1:3、1:3.5或1:4。
其中,在步骤(1)中,所述溶剂为THF、2-甲基四氢呋喃、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、四氯化碳中的任何一种或任何多种的混合物。
其中,在步骤(1)中,所述后处理具体为:加入水析出固体,过滤,将固体用质量百分浓度30-60%的醇水溶液冲洗,然后干燥,得到产物式(III)化合物,所述醇水溶液例如可为甲醇水溶液、乙醇水溶液、正丙醇水溶液等。
其中,在步骤(2)中,式(III)与式(IV)的摩尔比为1:0.5-1.5,例如为1:0.5、1:1或1:1.5。
其中,在步骤(2)中,所述后处理具体为:冷却至室温后加入水,静置沉淀至溶液澄清,过滤,将沉淀物加入乙醇中进行重结晶,过滤,乙醇冲洗,干燥收集得到产物式(II)化合物。
综上所述,本发明使用钯化合物作为催化剂,在碱和分子筛存在下,于氧气氛围中,式(II)化合物发生分子内脱氢偶联反应,从而得到式(I)衍生物。所述方法由于使用了特定的反应体系,而可以直接使用非卤代化合物作为反应底物,避免了现有技术中卤代化合物的使用,具有后处理简单、收率高、纯度高等诸多优点,以及由于不使用卤代底物而保护了环境、减少了三废,更具有绿色前景和工业应用价值,为该类化合物的制备提供了新的合成路线。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明,但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明,并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定,更非将本发明的保护范围局限于此。
制备例1:2-苯基-3-(苯氨基)喹唑啉-4(3H)-酮
(1).取10mmol邻氨基苯甲酸和20mmol碳酸钠加入到100mL的圆底烧瓶中,然后加入20mL THF,置于冰水浴中搅拌,加入25mmol苯甲酰氯,搅拌反应15分钟,然后升至室温并继续搅拌反应过夜,反应结束后加入水析出固体,过滤,将固体用质量百分浓度为50%的甲醇水溶液冲洗,干燥得到产物(式(III)化合物),产率60%,其熔点为104-105℃。其反应式如下:
(2).取2mmol上步所得式(III)化合物和20mL乙酸加入到100mL圆底烧瓶中,然后加入2.5mmol苯肼,160℃回流过夜,冷却加入30mL水,静置沉淀至溶液澄清,把溶液倒掉,沉淀加入乙醇重结晶,过滤,乙醇冲洗,干燥得到为白色固体的产物2-苯基-3-(苯氨基)喹唑啉-4(3H)-酮(式(II)化合物),产率55%。其反应式如下:
熔点:179-180℃;
核磁共振:1HNMR(500Mz,DMSO-d6)δ9.10(s,1H),8.15(dd,J=8.0,1.0Hz,1H),7.93-7.90(m,1H),7.81(d,J=7.5Hz,1H),7.76-7.74(m,2H),7.61-7.57(m,1H),7.46-7.39(m,3H),7.11(dd,J=8.0,7.5Hz,2H),6.76(t,J=7.5Hz,1H),6.59(d,J=8.0Hz,2H);
13CNMR(125Mz,DMSO-d6)δ160.6,157.6,147.1,146.8,135.0,134.2,129.8,129.0(2C),128.9(2C),127.8,127.5(2C),127.2,126.3,121.3,120.0,112.4(2C)。
制备例2:2-苯基-3-(对甲苯氨基)喹唑啉-4(3H)-酮
取2mmol制备例1步骤(1)所得式(III)化合物和15mL乙酸加入到100mL圆底烧瓶中,然后加入1.5mmol的对甲基苯肼,140℃回流过夜,冷却加入25mL水,静置沉淀至溶液澄清,把溶液倒掉,沉淀加入乙醇重结晶,过滤,乙醇冲洗,干燥得到为白色固体的产物2-苯基-3-(对甲苯氨基)喹唑啉-4(3H)-酮(式(II)化合物),产率60%。其反应式如下:
熔点:181-182℃;
核磁共振:1HNMR(500Mz,DMSO-d6)δ8.94(s,1H),8.14(d,J=8.0Hz,1H),7.93-7.90(m,1H),7.80(d,J=8.0Hz,1H),7.75-7.73(m,2H),7.60-7.57(m,1H),7.46-7.39(m,3H),6.92(d,J=8.5Hz,2H),6.49(d,J=8.5Hz,2H),2.14(s,3H)。
13CNMR(125Mz,DMSO-d6)δ160.6,157.5,146.8,144.7,134.9,134.3,129.7,129.4(2C),128.9(2C),128.7,127.7,127.4(2C),127.1,126.2,121.3,112.5(2C),20.0。
制备例3:2-苯基-3-(对三氟甲苯氨基)喹唑啉-4(3H)-酮
除将其中的对甲基苯肼替换为对三氟甲基苯肼外,以与制备例2的相同方式实施了本制备例3,得到为白色固体的产物2-苯基-3-(对三氟甲苯氨基)喹唑啉-4(3H)-酮(式(II)化合物),产率62%。其结构式如下:
其熔点和核磁如下:
熔点:211-212℃;
核磁共振:1HNMR(500Mz,DMSO-d6)δ9.64(s,1H),8.17(d,J=8.0,1.0Hz,1H),7.95-7.92(m,1H),7.82(d,J=8.0Hz,1H),7.72-7.71(m,2H),7.63-7.60(m,1H),7.48-7.41(m,5H),6.78(d,J=8.5Hz,2H)。
13CNMR(125Mz,DMSO-d6)δ160.3,157.1,150.2,146.7,135.1,133.9,129.9,128.7(2C),127.8,127.6(2C),127.3,126.3(2C),123.5,120.1,119.8,119.5,112.1(2C)。
制备例4:2-苯基-3-(对氟苯氨基)喹唑啉-4(3H)-酮
除将其中的对甲基苯肼替换为对氟苯肼外,以与制备例2的相同方式实施了本制备例4,得到为白色固体的产物2-苯基-3-(对氟苯氨基)喹唑啉-4(3H)-酮(式(II)化合物),产率57%。其结构式如下:
其熔点和核磁数据如下:
熔点:182-183℃;
核磁共振:1HNMR(500Mz,DMSO-d6)δ9.07(s,1H),8.14(d,J=8.0Hz,1H),7.93-7.90(m,1H),7.80(d,J=8.0Hz,1H),7.74-7.72(m,2H),7.61-7.58(m,1H),7.47-7.40(m,3H),6.97-6.93(m,2H),6.64-6.62(m,2H)。
13CNMR(125Mz,DMSO-d6)δ160.6,157.4,157.3,146.8,143.5,134.9,134.2,129.7,128.8(2C),127.7,127.1,126.2(2C),121.3,115.4,113.8(2C),99.5(2C)。
制备例5:6-甲基-2-苯基-3-(苯氨基)喹唑啉-4(3H)-酮
(1).取10mmol2-氨基-5-甲基苯甲酸和25mmol碳酸钠加入到100mL的圆底烧瓶中,然后加入20mL丙酮,置于冰水浴中搅拌,加入35mmol苯甲酰氯,搅拌反应30分钟,然后升至室温并继续搅拌反应30小时,反应结束后加入水析出固体,过滤,将固体用质量百分浓度为40%的乙醇水溶液冲洗,干燥得到产物(式(III)化合物),产率70%,熔点为120.6-122.5℃。其反应式如下:
(2).取2mmol上步所得式(III)化合物和25mL乙酸加入到100mL圆底烧瓶中,然后加入3mmol的苯肼,180℃回流反应30小时,冷却加入40mL水,静置沉淀至溶液澄清,把溶液倒掉,沉淀加入乙醇重结晶,过滤,乙醇冲洗,干燥得到为白色固体的产物6-甲基-2-苯基-3-(苯氨基)喹唑啉-4(3H)-酮(式(II)化合物),产率50%。其反应式
如下:
熔点:168-169℃;
核磁共振:1HNMR(500Mz,DMSO-d6)δ9.09(s,1H),7.94(s,1H),7.74-7.70(m,4H),7.45-7.39(m,3H),7.11(dd,J=8.0,7.5Hz,2H),6.75(t,J=7.5Hz,1H),6.56(d,J=8.0Hz,2H),2.48(s,3H)。
13CNMR(125Mz,DMSO-d6)δ160.5,156.6,147.0,144.8,137.0,136.2,134.3,129.6,128.9(2C),128.8(2C),127.6,127.4(2C),125.5,121.0,119.9,112.3(2C),20.8。
制备例6:2-(4-氟苯基)-3-(苯氨基)喹唑啉-4(3H)-酮
(1).取10mmol邻氨基苯甲酸和15mmol碳酸钠加入到100mL的圆底烧瓶中,然后加入20mL乙酸乙酯,置于冰水浴中搅拌,加入30mmol对氟苯甲酰氯,搅拌反应15分钟,然后升至室温并继续搅拌反应15小时,反应结束后加入水析出固体,过滤,将固体用质量百分浓度为60%的正丙醇水溶液冲洗,干燥得到产物(式(III)化合物),熔点180-181℃,产率65%。其反应式如下:
(2).取2mmol上步所得式(III)化合物和20mL乙酸加入到100mL圆底烧瓶中,然后加入3mmol苯肼,140℃回流反应20小时,冷却加入30mL水,静置沉淀至溶液澄清,把溶液倒掉,沉淀加入乙醇重结晶,过滤,乙醇冲洗,干燥得到为白色固体的产物2-苯基-3-(苯氨基)喹唑啉-4(3H)-酮(式(II)化合物),产率55%。其反应式如下
熔点:169-170℃;
核磁共振:1HNMR(500Mz,DMSO-d6)δ9.10(s,1H),8.14(d,J=8.0Hz,1H),7.94-7.90(m,1H),7.84-7.80(m,3H),7.61-7.58(m,1H),7.28-7.25(m,2H),7.12(dd,J=8.0,7.5Hz,2H),6.77(t,J=7.5Hz,1H),6.56(d,J=8.0Hz,2H)。
13CNMR(125Mz,DMSO-d6)δ163.8,161.8,160.5,156.5,146.9,146.7,135.0,131.5,129.0(2C),127.7,127.2(2C),126.2,120.1,114.6,114.4(2C),112.4(2C)。
制备例7:2-(4-甲苯基)-3-(苯氨基)喹唑啉-4(3H)-酮
除将步骤(1)中的对氟苯甲酰氯替换为对甲基苯甲酰氯外,以与制备例6的相同方式实施了本制备例7,得到为白色固体的产物2-(4-甲苯基)-3-(苯氨基)喹唑啉-4(3H)-酮(式(II)化合物),产率51%,其结构式如下:
其熔点和核磁如下:
熔点:158-159℃;
核磁共振:1HNMR(500Mz,DMSO-d6)δ9.09(s,1H),8.13(d,J=8.0Hz,1H),7.92-7.89(m,1H),7.79(d,J=8.0Hz,1H),7.66(d,J=6.0Hz,2H),7.59-7.56(m,1H),7.21(d,J=8.0Hz,2H),7.11(dd,J=8.0,7.0Hz,2H),6.75(t,J=7.0Hz,1H),6.56(d,J=8.0Hz,2H),2.32(s,3H)。
13CNMR(125Mz,DMSO-d6)δ160.6,157.5,147.0,146.8,139.6,139.6,134.9,131.3,129.0(2C),128.9(2C),128.0(2C),127.6,127.0,126.2,121.2,119.9,112.3,20.8。
制备例8:2-(4-氯苯基)-3-(苯氨基)喹唑啉-4(3H)-酮
除将步骤(1)中的对氟苯甲酰氯替换为对氯苯甲酰氯外,以与制备例6的相同方式实施了本制备例8,得到为白色固体的产物2-(4-氯苯基)-3-(苯氨基)喹唑啉-4(3H)-酮(式(II)化合物),产率54%,其结构式如下:
其熔点和核磁如下:
熔点:184-185℃;
核磁共振:1HNMR(500Mz,DMSO-d6)δ9.10(s,1H),8.15(dd,J=7.0,1.0Hz,1H),7.94-7.91(m,1H),7.82-7.78(m,3H),7.62-7.59(m,1H),7.50(d,J=8.5Hz,2H),7.12(dd,J=8.0,7.5Hz,2H),6.77(t,J=7.5Hz,1H),6.60(d,J=8.0Hz,2H)。
13CNMR(125Mz,DMSO-d6)δ160.4,156.4,146.8,146.6,139.0,134.7,133.0,130.8(2C),129.0(2C),127.7,127.6(2C),127.3,126.3,121.3,120.1,112.4(2C)。
实施例1:5-苯基吲唑[3,2-b]喹唑啉-7(5H)-酮
将50ml溶剂THF加入到反应容器中,然后加入10mmol(II)化合物、0.1mmol Pd(OAc)2、5mmol NaHCO3和1g4A分子筛,通入氧气,在氧气氛围中于80℃下反应40小时。
反应完全后,将反应体系冷却至室温,加入水和二氯甲烷萃取2次,其中水与二氯甲烷的体积比为2:1,收集下层液体,用无水Na2SO4干燥,干燥后用旋转蒸发仪蒸除二氯甲烷,残留物过300-400目硅胶柱,以乙酸乙酯/石油醚为洗脱剂,其中乙酸乙酯与石油醚的体积比1:5,从而得到为淡黄色固体的目标产物式(I)化合物5-苯基吲唑[3,2-b]喹唑啉-7(5H)-酮。产率为93.6%,纯度为99.1%(HPLC)
熔点:230-231℃;
核磁共振:1HNMR(500Mz,CDCl3)δ8.34-8.32(m,1H),8.29(d,J=8.0Hz,1H),7.91(d,J=8.5Hz,1H),7.83-7.80(m,1H),7.63-7.60(m,1H),7.50-7.35(m,7H),7.21(d,J=8.5Hz,1H)。
13CNMR(125Mz,CDCl3)δ156.5,149.2,148.8,148.3,141.9,134.1,133.5,129.6(2C),128.7,127.1,126.8,125.5,124.7(2C),124.4,123.4,119.9,118.9,112.5。
实施例2:5-对甲苯基吲唑[3,2-b]喹唑啉-7(5H)-酮
将50ml溶剂DMF加入到反应容器中,然后加入10mmol(II)化合物、0.5mmol Pd(OAc)2、10mmol NaHCO3和2g3A分子筛,通入氧气,在氧气氛围中于100℃下反应30小时。
反应完全后,将反应体系冷却至室温,加入水和二氯甲烷萃取3次,其中水与二氯甲烷的体积比为3:1,收集下层液体,用无水Na2SO4干燥,干燥后用旋转蒸发仪蒸除二氯甲烷,残留物过300-400目硅胶柱,以乙酸乙酯/石油醚为洗脱剂,其中乙酸乙酯与石油醚的体积比1:8,从而得到为淡黄色固体的目标产物式(I)化合物5-对甲苯基吲唑[3,2-b]喹唑啉-7(5H)-酮。产率为93.5%,纯度为98.3%(HPLC)
熔点:184-185℃;
核磁共振:1HNMR(500Mz,CDCl3)δ8.34-8.32(m,1H),8.28(d,J=7.5Hz,1H),7.91(d,J=8.0Hz,1H),7.83-7.79(m,1H),7.63-7.59(m,1H),7.47-7.39(m,2H),7.28-7.24(m,4H),7.18(d,J=8.0Hz,1H),2.40(s,3H)。
13CNMR(125Mz,CDCl3)δ156.5,149.4,148.7,148.3,139.3,138.8,134.1,135.5,130.3(2C),127.0,126.8,125.4,124.7(2C),124.3,123.3,119.9,118.8,112.5,21.4。
实施例3:5-对三氟甲苯基吲唑[3,2-b]喹唑啉-7(5H)-酮
将50ml溶剂DMSO加入到反应容器中,然后加入10mmol(II)化合物、1mmol Pd(OAc)2、15mmol NaHCO3和3g5A分子筛,通入氧气,在氧气氛围中于120℃下反应25小时。
反应完全后,将反应体系冷却至室温,加入水和二氯甲烷萃取2次,其中水与二氯甲烷的体积比为4:1,收集下层液体,用无水Na2SO4干燥,干燥后用旋转蒸发仪蒸除二氯甲烷,残留物过300-400目硅胶柱,以乙酸乙酯/石油醚为洗脱剂,其中乙酸乙酯与石油醚的体积比1:12,从而得到为淡黄色固体的目标产物式(I)化合物5-三氟甲苯基吲唑[3,2-b]喹唑啉-7(5H)-酮。产率为80.9%,纯度为98.7%(HPLC)
熔点:214-215℃;
核磁共振:1HNMR(500Mz,DMSO-d6)δ8.27(d,J=8.0Hz,1H),8.19(d,J=8.0Hz,1H),7.94-7.90(m,2H),7.86(d,J=8.5Hz,2H),7.79-7.74(m,3H),7.57-7.52(m,2H),7.49(d,J=8.0Hz,1H)。
13CNMR(125Mz,DMSO-d6)δ155.3,148.2,147.7,147.4,144.9,134.2,133.9,128.0,126.9(2C),126.4,126.3,126.0,125.5,125.1,124.3(2C),123.1,119.4,118.6,112.2。
实施例4:5-对氟苯基吲唑[3,2-b]喹唑啉-7(5H)-酮
将50ml溶剂乙酸乙酯加入到反应容器中,然后加入10mmol(II)化合物、0.3mmol Pd(OAc)2、12mmol NaHCO3和4g3A分子筛,通入氧气,在氧气氛围中于140℃下反应20小时。
反应完全后,将反应体系冷却至室温,加入水和二氯甲烷萃取2次,其中水与二氯甲烷的体积比为2:1,收集下层液体,用无水Na2SO4干燥,干燥后用旋转蒸发仪蒸除二氯甲烷,残留物过300-400目硅胶柱,以乙酸乙酯/石油醚为洗脱剂,其中乙酸乙酯与石油醚的体积比1:15,从而得到为淡黄色固体的目标产物式(I)化合物5-对氟苯基吲唑[3,2-b]喹唑啉-7(5H)-酮。产率为90.5%,纯度为98.8%(HPLC)
熔点:197-198℃;
核磁共振:1HNMR(500Mz,DMSO-d6)δ8.25(d,J=7.5Hz,1H),8.17(d,J=8.0Hz,1H),7.92-7.88(m,2H),7.77-7.74(m,1H),7.57-7.49(m,4H),7.33-7.30(m,3H)。
13CNMR(125Mz,DMSO-d6)δ162.2,160.2,155.3,148.8,147.6,137.9,134.0,133.8,126.9,125.9,125.3,124.6,122.9(2C),119.4,118.3,116.1,115.9,112.3(2C)。
实施例5:9-甲基-5-苯基吲唑[3,2-b]喹唑啉-7(5H)-酮
将50ml溶剂乙醇加入到反应容器中,然后加入10mmol(II)化合物、0.8mmol Pd(OAc)2、8mmol NaHCO3和5g4A分子筛,通入氧气,在氧气氛围中于150℃下反应15小时。
反应完全后,将反应体系冷却至室温,加入水和二氯甲烷萃取3次,其中水与二氯甲烷的体积比为5:1,收集下层液体,用无水Na2SO4干燥,干燥后用旋转蒸发仪蒸除二氯甲烷,残留物过300-400目硅胶柱,以乙酸乙酯/石油醚为洗脱剂,其中乙酸乙酯与石油醚的体积比1:10,从而得到为淡黄色固体的目标产物式(I)化合物9-甲基-5-苯基吲唑[3,2-b]喹唑啉-7(5H)-酮。产率为79.7%,纯度为98.0%(HPLC)
熔点:241-242℃;
核磁共振:1HNMR(500Mz,CDCl3)δ8.27(d,J=7.5Hz,1H),8.11(s,1H),7.82(d,J=8.5Hz,1H),7.65-7.59(m,2H),7.49-7.34(m,6H),7.22-7.20(m,1H),2.50(s,3H)。
13CNMR(125Mz,CDCl3)δ156.4,149.2,147.8,146.8,142.1,135.8,135.7,133.3(2C),129.6,128.6,126.9,126.1,124.5(2C),124.4,123.2,119.7,119.1,112.5,21.5。
实施例6:3-氟-5-苯基吲唑[3,2-b]喹唑啉-7(5H)-酮
将50ml溶剂二氯甲烷加入到反应容器中,然后加入10mmol(II)化合物、1mmol Pd(OAc)2、15mmol NaHCO3和3g3A分子筛,通入氧气,在氧气氛围中于90℃下反应25小时。
反应完全后,将反应体系冷却至室温,加入水和二氯甲烷萃取2次,其中水与二氯甲烷的体积比为3:1,收集下层液体,用无水Na2SO4干燥,干燥后用旋转蒸发仪蒸除二氯甲烷,残留物过300-400目硅胶柱,以乙酸乙酯/石油醚为洗脱剂,其中乙酸乙酯与石油醚的体积比1:7,从而得到为淡黄色固体的目标产物式(I)化合物3-氟-5-苯基吲唑[3,2-b]喹唑啉-7(5H)-酮。产率为89.5%,纯度为99.2%(HPLC)
熔点:216-217℃;
核磁共振:1HNMR(500Mz,CDCl3)δ8.32-8.25(m,2H),7.89(d,J=8.0Hz,1H),7.84-7.80(m,1H),7.52-7.43(m,4H),7.37-7.35(m,2H),7.16-7.11(m,1H),6.88-6.86(m,1H)。
13CNMR(125Mz,CDCl3)δ167.3,165.2,156.2,150.3,148.6,147.4,141.2,134.2,129.7(2C),128.9,126.8,126.7,125.5,124.6(2C),119.5,114.9,113.0,99.5。
实施例7:3-甲基-5-苯基吲唑[3,2-b]喹唑啉-7(5H)-酮
将50ml溶剂甲苯加入到反应容器中,然后加入10mmol(II)化合物、0.3mmol Pd(OAc)2、6mmol NaHCO3和4g4A分子筛,通入氧气,在氧气氛围中于110℃下反应30小时。
反应完全后,将反应体系冷却至室温,加入水和二氯甲烷萃取3次,其中水与二氯甲烷的体积比为4:1,,收集下层液体,用无水Na2SO4干燥,干燥后用旋转蒸发仪蒸除二氯甲烷,残留物过300-400目硅胶柱,以乙酸乙酯/石油醚为洗脱剂,其中乙酸乙酯与石油醚的体积比1:9,从而得到为淡黄色固体的目标产物式(I)化合物3-甲基-5-苯基吲唑[3,2-b]喹唑啉-7(5H)-酮。产率为66.9%,纯度为97.8%(HPLC)
熔点:254-255℃;
核磁共振:1HNMR(500Mz,CDCl3)δ8.32(d,J=8.0Hz,1H),8.16(d,J=8.0Hz,1H),7.89(d,J=8.5Hz,1H),7.82-7.79(m,1H),7.50-7.42(m,4H),7.35(d,J=7.5Hz,2H),7.,24(d,J=8.0Hz,1H),6.99(s,1H),2.46(s,3H)。
13CNMR(125Mz,CDCl3)δ156.6,149.7,148.9,148.4,145.0,142.1,134.1,129.6(2C),128.6,127.0,126.8,126.2,125.3,124.7(2C),123.0,119.8,116.5,112.4,22.6。
实施例8:3-氯-5-苯基吲唑[3,2-b]喹唑啉-7(5H)-酮
将50ml溶剂THF加入到反应容器中,然后加入10mmol(II)化合物、0.7mmol Pd(OAc)2、15mmol NaHCO3和5g5A分子筛,通入氧气,在氧气氛围中于120℃下反应27小时。
反应完全后,将反应体系冷却至室温,加入水和二氯甲烷萃取2次,其中水与二氯甲烷的体积比为3:1,,收集下层液体,用无水Na2SO4干燥,干燥后用旋转蒸发仪蒸除二氯甲烷,残留物过300-400目硅胶柱,以乙酸乙酯/石油醚为洗脱剂,其中乙酸乙酯与石油醚的体积比1:6,从而得到为淡黄色固体的目标产物式(I)化合物3-氯-5-苯基吲唑[3,2-b]喹唑啉-7(5H)-酮。产率为81.4%,纯度为98.5%(HPLC)
熔点:212-213℃;
核磁共振:1HNMR(500Mz,CDCl3)δ8.33-8.31(m,1H),8.21(d,J=8.5Hz,1H),7.89(d,J=8.0Hz,1H),7.84-7.83(m,1H),7.52-7.45(m,4H),7.40-7.35(m,3H),7.18(s,1H)。
13CNMR(125Mz,CDCl3)δ156.3,149.6,148.6,147.4,141.2,139.9,134.3,129.8(2C),129.1,127.1,126.8,125.7,125.3,124.7(2C),124.4,119.8,117.4,112.6。
由上述实施例1-8可看出,当采用本发明的所述方法时,能够实现非卤代底物的分子内脱氢偶联而得到相应的喹唑啉酮并吲唑衍生物,且具有良好的收率和高纯度。
实施例9-16
除将其中的碱替换为如下的碱化合物外,以与实施例1-8相同的方式而分别实施了实施例9-16,所使用碱化合物、实施例对应关系和相应产物的收率如下表所示。
由上表可看出,当使用其它碱化合物时,同样能够得到相应产物,但其中当为KOH、NaOH、磷酸钾或叔丁醇钾时,产率要显著低于NaHCO3时的产率。
实施例17-26
除将其中的Pd(OAc)2替换为如下的钯化合物外,以与实施例1-8相同的方式而分别实施了实施例17-26,所使用钯化合物、实施例对应关系和相应产物的收率如下表所示。
由上表可看出,当使用其它钯化合物时,也能得到相应产物,但其收率要显著低于Pd(OAc)2。这证明了本发明所述方法的Pd(OAc)2催化剂对该底物具有良好的催化性能。
实施例27-34
当不加入分子筛时,分别以与实施例1-8相同的方式而分别实施了实施例27-34;当在空气氛围下进行时,分别以与实施例1-8相同的方式而分别实施了实施例35-42。在这两3情况下,相应产物的收率如下两表所示。
由上面两表可看出,当不使用分子筛时,收率大幅度降低;而当在空气氛围下进行时,则反应无法进行。由此证明了分子筛和氧气氛围对于本发明方法的必需性。
综上所述,由上述所有实施例可明确看出,当采用本发明的方法时,能够顺利由非卤代底物以高收率和高纯度而得到目的产物喹唑啉酮并吲唑衍生物,是一种非常有工业应用前景的全新合成方法,为喹唑啉酮并吲唑衍生物的高效快捷合成绿色合成提供了全新的合成路线。
应当理解,这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外,也应理解,在阅读了本发明的技术内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型,所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种式(I)所示的喹唑啉酮并吲唑衍生物的合成方法,所述方法为:以钯化合物作为催化剂,在碱和分子筛存在下,于氧气氛围中,式(II)化合物发生分子内脱氢偶联反应,从而得到式(I)衍生物:
其中:
Ar为如下基团:
R1、R2、R3各自独立地选自H、C1-C6烷基、C2-C6烯基、C1-C6烷氧基、卤素、卤代C1-C6烷基、卤代C1-C6烷氧基;
所述钯化合物为Pd(OAc)2;
所述碱为NaHCO3;
所述分子筛为3A分子筛、4A分子筛或5A分子筛中的任何一种或任何多种的混合物。
2.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于:式(II)化合物与催化剂的摩尔比为1:0.01-0.1。
3.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于:式(II)化合物与碱的摩尔比为1:0.5-1.5。
4.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于:式(II)化合物以毫摩尔计与分子筛以质量克计的比为1:0.1-0.5。
5.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于:所述反应在有机溶剂中进行,所述溶剂选自四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、乙醇、甲醇、正丙醇、乙醚、乙酸乙酯、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、甲苯、乙苯中的任何一种或任何多种的混合物。
6.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于:所述反应结束后的后处理为:将反应体系冷却至室温,加入水和二氯甲烷萃取1-3次,其中水与二氯甲烷的体积比可为2-5:1,收集下层液体,用无水Na2SO4干燥,干燥后用旋转蒸发仪蒸除二氯甲烷,残留物过300-400目硅胶柱,以乙酸乙酯/石油醚为洗脱剂,其中乙酸乙酯与石油醚的体积比1:5-15,从而得到目标产物式(I)化合物。
7.如权利要求1-6任一项所述的合成方法,其特征在于:式(II)化合物由包括如下步骤的方法合成:
(1).在碱存在下,式(V)化合物与式(VI)化合物在溶剂中于冰水浴中反应5-30分钟,然后升至室温并继续搅拌反应10-30小时,反应结束后经后处理得到式(III)化合物,
(2).在乙酸存在下,式(III)化合物与式(IV)化合物在140-180℃下回流反应10-30小时,结束后经后处理得到式(II)化合物,
ArNHNH2
(IV)
其中,R1、R2和Ar的定义与权利要求1中的定义相同。
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