CN105348194B - 含氟菲啶衍生物及其制备方法 - Google Patents

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CN105348194B CN201510660031.4A CN201510660031A CN105348194B CN 105348194 B CN105348194 B CN 105348194B CN 201510660031 A CN201510660031 A CN 201510660031A CN 105348194 B CN105348194 B CN 105348194B
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    • C07D221/00—Heterocyclic compounds containing six-membered rings having one nitrogen atom as the only ring hetero atom, not provided for by groups C07D211/00 - C07D219/00
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    • C07D221/10—Aza-phenanthrenes
    • C07D221/12—Phenanthridines

Abstract

本发明涉及一种含氟菲啶衍生物及其制备方法，该化合物的结构为：其中，R1为‑H、‑F或‑Cl；R2为‑H、‑CH3；R3为‑H、‑CH3、‑OMe。本发明实现了在银催化的条件下，二氟乙酸钾脱羧后与邻苯异腈发生偶联，完成了含氟菲啶杂环类化合物的合成。

Description

含氟菲啶衍生物及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种含氟菲啶衍生物及其制备方法。
背景技术
菲啶是一类重要的杂环化合物。由于这类化合物具有潜在的生物活性和光电特性, 其结构单元广泛存在于一些天然产物、药物和功能材料分子中。大量研究表明，在杂环化合物中引人氟原子后，其物理性质、化学性质以及生理性质（比如亲脂性、代谢稳定性、与靶标蛋白结合能力、细胞膜穿透性和生物可利用度）通常比其母体分子有明显的提升。5-氟尿嘧啶是一个广为人知的抗恶性肿瘤药物，是杂环上引人氟原子后使其生理活性得到提高的最有力例证。
乙酸盐廉价，易制备，方便储备和操作，过去的几年，催化脱羧偶联反应得到了高速的发展，并通过使用羧酸盐试剂实现结构的多样性。当前的脱羧二氟亚甲基化反应依然面临着几个限制，例如，使用昂贵，有毒的含氟试剂，有限的底物范围以及大部分的乙烯基或烯丙基的羧酸。因此，脱羧二氟亚甲基化反应仍是一个大的挑战。到目前为止，尚未见有银催化的二氟亚甲基化/环化的报道。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种新化合物。
本发明的目的之二在于提供含氟乙酸钾盐脱羧制备菲啶衍生物的方法，该方法实现了在银催化的条件下使用邻苯异腈与二氟乙酸钾脱羧偶联合成含氟菲啶类化合物的方法。
为达上述目的，本发明采用了以下的反应方程式：
其中：R1=H，4-F，4-Cl，R2=H，4-CH3，4-OMe，R3=H，4-CH3，4-OMe。
根据上述反应原理，本发明采用如下技术方案：
一种含氟菲啶衍生物，其特征在于该化合物的结构为：
其中，R1为-H、-F或-Cl；R2为-H、-CH3；R3为-H、-CH3、-OMe。
一种根据上述的合成含氟菲啶类化合物的方法，其特征在于该方法具有如下步骤：将联苯异腈，二氟乙酸钾盐溶于溶剂中，再加入催化剂、氧化剂以及酸中和剂，在温度70℃-80℃下反应8~12小时，反应结束后，去除溶剂，经纯化得到含氟菲啶类化合物。所述的联苯异腈、二氟乙酸钾盐、催化剂、氧化剂以及碱的摩尔比为：1~2.5：1~2：0.05~0.5：0.5~2：0.2~1.0，所述的催化剂为碳酸银、全氟磺酸银、氟化银或硝酸银；所述的氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾或高碘酸钾；所述的溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲酰胺、二氯甲烷或三氯甲烷；所述的联苯异腈的结构为：；所述的二氟乙酸钾的结构为：。
上述的酸中和剂为氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠或碳酸氢钾。
本发明将各种联苯异腈与二氟乙酸钾盐在硝酸银催化下，以二甲亚砜作溶剂，过硫酸铵为氧化剂，碳酸氢钾为碱，采用一锅法合成了一系列含氟菲啶衍生物。此方法具有反应温和、操作简便、底物适应性广，产率高等特点。
具体实施方式
实施例一：
制备6-（二氟（4-甲氧基苯基）甲基）菲啶采用如下步骤：在50毫升的反应瓶中依次加
入0.102克硝酸银，1.37克过硫酸铵，0.15克碳酸氢钾，1.35克2-异氰基-1,1'-联苯，0.72克2,2-二氟-2-（4-甲氧苯基）乙酸钾，然后加入25毫升二甲亚砜，氮气保护，在70度下搅拌8小时，反应结束后冷却至室温，去除溶剂，用硅胶柱层析分离，淋洗剂为10：1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂，得到淡黄色固体0.86克，收率86%。
6-（二氟（4-甲氧基苯基）甲基）菲啶，其特征在于该化合物的结构为：
分子式：C21H15F2NO
中文命名：6-（二氟（4-甲氧基苯基）甲基）菲啶
英文命名：6-(difluoro(4-methoxyphenyl)methyl)phenanthridine
分子量：335
外观：淡黄色固体
红外光谱 (采用Perkin-Elmer983G 红外光谱仪，KBr压片法)：cm-13072，2948，1612，1515，1252，1028，821，758，722。
核磁共振氢谱(500MHz，CDCl3)：(CDCl3, 500 MHz)：δ 8.64 (d, J = 8.4 Hz,1H), 8.57 (d, J = 8.1 Hz, 1H), 8.34 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 8.28 (dd, J 1 = 8.4Hz, J 2 = 1.3 Hz, 1H), 7.82-7.69 (m,3H), 7.62-7.55 (m,3H), 6.92 (d, J = 8.7Hz, 2H), 3.80 (s, 3H)。
核磁共振氟谱(470MHz，CDCl3，内标：C6F6)：δ -86.22 (s, 2F)。
核磁共振碳谱(125MHz，CDCl3)：δ 161.00 (t, J = 1.8 Hz), 153.31 (t, J =28.2 Hz), 142.24, 134.01, 131.17, 130.74, 129.04 (t, J = 26.7 Hz), 129.03,128.47, 127.83 (t, J = 5.4 Hz), 127.53 (t, J = 4.9 Hz), 127.47, 124.76,123.02, 122.46, 122.02, 120.03 (t, J = 243.2 Hz), 113.81, 55.38。
高分辨质谱（高分辨气质联用仪Premier CAB088）：理论值：335.1122；实测值：335.1148。
实施例二：
制备6-（二氟（4-甲氧基苯基）甲基）菲啶采用如下步骤：在500毫升的反应瓶中依次加
入1.01克硝酸银，13.7克过硫酸铵，1.5克碳酸氢钾，13.5克2-异氰基-1,1'-联苯，7.2克2,2-二氟-2-（4-甲氧苯基）乙酸钾，然后加入250毫升二甲亚砜，氮气保护，在80度下搅拌10小时，反应结束后冷却至室温，去除溶剂，用硅胶柱层析分离，淋洗剂为10：1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂，得到淡黄色固体8.844克，收率88%。
实施例三：
制备6-（二氟（4-甲氧基苯基）甲基）菲啶采用如下步骤：在1升的反应瓶中依次加
入10.1克硝酸银，137克过硫酸铵，15克碳酸氢钾，135克2-异氰基-1,1'-联苯，72克2,2-二氟-2-（4-甲氧苯基）乙酸钾，然后加入500毫升二甲亚砜，氮气保护，在80度下搅拌12小时，反应结束后冷却至室温，去除溶剂，用硅胶柱层析分离，淋洗剂为10：1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂，得到淡黄色固体82.41克，收率82%。
根据上述制备6-（二氟（4-甲氧基苯基）甲基）菲啶的工艺路线，本专利申请权利保护其他相关化合物的制备方法、及化合物结构表征如下所述：
实施例四：
制备6-（二氟（4-甲氧基苯基）甲基）-2- 氟菲啶采用如下步骤：在50毫升的反应瓶中依次加入0.102克硝酸银，1.37克过硫酸铵，0.15克碳酸氢钾，1.48克5-氟-2-异氰基-1,1'-联苯，0.72克2,2-二氟-2-（4-甲氧苯基）乙酸钾，然后加入25毫升二甲亚砜，氮气保护，在80度下搅拌12小时，反应结束后冷却至室温，去除溶剂，用硅胶柱层析分离，淋洗剂为10：1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂，得到淡黄色固体0.87克，收率82%。
6-（二氟（4-甲氧基苯基）甲基）-2- 氟菲啶，其特征在于该化合物的结构为：
分子式：C21H14F3NO
中文命名：6-（二氟（4-甲氧基苯基）甲基）-2- 氟菲啶
英文命名：6-(difluoro(4-methoxyphenyl)methyl)-2-fluorophenanthridine
分子量：353
外观：淡黄色固体
红外光谱 (采用Perkin-Elmer983G 红外光谱仪，KBr压片法)：cm-12932，1615，1451，1246，1174，1029，896，772，678。
核磁共振氢谱(500MHz，CDCl3)：(CDCl3, 500 MHz)：δ 8.51 (d, J = 8.3 Hz,1H), 8.35 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 8.23 (dd, J 1 = 9.0 Hz, J 2 = 5.6 Hz, 1H), 8.16(dd, J 1 = 10.0 Hz, J 2 = 2.7 Hz, 1H), 7.85-7.79 (m,1H), 7.66-7.61 (m,1H), 7.56(d, J = 8.7 Hz, 2H), 7.52-7.46 (m,1H), 6.93 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 3.82 (s,3H)。
核磁共振氟谱(470MHz，CDCl3，内标：C6F6)：δ -86.27 (s, 2F), -110.35-110.46(m)。
核磁共振碳谱(125MHz，CDCl3)：δ 162.31 (d, J = 249.1 Hz), 161.06, 152.70(t, J = 28.3 Hz), 139.09, 133.55 (d, J = 9.7 Hz), 133.46 (d, J = 4.2 Hz),130.83, 128.93 (t, J = 26.6 Hz), 128.17, 127.85 (t, J = 5.5 Hz), 127.66,126.33 (d, J = 9.3 Hz), 123.10, 122.65, 120.38 (t, J = 243.2 Hz), 118.04 (d,J = 24.4 Hz), 113.84, 107.09 (d, J = 23.5 Hz), 55.43。
高分辨质谱（高分辨气质联用仪Premier CAB088）：理论值：353.1027；实测值：335.1112。
实施例五：
制备2-氯-6-（二氟（4-甲氧基苯基）甲基）菲啶采用如下步骤：在50毫升的反应瓶中依次加入0.102克硝酸银，1.37克过硫酸铵，0.15克碳酸氢钾，1.60克5-氯-2-异氰基-1,1'-联苯，0.72克2,2-二氟-2-（4-甲氧苯基）乙酸钾，然后加入25毫升二甲亚砜，氮气保护，在80度下搅拌12小时，反应结束后冷却至室温，去除溶剂，用硅胶柱层析分离，淋洗剂为10：1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂，得到淡黄色固体0.78克，收率70%。
2-氯-6-（二氟（4-甲氧基苯基）甲基）菲啶，其特征在于该化合物的结构为：
分子式：C21H14ClF2NO
中文命名：2-氯-6-（二氟（4-甲氧基苯基）甲基）菲啶
英文命名：2-chloro-6-(difluoro(4-methoxyphenyl)methyl)phenanthridine
分子量：369
外观：淡黄色固体
红外光谱 (采用Perkin-Elmer983G 红外光谱仪，KBr压片法)：cm-13074，2926，1610，1515，1253，1030，822，763，679。
核磁共振氢谱(500MHz，CDCl3)：(CDCl3, 500 MHz)：δ 8.58-8.46 (m,2H), 8.35(d, J = 8.4 Hz, 1H), 8.16 (d, J = 9.2 Hz, 1H), 7.81 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 7.69(d, J = 8.7 Hz, 1H), 7.63 (t, J = 8.0 Hz, 1H), 7.55 (d, J = 8.4 Hz, 2H), 6.93(d, J = 8.4 Hz, 2H), 3.81 (s, 3H)。
核磁共振氟谱(470MHz，CDCl3，内标：C6F6)：δ -86.35 (s, 2F)。
核磁共振碳谱(125MHz，CDCl3)：δ 161.07, 153.64 (t, J = 28.6 Hz), 140.64,134.56, 133.02, 132.64, 131.06, 129.62, 128.81 (t, J = 26.6 Hz), 128.18,127.83 (t, J = 5.4 Hz), 127.66 (t, J = 4.9 Hz), 125.87, 123.21, 122.50,121.75, 120.30 (t, J = 243.7 Hz), 113.86, 55.43。
高分辨质谱（高分辨气质联用仪Premier CAB088）：理论值：369.0732；实测值：369.0721。
实施例六：
制备6-（二氟（4-甲氧基苯基）甲基）-2,8- 二甲基菲啶采用如下步骤：在50毫升的反应瓶中依次加入0.102克硝酸银，1.37克过硫酸铵，0.15克碳酸氢钾，1.55克2-异氰基-4'-甲基-1,1'-联苯，0.72克2,2-二氟-2-（4-甲氧苯基）乙酸钾，然后加入25毫升二甲亚砜，氮气保护，在80度下搅拌12小时，反应结束后冷却至室温，去除溶剂，用硅胶柱层析分离，淋洗剂为10：1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂，得到淡黄色固体0.83克，收率76%。
6-（二氟（4-甲氧基苯基）甲基）-2,8- 二甲基菲啶，其特征在于该化合物的结构为：
分子式：C23H19F2NO
中文命名：6-（二氟（4-甲氧基苯基）甲基）-2,8- 二甲基菲啶
英文命名：2-chloro-6-(difluoro(4-methoxyphenyl)methyl)phenanthridine
分子量：363
外观：淡黄色固体
红外光谱 (采用Perkin-Elmer983G 红外光谱仪，KBr压片法)：cm-13013，2912，1613，1514，1452，1248，1064，829，776，560。
核磁共振氢谱(500MHz，CDCl3)：(CDCl3, 500 MHz)：δ 8.50 (d, J = 8.5 Hz,1H), 8.30 (s, 1H), 8.12 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 8.10 (s, 1H), 7.62-7.53 (m, 4H),6.92 (d, J = 8.8 Hz, 2H), 3.81 (s, 3H), 2.62 (s, 3H), 2.49 (s, 3H)。
核磁共振氟谱(470MHz，CDCl3，内标：C6F6)：δ -86.09 (s, 2F)。
核磁共振碳谱(125MHz，CDCl3)：δ 160.91, 151.99 (t, J = 28.1 Hz), 140.27,138.46, 137.23, 132.29, 131.63, 130.82, 130.29, 129.26 (t, J = 26.7 Hz),127.85 (t, J = 5.3 Hz), 126.80 (t, J = 4.8 Hz), 124.70, 123.30, 122.28,121.44, 120.52 (t, J = 242.9 Hz), 113.74, 55.37, 22.17, 22.03。
高分辨质谱（高分辨气质联用仪Premier CAB088）：理论值：363.1435；实测值：363.1424。
实施例七：
制备6-（二氟（对甲苯基）甲基）菲啶采用如下步骤：在50毫升的反应瓶中依次加入0.102克硝酸银，1.37克过硫酸铵，0.15克碳酸氢钾，1.35克2-异氰基-1,1'-联苯，0.67克2,2-二氟-2-（对甲苯基）乙酸钾，然后加入25毫升二甲亚砜，氮气保护，在80度下搅拌12小时，反应结束后冷却至室温，去除溶剂，用硅胶柱层析分离，淋洗剂为10：1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂，得到淡黄色固体0.56克，收率60%。
6-（二氟（对甲苯基）甲基）菲啶，其特征在于该化合物的结构为：
分子式：C22H15F2NO
中文命名：6-（二氟（对甲苯基）甲基）菲啶
英文命名：6-(difluoro(p-tolyl)methyl)phenanthridine
分子量：319
外观：淡黄色固体
红外光谱 (采用Perkin-Elmer983G 红外光谱仪，KBr压片法)：cm-13073，2921，1613，1449，1254，1058，923，754，717。
核磁共振氢谱(500MHz，CDCl3)：(CDCl3, 500 MHz)：δ 8.65 (d, J = 8.3 Hz,1H), 8.58 (dd, J 1 = 8.3 Hz, J 2 = 2.2 Hz, 1H), 8.35 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 8.28(d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.84-7.70 (m, 3H), 7.60 (t, J = 7.7 Hz, 1H), 7.55 (d, J= 7.4 Hz, 2H), 7.23 (d, J = 7.9 Hz, 2H), 2.38 (s, 3H)。
核磁共振氟谱(470MHz，CDCl3，内标：C6F6)：δ -87.44 (s, 2F)。
核磁共振碳谱(125MHz，CDCl3)：δ 153.29 (t, J = 28.0 Hz), 142.28, 140.37(t, J = 1.9 Hz), 134.02, 133.97 (t, J = 26.4 Hz), 131.22, 130.74, 129.18,129.03, 128.47, 127.50 (t, J = 4.8 Hz), 127.48, 126.18 (t, J = 5.4 Hz),124.79, 123.02, 122.47, 122.03, 120.30 (t, J = 243.5 Hz), 21.44。
高分辨质谱（高分辨气质联用仪Premier CAB088）：理论值：319.1173；实测值：319.1161。
实施例八：
制备6-（二氟（苯基）甲基）菲啶
采用如下步骤：在50毫升的反应瓶中依次加入0.102克硝酸银，1.37克过硫酸铵，0.15克碳酸氢钾，1.35克2-异氰基-1,1'-联苯，0.63克2,2-二氟-2-（对甲苯基）乙酸钾，然后加入25毫升二甲亚砜，氮气保护，在80度下搅拌12小时，反应结束后冷却至室温，去除溶剂，用硅胶柱层析分离，淋洗剂为10：1的石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂，得到淡黄色固体0.46克，收率50%。
6-（二氟（苯基）甲基）菲啶，其特征在于该化合物的结构为：
分子式：C20H13F2NO
中文命名：6-（二氟（苯基）甲基）菲啶
英文命名：6-(difluoro(p-tolyl)methyl)phenanthridine
分子量：305
外观：淡黄色固体
红外光谱 (采用Perkin-Elmer983G 红外光谱仪，KBr压片法)：cm-13051，2922，1609，1448，1247，1101，1006，753，710。
核磁共振氢谱(500MHz，CDCl3)：(CDCl3, 500 MHz)：δ 8.62 (d, J = 8.4 Hz,1H), 8.55 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 8.40 (d, J = 8.4 Hz, 1H), 8.26 (d, J = 8.0 Hz,1H), 7.83-7.68 (m, 5H), 7.60 (t, J = 8.4 Hz, 1H), 7.50-7.42 (m, 3H)。
核磁共振氟谱(470MHz，CDCl3，内标：C6F6)：δ -87.80 (s, 2F)。
核磁共振碳谱(125MHz，CDCl3)：δ 153.11 (t, J = 28.1 Hz), 142.19, 136.75(t, J = 26.2 Hz), 133.98, 131.15, 130.74, 130.25, 129.00, 128.49, 128.44,127.49, 127.36 (t, J = 5.0 Hz), 126.26 (t, J = 5.6 Hz), 124.73, 122.94,122.46, 122.00, 120.36 (t, J = 243.5 Hz)。
高分辨质谱（高分辨气质联用仪Premier CAB088）：理论值：319.1173；实测值：319.1161。

Claims (2)

1.一种含氟菲啶类化合物的制备方法，其特征在于该化合物的结构为：
其中，R1为-H、-F或-Cl；R2为-H、-CH3；R3为-H、-CH3、-OMe；
所述的合成含氟菲啶类化合物的方法，其特征在于该方法具有如下步骤：将联苯异腈，二氟乙酸钾盐溶于溶剂中，再加入催化剂、氧化剂以及酸中和剂，在温度70℃-80℃下反应8～12小时，反应结束后，去除溶剂，经纯化得到含氟菲啶类化合物，所述的联苯异腈、二氟乙酸钾盐、催化剂、氧化剂以及酸中和剂的摩尔比为：1～2.5：1～2：0.05～0.5：0.5～2：0.2～1.0，所述的催化剂为碳酸银、全氟磺酸银、氟化银或硝酸银；所述的氧化剂为过硫酸铵、过硫酸钾或高碘酸钾；所述的溶剂为二甲亚砜、N,N-二甲酰胺、二氯甲烷或三氯甲烷；所述的联苯异腈的结构为：所述的二氟乙酸钾的结构为：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的酸中和剂为氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠或碳酸氢钾。
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