CN105541837B - 一种1‑芳基咪唑并[1,5‑a]喹啉类化合物的制备方法 - Google Patents

一种1‑芳基咪唑并[1,5‑a]喹啉类化合物的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种1‑芳基咪唑并[1,5‑a]喹啉类化合物的制备方法，包括：将2‑甲基喹啉类化合物、苄胺类化合物、过渡金属盐和氧化剂加入到有机溶剂中，加热至100～120℃，反应12～24h，后处理得到1‑芳基咪唑并[1,5‑a]喹啉类化合物。本发明提供的1‑芳基咪唑并[1,5‑a]喹啉类化合物的制备方法，底物易得，反应条件温和，简洁高效，原子经济，有潜在的应用前景。

Description

一种1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物的制备方法
技术领域
本发明属于有机化学合成领域，具体涉及一种2-甲基喹啉类化合物与苄胺类化合物在过渡金属盐促进下，发生胺化关环反应，制备1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物的方法。
背景技术
咪唑并[1,5-a]氮杂环类化合物是一类在生物医药、农药和光学材料领域有着广泛应用价值的含氮稠杂环化合物。由于咪唑并[1,5-a]氮杂环类化合物具有广泛的生物和药理活性，因而近年来，对其合成方法的研究已成热点。Sasaki等以吡啶(喹啉)-2-甲腈衍生物为原料，在与氯代亚胺盐，即Vilsmeier试剂作用下，制备咪唑并[1,5-a]吡啶(喹啉)类化合物[J.Chem.Soc.,Perkin Trans.,1998,1:3851]。Wang等利用喹啉-2-甲醛类化合物和α-氨基酸衍生物反应制备了咪唑并[1,5-a]氮杂环类化合物[J.Org.Chem.,2012,77:11161]。Yan等以2-吡啶乙酸乙酯类化合物与苄胺衍生物反应制备了咪唑并[1,5-a]吡啶类化合物[Org.Lett.,2013,15:2274]。Li等以吡啶-2-甲醛类化合物与苄胺衍生物反应制备了咪唑并[1,5-a]氮杂环类化合物[Org.Lett.,2014,16:6232]。Wang等以2-苯甲酰基吡啶类化合物与苄胺衍生物反应制备了1,3-二苯基咪唑并[1,5-a]吡啶类化合物[J.Org.Chem.,2015,80:2431]。上述的方法多通过Vilsmeier环化反应或与氮杂环上的羰基或含有活性亚甲基通过缩合、氧化环化反应得到咪唑并[1,5-a]氮杂环类化合物。
发明内容
本发明提供了一种1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物的制备方法，该方法利用过渡金属活化氮杂环上2-位甲基，在氧化剂的共同作用下，与取代苄胺类化合物反应，构建咪唑并[1,5-a]氮杂环类化合物，该反应具有底物易得，反应条件温和，简洁高效，原子经济等特点。
一种1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物的制备方法，包括：将2-甲基喹啉类化合物(II)、苄胺类化合物(III)、过渡金属盐和氧化剂加入到有机溶剂中，加热至100～120℃，反应12～24h，后处理得到1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物(I)，反应方程式如下式所示：
上式中：R1为氢、甲基、甲氧基、乙氧基、卤素或苯基，R1可以在喹啉环的5-、6-、7-或8-位；R2为氢、甲基、甲氧基或卤素；其中卤素为氟、氯或溴，R2可以在苯环的邻、间或对位。
其中，过渡金属盐为碘化亚铜(CuI)与醋酸铜(Cu(OAc)2)的混合物，两者摩尔比为1:1；氧化剂可选择二叔丁基过氧化物(DTBP)、空气(Air)或过氧化叔丁醇(TBHP)；有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚枫(DMSO)或N,N-二甲基乙酰胺(DMA)。
上述反应中，优选的原料的摩尔比为：2-甲基喹啉类化合物(II):苄胺类化合物(III):过渡金属盐:氧化剂＝1:2～4:2～3:2～3。反应完成后，可选用的后处理过程包括：萃取，柱层析纯化得到相应的1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物。
上述制备方法中所使用的2-甲基喹啉类化合物、苄胺类化合物、过渡金属盐和氧化剂一般采用市售产品，也可选用现有的方法制备。
本发明的1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物的制备方法，具有底物易得，反应条件温和，简洁高效，原子经济等特点。有潜在的应用前景。
具体实施方式
实施例1～12
按照表1的原料配比在10mL厚壁耐压反应管中加入2-甲基喹啉类化合物(II)、苄胺类化合物(III)、过渡金属盐、氧化剂和有机溶剂，混合搅拌均匀，按照表2的反应条件反应完成后，萃取，柱层析分离(展开剂为乙酸乙酯与石油醚的混合物，两者体积比为1:2～4)纯化得到相应的1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物(I)，反应方程如下式所示：
表1
表2
表1和表2中，T为反应温度，t为反应时间，CuI为碘化亚铜，Cu(OAc)2为醋酸铜，Air为空气，DTBP为二叔丁基过氧化物，TBHP为过氧化叔丁醇，DMF为N,N-二甲基甲酰胺，DMSO为二甲基亚枫，DMA为N,N-二甲基乙酰胺。
结构确认数据
由实施例1～12制备的1-芳基咪唑并[1,5-a]]喹啉类化合物的结构检测数据分别为：
由实施例1制备得到的1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物(I-1)的核磁共振(1HNMR和 13C NMR)检测数据为：
1H-NMR(400MHz，CDCl3)δ7.67-7.65(m，3H)，7.55-7.52(m，5H)，7.34-7.28(m，2H)，7.19-7.16(m，1H)，7.03-7.01(m，1H)；
13C-NMR(100MHz，CDCl3)δ142.4，133.8，132.3，130.6，129.6，129.3，128.7，128.6，127.3，125.6，125.1，122.4，121.4，117.4，117.1。
由实施例2制备得到的1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物(I-2)的核磁共振(1HNMR和 13C NMR)检测数据为：
1H-NMR(400MHz，CDCl3)δ7.55-7.53(m，2H)，7.43-7.39(m，4H)，7.22-7.17(m，1H)，7.11-7.08(m，2H)，6.90(s，1H)，2.47(s，3H)，2.04(s，3H)；
13C-NMR(100MHz，CDCl3)δ142.2，136.8，135.3，134.0，132.5，130.6，129.5，129.1，128.6，127.8，121.9，121.7，117.6，116.2，115.7，21.6，19.9。
由实施例3制备得到的1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物(I-3)的核磁共振(1HNMR和 13C NMR)检测数据为：
1H-NMR(400MHz，CDCl3)δ7.47(s，1H)，7.43-7.41(m，2H)，7.28-7.15(m，5H)，7.09(d，J＝8.0Hz，1H)，6.82(d，J＝9.2Hz，1H)，6.67(d，J＝8.0Hz，1H)，2.90(s，3H)；
13C-NMR(100MHz，CDCl3)δ149.1，146.7，136.4，131.7，128.5，128.0，127.5，125.9，125.0，122.9，122.4，120.8，119.5，117.7，109.8，53.6。
由实施例4制备得到的1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物(I-4)的核磁共振(1HNMR和 13C NMR)检测数据为：
1H-NMR(400MHz，CDCl3)δ7.56-7.53(m，2H)，7.50-7.39(m，5H)，7.30(d，J＝9.3Hz，1H)，7.22-7.18(m，1H)，6.87(d，J＝9.4Hz，1H)，6.83-6.78(m，1H)；
13C-NMR(100MHz，CDCl3)δ160.6，158.2，142.4，133.5，130.3，129.5，129.5，128.9，128.8，128.7，127.4，127.3，122.9，120.6，120.5，119.8，119.1，119.0，118.5，114.8，114.6，113.7，113.5。
由实施例5制备得到的1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物(I-5)的核磁共振(1HNMR和 13C NMR)检测数据为：
1H-NMR(400MHz，CDCl3)δ7.63-7.54(m，5H)，7.35-7.28(m，4H)，7.22-7.18(m，1H)，7.02(d，J＝9.3Hz，1H)，2.49(s，3H)；
13C-NMR(100MHz，CDCl3)δ142.6，139.2，132.5，130.9，130.5，129.4，128.5，127.2，125.6，125.0，122.3，121.2，117.4，117.2，21.5。
由实施例6制备得到的1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物(I-6)的核磁共振(1HNMR和 13C NMR)检测数据为：
1H-NMR(400MHz，CDCl3)δ7.62-7.56(m，4H)，7.53(s，1H)，7.33-7.28(m，2H)，7.21-7.19(m，1H)，7.06(d，J＝8.7Hz，2H)，7.00(d，J＝9.3Hz，1H)，3.92(s，3H)；
13C-NMR(100MHz，CDCl3)δ160.3，142.3，132.5，130.9，130.4，128.5，127.2，126.1，125.6，125.0，122.2，121.2，117.3，117.2，114.2，55.3。
由实施例7制备得到的1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物(I-7)的核磁共振(1HNMR和 13C NMR)检测数据为：
1H-NMR(400MHz，CDCl3)δ7.66-7.46(m，6H)，7.40-7.32(m，2H)，7.28-7.19(m，2H)，7.08(d，J＝9.3Hz，1H)；
13C-NMR(100MHz，CDCl3)δ139.0，135.3，133.6，132.4，132.4，131.0，130.3，129.8，128.6，127.9，127.3，125.3，125.2，122.3，121.6，117.0，115.9。
由实施例8制备得到的1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物(I-8)的核磁共振(1HNMR和 13C NMR)检测数据为：
1H-NMR(400MHz，CDCl3)δ7.72-7.68(m，1H)，7.64-7.61(m，2H)，7.56-7.55(m，1H)，7.49(d，J＝8.2Hz，1H)，7.38-7.31(m，3H)，7.28-7.24(m，2H)，7.05(d，J＝9.2Hz，1H)；
13C-NMR(100MHz，CDCl3)δ162.0，159.5，136.3，132.5，132.1，132.1，131.6，131.5，130.8，128.6，127.7，127.4，125.4，125.2，124.8，124.8，122.7，122.4，122.3，121.7，117.0， 116.2，116.1，116.0。
由实施例9制备得到的1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物的核磁共振(1H NMR和13CNMR)检测数据为：
1H-NMR(400MHz，CDCl3)δ7.62-7.58(m，2H)，7.49-7.46(m，2H)，7.39-7.34(m，3H)，7.31-7.27(m，1H)，7.22(d，J＝8.4Hz，1H)，7.16-7.12(m，1H)，7.02(d，J＝9.3Hz，1H)，2.06(s,3H)；
13C-NMR(100MHz，CDCl3)δ141.5，138.4，133.9，132.6，130.5，130.4，129.9，129.8，128.5，127.8，126.4，125.3，125.0，122.0，121.2，117.2，115.9，19.57。
由实施例10制备得到的1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物(I-10)的核磁共振(1H NMR和13C NMR)检测数据为：
1H-NMR(400MHz，CDCl3)δ7.60-7.54(m，3H)，7.50(s，1H)，7.44-7.38(m，2H)，7.34-7.27(m，3H)，7.19-7.15(m，1H)，6.99(d，J＝9.3Hz，1H)，2.43(s，3H)；
13C-NMR(100MHz，CDCl3)δ142.6，138.6，133.7，132.4，130.5，130.2，130.0，128.5，128.5，127.2，126.5，125.6，125.0，122.3，121.3，117.4，117.1，21.4。
由实施例11制备得到的1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物(I-11)的核磁共振(1H NMR和13C NMR)检测数据为：
1H-NMR(400MHz，CDCl3)δ7.66(s,2H),7.53(s,4H),7.42(s,2H),7.34-7.31(m,1H),7.02-6.97(m,2H),2.40(s,3H)；
13C-NMR(100MHz，CDCl3)δ142.1,134.8,133.9,130.5,130.3,129.6,129.2,128.7,128.5,128.4,125.6,122.3,121.3,117.2,117.1,20.8。
由实施例12制备得到的1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物(I-12)的核磁共振(1H NMR和13C NMR)检测数据为：
1H-NMR(400MHz，CDCl3)δ7.65-7.55(m，7H)，7.46(d，J＝9.0Hz，1H)，7.39(d,J＝9.3Hz，1H)，7.14(dd，J1＝9.0Hz，J2＝2.0Hz，1H)，6.96(d，J＝9.4Hz，1H)；
13C-NMR(100MHz，CDCl3)δ142.6，133.4，130.8，130.5，130.3，129.5，129.5，128.9，127.7，127.2，127.1，123.0，120.3，118.7，118.5。

Claims (6)

1.一种1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物的制备方法，其特征在于：将2-甲基喹啉类化合物、苄胺类化合物、过渡金属盐和氧化剂加入到有机溶剂中，加热至100～120℃，反应12～24h，后处理得到1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物；
所述的过渡金属盐为碘化亚铜与醋酸铜的混合物，两者的摩尔比为1:1；
所述的氧化剂为二叔丁基过氧化物或空气；
所述的2-甲基喹啉类化合物结构如式(II)所示：
式(II)中：R1为氢、甲基、甲氧基、乙氧基、卤素或苯基；卤素为氟、氯或溴；R1可以在喹啉环的5-、6-、7-或8-位；
所述的苄胺类化合物结构如式(III)所示：
式(III)中：R2为氢、甲基、甲氧基或卤素；卤素为氟、氯或溴；R2可以在苯环的邻、间或对位；
所述的1-芳基咪唑并[1,5-a]喹啉类化合物结构如式(I)所示：
式(I)中：R1为氢、甲基、甲氧基、乙氧基、卤素或苯基；卤素为氟、氯或溴；R1可以在喹啉环的5-、6-、7-或8-位；R2为氢、甲基、甲氧基或卤素；卤素为氟、氯或溴；R2可以在苯环的邻、间或对位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的原料摩尔比为：2-甲基喹啉类化合物:苄胺类化合物:过渡金属盐:氧化剂＝1:2～4:2～3:2～3。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的反应温度为110℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的反应时间为24h。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚枫或N,N-二甲基乙酰胺中的一种。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述的有机溶剂优选二甲基亚枫。
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