CN106928225A - 吡啶稠合去甲咔咯化合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吡啶稠合去甲咔咯化合物及其制备方法。本发明的吡啶稠合去甲咔咯化合物，其结构式如式(1)所示。本发明的制备方法主要是，称取一定量的胺基去甲咔咯和芳香醛置于反应器中；再向反应器中加入新蒸的甲苯溶液，在110℃下搅拌5‑8小时，用色谱方法跟踪反应；待反应完全后，冷却至室温，直接用层析柱加以分离，洗脱剂为二氯甲烷和正己烷，收集第二棕色带即为粗产品，粗产品经浓缩、干燥后即得所需化合物。本发明反应条件稳定、产率较高、操作简单安全，能在产业上实现批量生产。

Description

吡啶稠合去甲咔咯化合物及其制备方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种吡啶稠合去甲咔咯化合物及其制备方法。
背景技术
去甲咔咯(norcorrole)是一类环收缩卟啉，与常规的卟啉相比，它缺少两个meso位碳原子。因其共轭环上有16个π电子，所以表现出明显的反芳香性，并且其紧凑的环中心有较大的环张力；尽管如此，它在常温下、空气氛中依然稳定。但由于卟啉大环结构发生改变，具有许多新颖的性质，在化学催化、化学材料的组件、传感器、生物相关的金属化学以及配位化学领域有十分广阔的应用前景，而对去甲咔咯进行衍生化研究，为科学研究提供功能化的分子，则成为国内外研究的研究热点问题之一。
目前，关于吡啶稠合去甲咔咯的方法还未见文献报道。经过申请人的研究和多次尝试，独辟蹊径，经过大量实验探索，得到了一条简单的合成路线，只需通过一步法便合成得到了吡啶稠合去甲咔咯化合物，为吡啶稠合去甲咔咯化合物的功能化提供一种全新的合成途径。
发明内容
本发明的目的之一在于提供上述经过一步法合成的吡啶稠合去甲咔咯化合物。
本发明的吡啶稠合去甲咔咯化合物，其结构式如式(1)所示：
其中，Ar为式(2)至式(6)结构式中之一所示：
本发明的目的之二在于提供上述吡啶稠合去甲咔咯化合物的制备方法，它包括如下顺序的步骤：
(1)称取一定量的胺基去甲咔咯和芳香醛置于反应器中；其中，胺基去甲咔咯结构式如式(7)所示：
(2)再向步骤(1)的反应器中加入新蒸的甲苯溶液，在110℃下搅拌5-8小时，用色谱方法跟踪反应；
(3)待反应完全后，冷却至室温，直接用层析柱加以分离，洗脱剂为二氯甲烷和正己烷，收集第二棕色带即为粗产品，粗产品经浓缩、干燥后即得所需化合物。
优选地，步骤(1)所述胺基去甲咔咯和芳香醛两种反应物的物质的量之比为1:6。
优选地，步骤(2)中所述跟踪反应的色谱方法是薄层色谱法、气相色谱法和高效液相色谱法中的任意一种，从而判断反应是否完成。
优选地，步骤(3)中，所述洗脱剂是体积比为1:2或者1:1的二氯甲烷与正己烷的混合溶剂，分离采用柱层析方法，以便提供产物纯度。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)吡啶稠合去甲咔咯化合物的合成方法目前未见文献报道，具有反应条件稳定、产率较高、操作简单安全等特点，是一项全新的技术。
(2)反应选择性好，收率高；还具有操作简便经济，污染少等优点。
(3)本发明方法可通过改变苯环上不同取代基，可制备得到不同取代基的吡啶稠合去甲咔咯化合物。
(4)制备的吡啶稠合去甲咔咯化合物在电子光学材料领域有着潜在的应用前景。
(5)利用本发明合成方法得到吡啶稠合去甲咔咯化合物的产率均在70％以上，且能在产业上实现批量生产。
附图说明
图1为本发明实施例2的单晶X射线衍射图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实验实例对本发明做进一步的详细描述，具体实施例并不对本发明做任何限定。
实施例1：
称取胺基去甲咔咯(18mg，0.03mmol)和4-甲氧基苯甲醛(0.18mmol)于35mL封管反应器中，向上述反应器中加入新蒸甲苯(3ml)，在有氧气的条件下，110℃搅拌反应8小时，用薄层色谱(TLC)跟踪反应，待反应完全后，冷却至室温，用200-300目硅胶进行柱层析，用体积比为1:1或者1:2的二氯甲烷和正己烷的混合溶剂作为洗脱剂，收集第2个洗脱点的溶液，收集到的溶液经浓缩、干燥后得到深棕色产物，即得产品吡啶稠合去甲咔咯化合物，产率为74％。
物波谱表征数据如下：1H NMR(500MHz,CDCl3,298K)δ:-0.69(d,J＝4.0Hz,2H,pyrrH),1.07(d,J＝4.0Hz,2H,pyrrH),1.21(d,J＝4.0Hz,2H,pyrrH),1.76(s,6H,-CH3),1.77(s,6H,-CH3),1.79(d,J＝4.0Hz,2H,pyrrH),1.92(d,J＝5.0Hz,2H,pyrrH),2.11(d,J＝5.0Hz,2H,pyrrH),2.15(s,12H,-CH3),2.62(s,12H,-CH3),2.97(s,3H,-OCH3),5.40(d,J＝9.0Hz,2H,ArH),5.74(d,J＝9.0Hz,2H,ArH),5.85(s,4H,ArH),6.18(s,4H,ArH)；13C NMR(125MHz,CDCl3,298K)δ:17.6(-CH3),17.7(-CH3),20.5(-CH3),20.9(-CH3),54.4(-OCH3),111.8,114.1(pyrrC),115.1(pyrrC),117.9(pyrrC),121.8(pyrrC),121.9(pyrrC),127.6,127.7,127.9,132.3,133.6,134.6,135.4(pyrrC),136.7,139.1,148.0,148.4,153.5,154.2,156.7,157.1,167.9,176.2；UV-vis(CH2Cl2)λmax/nm(logε):294(4.65),363(4.61),414(sh,4.61),483(4.75),777(4.13).ESI-HRMS calc.for C80H64N9Ni2O[M+H]+:1282.3935,Found:1282.3948.
光谱数据表明上述制备方法得到了4-甲氧基苯基-吡啶稠合去甲咔咯化合物。
实施例2：
本实施例采用与实施例1基本相同的合成工艺，原料改为对苯二醛用量为0.18mmol，得深棕色产物，即得产品吡啶稠合去甲咔咯化合物，产率为73％。
产物波谱表征数据如下：1H NMR(500MHz,CDCl3,298K)δ:-1.01(d,J＝4.0Hz,2H,pyrrH),1.07(d,J＝4.0Hz,2H,pyrrH),1.11(d,J＝5.0Hz,2H,pyrrH),1.76(s,6H,-CH3),1.78(br,6H(-CH3)+2H(pyrrH)),1.92(d,J＝5.0Hz,2H,pyrrH),2.11(d,J＝5.0Hz,2H,pyrrH),2.16(s,12H,-CH3),2.59(s,12H,-CH3),5.74(d,J＝9.0Hz,2H,ArH),5.85(s,4H,ArH),6.17(s,4H,ArH),6.76(d,J＝9.0Hz,2H,ArH),9.09(s,1H,-CHO)；13C NMR(125MHz,CDCl3,298K)δ:17.60(-CH3),17.64(-CH3),20.5(-CH3),20.9(-CH3),114.2(pyrrC),114.3(pyrrC),117.9(pyrrC),120.0,121.8(pyrrC),122.5(pyrrC),125.6,125.7,127.4,127.5,127.7,127.9,132.3,133.4,134.6,134.7,135.6(pyrrC),136.8,139.0,148.0,148.2,148.4,149.4,153.8,154.6,156.8,167.2,176.3,190.0(-CHO)；UV-vis(CH2Cl2)λmax/nm(logε):294(4.61),370(4.57),417(4.57),483(4.71),780(4.09).ESI-HRMScalc.forC80H62N9Ni2O[M+H]+:1280.3779,Found:1280.3727.
光谱数据表明上述制备方法得到了4-醛基苯基-吡啶稠合去甲咔咯化合物。图1所示为本实施例所制得产品的单晶X射线衍射图。
实施例3：
本实施例采用与实施例1基本相同的合成工艺，原料改为3,4,5-三甲氧基苯甲醛，用量为0.18mmol，得深棕色产物，即得产品吡啶稠合去甲咔咯化合物，产率为80％。
产物波谱表征数据如下：1H NMR(500MHz,CDCl3,298K)δ:-0.45(d,J＝4.0Hz,2H,pyrrH),1.06(d,J＝3.5Hz,2H,pyrrH),1.21(d,J＝4.0Hz,2H,pyrrH),1.78(s,12H(-CH3)+2H(pyrrH)),1.91(d,J＝4.5Hz,2H,pyrrH),2.10(d,J＝4.5Hz,2H,pyrrH),2.15(s,12H,-CH3),2.62(s,12H,-CH3),2.84(s,3H,-OCH3),3.58(s,6H,-OCH3),4.65(s,2H,ArH),5.85(s,4H,ArH),6.20(s,4H,ArH)；13C NMR(125MHz,CDCl3,298K)δ:17.6(-CH3),17.7(-CH3),20.5(-CH3),20.9(-CH3),56.0(-OCH3),60.1(-OCH3),104.5,114.1(pyrrC),115.2(pyrrC),117.7(pyrrC),121.9(pyrrC),122.2(pyrrC),125.8,127.7,127.9,132.3,133.5,134.6,135.5(pyrrC),136.8,137.3,139.1,148.0,148.1,148.4,151.1,156.9,167.7,176.1；UV-vis(CH2Cl2)λmax/nm(logε):294(4.52),365(4.51),432(sh,4.52),480(4.65),788(4.01).ESI-HRMS calc.for C82H68N9Ni2O3[M+H]+:1342.4147,Found:1342.4136.
光谱数据表明上述制备方法得到了3,4,5-三甲氧基苯基-吡啶稠合去甲咔咯化合物。
实施例4：
本实施例采用与实施例1基本相同的合成工艺，原料改为对醛基苯甲酸甲酯，用量为0.18mmol，得深棕色产物，即得产品吡啶稠合去甲咔咯化合物，产率为70％。
产物波谱表征数据如下：1H NMR(500MHz,CDCl3,298K)δ:-0.98(d,J＝4.0Hz,2H,pyrrH),1.06(br,2H,pyrrH),1.11(d,J＝4.0Hz,2H,pyrrH),1.75(s,6H,-CH3),1.77(s,6H(-CH3)+2H(pyrrH)),1.89(d,J＝4.5Hz,2H,pyrrH),2.09(d,J＝4.5Hz,2H,pyrrH),2.15(s,12H,-CH3),2.60(s,12H,-CH3),3.33(s,3H,-CO2CH3),5.62(d,J＝8.0Hz,2H,ArH),5.85(s,4H,ArH),6.17(s,4H,ArH),6.89(d,J＝8.0Hz,2H,ArH)；13C NMR(125MHz,CDCl3,298K)δ:17.5(-CH3),17.6(-CH3),20.4(-CH3),20.9(-CH3),51.7(-CO2 CH3 ),114.2(pyrrC),114.6(pyrrC),117.8(pyrrC),120.2(pyrrC),121.9(pyrrC),122.4,125.7,126.8,127.5,127.7,127.9,128.9,132.3,133.5,134.6,135.4(pyrrC),135.5,136.8,139.0,148.2,148.5,153.8,156.6,156.9,164.9,167.4,176.3；UV-vis(CH2Cl2)λmax/nm(logε):295(4.74),366(4.71),414(4.69),480(4.85),784(4.22).ESI-HRMS calc.for C81H64N9Ni2O2[M+H]+:1310.3884,Found:1310.3856.
光谱数据表明上述制备方法得到了4-酯基苯基-吡啶稠合去甲咔咯化合物。
实施例5：
本实施例采用与实施例1基本相同的合成工艺，原料改为4-氯苯甲醛，用量为0.18mmol，得深棕色产物，即得产品吡啶稠合去甲咔咯化合物，产率为85％。
产物波谱表征数据如下：1H NMR(500MHz,CDCl3,298K)δ:-0.84(d,J＝4.0Hz,2H,pyrrH),0.99(d,J＝4.0Hz,2H,pyrrH),1.14(d,J＝4.0Hz,2H,pyrrH),1.70(s,12H(-CH3)+2H(pyrrH)),1.84(d,J＝4.5Hz,2H,pyrrH),2.04(d,J＝4.5Hz,2H,pyrrH),2.08(s,12H,-CH3),2.55(s,12H,-CH3),5.40(d,J＝8.5Hz,2H,ArH),5.78(s,4H,ArH),6.12(s,4H,ArH),6.16(d,J＝8.5Hz,2H,ArH)；13C NMR(125MHz,CDCl3,298K)δ:17.6(-CH3),17.7(-CH3),20.5(-CH3),20.9(-CH3),114.2(pyrrC),114.7(pyrrC),117.9(pyrrC),120.6(pyrrC),121.9(pyrrC),122.3,125.8,126.6,127.7,127.9,129.3,132.3,133.5,134.6,135.5(pyrrC),136.8,139.1,148.1,148.2,148.4,149.2,153.8,156.5,156.9,167.5,176.3；UV-vis(CH2Cl2)λmax/nm(logε):294(4.57),365(4.54),412(4.55),482(4.66),766(4.06).ESI-HRMS calc.for C79H61ClN9Ni2[M+H]+:1286.3440,Found:1286.3395.
光谱数据表明上述制备方法得到了4-氯苯基-吡啶稠合去甲咔咯化合物。

Claims (5)

1.一种吡啶稠合去甲咔咯化合物，其结构式如式(1)所示：
其中，Ar为式(2)至式(6)结构式中之一所示：
2.一种如权利要求1所述吡啶稠合去甲咔咯化合物的制备方法，其特征在于包括如下顺序的步骤：
(1)称取一定量的胺基去甲咔咯和芳香醛置于反应器中；其中，胺基去甲咔咯结构式如式(7)所示：
(2)再向步骤(1)的反应器中加入新蒸的甲苯溶液，在110℃下搅拌5-8小时，用色谱方法跟踪反应；
(3)待反应完全后，冷却至室温，直接用层析柱加以分离，洗脱剂为二氯甲烷和正己烷，收集第二棕色带即为粗产品，粗产品经浓缩、干燥后即得所需化合物。
3.根据权利要求2所述吡啶稠合去甲咔咯化合物的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述胺基去甲咔咯和芳香醛两种反应物的物质的量之比为1:6。
4.根据权利要求2所述吡啶稠合去甲咔咯化合物的制备方法，其特征在于：步骤(2)中所述跟踪反应的色谱方法是薄层色谱法、气相色谱法和高效液相色谱法中的任意一种。
5.根据权利要求2所述吡啶稠合去甲咔咯化合物的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述洗脱剂是体积比为1:2或者1:1的二氯甲烷与正己烷的混合溶剂。
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