CN106977488B - 一种6h-苯并[c]苯并吡喃及其衍生物的制备方法 - Google Patents

一种6h-苯并[c]苯并吡喃及其衍生物的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种6H‑苯并[C]苯并吡喃及其衍生物的制备方法，具体是指一种可见光促进下合成6H‑苯并[C]苯并吡喃及其衍生物的新方法；该方法以重氮盐为原料，钌为催化剂，有机溶剂中，经氮气保护和3~100 W白光照射下，于室温~50℃搅拌反应1~48 h，合成得到6H‑苯并[C]苯并吡喃及其衍生物；该方法无需碱和配体，且反应操作简单，反应条件温和，环境友好，反应收率高，具有较广阔的应用前景。

Description

一种6H-苯并[C]苯并吡喃及其衍生物的制备方法
技术领域：
本发明属于有机合成领域，具体涉及一种6H-苯并[C]苯并吡喃及其衍生物的制备方法。
背景技术：
苯并吡喃类化合物是一类重要的含氧杂环化合物，其中，特别是6H-苯并[C]苯并吡喃分子骨架结构广泛存在于天然产物和具有生物活性的药物分子中(Bioorg.Med.Chem.Lett.2003,13,2075-2078；Org.Lett.,2008,10,2195-2198；J.Nat.Prod.,2009,72,906-911；J.Med.Chem.,2013,56,3904-3921)，这类化合物具有广阔的应用前景，引起了化学家们的研究兴趣，并相继报道了各种合成6H-苯并[C]苯并吡喃类化合物的有效方法。以苯基苄基醚类化合物为原料，合成6H-苯并[C]苯并吡喃类化合物主要有两条路径：路线A和路线B。
路线A：通过过渡金属催化的偶联反应合成6H-苯并[C]苯并吡喃
利用偶联反应(路线A)实现双芳基化，如：Suzuki-Miyaura偶联反应、Negishi偶联反应、Kumada-Corriu-Hiyama偶联反应等可以合成6H-苯并[C]苯并吡喃类化合物(PureAppl.Chem.1991,63,419-422；Chem.Rev.1995,95,2457-2483；Chem.Rev.2002,102,1359-1470；CN102633582A)。该方法的缺点在于反应温度较高、需要加入偶联反应所需的碱和配体等添加剂。另外，该方法的底物制备也有很大的局限性。
Path B：通过钯催化C-H键活化策略合成6H-苯并[C]苯并吡喃
通过C-H键活化策略(路线B)也能很好地实现6H-苯并[C]苯并吡喃类化合物的合成(Tetrahedron Lett.2008,49,3419-3422；Org.Lett.,2011,13,3242-3245；Chem.Commun.,2011,47,9813-9815；Tetrahedron Lett.2012,53,7036-7039)。但是，这类钯催化的反应需要添加化学计量的碱、使用配体、并且要在高温下(130℃或回流)才能得到较好的产率。因此反应条件较为苛刻，使其应用得到了很大限制。
发明内容：
本发明旨在提供一种温和的、可见光促进的合成6H-苯并[C]苯并吡喃类化合物的新方法。
本发明为实现上述目的采取的技术方案如下：
一种6H-苯并[C]苯并吡喃及其衍生物的制备方法，其特征在于：以式(I)所示的重氮盐为原料，在钌催化作用下，有机溶剂中，经氮气保护和3～100W白光光照下，于室温～50℃搅拌反应1～48h，合成得到式(II)所示的6H-苯并[C]苯并吡喃及其衍生物，反应路线如下：
式(I)和式(II)中：R1为氢、氯、甲基；R2为氢、氟；R3为氢、氯、溴、甲基。
进一步的设置如下：
上述方法中，式(I)所示底物重氮盐与钌催化剂的投料物质的量之比为1:0.02～0.001。所述的钌催化剂选自：[Ru(bpy)3]Cl2、[Ru(bpy)3](PF6)2、[Ru(phen)3]Cl2或曙红Y(Eosin Y)，优选[Ru(bpy)3]Cl2。
上述方法中，有机溶剂选自以下一种：乙酸乙酯、甲醇、乙醇、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、丙酮、二氯甲烷，甲酰胺，优选为乙酸乙酯、乙腈。
上述方法中，反应需经氮气保护，在3～100W白光照射下，反应1～48小时。所述白光光源可以为白色节能灯、白色LED灯、太阳光。
上述方法中，优选反应时间6～24小时，反应温度为室温。
上述方法中，合成得到的目标化合物为：6H-苯并[C]苯并吡喃、9-氯-6H-苯并[C]苯并吡喃、9-溴-6H-苯并[C]苯并吡喃、9-甲基-6H-苯并[C]苯并吡喃、3-氟-6H-苯并[C]苯并吡喃、2-氯-6H-苯并[C]苯并吡喃、2-甲基-6H-苯并[C]苯并吡喃、2,9-二甲基-6H-苯并[C]苯并吡喃。
产物结构如下：
与已知的合成方法比较，本发明方法具有如下优点：
1、反应条件更加非常温和。室温下将反应物搅拌一定时间即能以很好的收率得到产物，无需加热或回流。
2、反应条件更加绿色。反应在可见光照射下即可进行；另外，反应中不用加碱和配体等添加剂，既提高了反应的绿色性，又降低了合成成本。
3、通过对反应条件的控制，可以有效地提高反应的收率。
具体实施方式：
下面结合具体实施例对本发明进行进一步说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1：该实施例说明6H-苯并[C]苯并吡喃的制备。
在10mL的耐压管中加入苯基重氮盐(59.6mg,0.2mmol)[式(1),R1＝H,R2＝H,R3＝H]，Ru(bpy)3Cl2(1.3mg,0.002mmol)，乙酸乙酯2mL，在氮气保护下，用36W白色节能灯照射反应管，然后体系于室温搅拌24h，反应结束后，用乙酸乙酯稀释，水洗3次，有机相用无水硫酸钠干燥，然后减压蒸馏浓缩，柱层析分离得到目标产物，收率96％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.77(dd,J＝7.7,1.6Hz,1H),7.73(d,J＝7.7Hz,1H),7.41(td,J＝7.7,1.2Hz,1H),7.31(td,J＝7.5,1.2Hz,1H),7.29-7.24(m,1H),7.18(dd,J＝7.5,0.6Hz,1H),7.09(td,J＝7.6,1.2Hz,1H),7.03(dd,J＝8.1,1.1Hz,1H),5.15(s,2H).该化合物与文献(Tetrahedron2016,72,1043-1050)报道一致。
替换例：
制备方法同实施例1，区别在于，调整反应溶剂，催化剂、催化剂用量、反应温度，并统计其对反应收率的影响，如表1所示。
表1：
实施例2：该实施例说明9-氯-6H-苯并[C]苯并吡喃的制备。
在10mL的耐压管中加入苯基重氮盐(66.4mg,0.2mmol)[式(1),R1＝H,R2＝H,R3＝4-Cl]，Ru(bpy)3Cl2(1.3mg,0.002mmol)，乙酸乙酯2mL，在氮气保护下，用36W白色节能灯照射反应管，然后体系于室温搅拌24h，反应结束后，用乙酸乙酯稀释，水洗3次，有机相用无水硫酸钠干燥，然后减压蒸馏浓缩，柱层析分离得到目标产物，收率66％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.70(dd,J＝8.2,1.7Hz,2H),7.33-7.24(m,2H),7.12-7.07(m,2H),7.02(dd,J＝8.1,1.1Hz,1H),5.10(s,2H).该化合物与文献(Tetrahedron Lett.2012,53,7036-7039)报道一致。
实施例3：该实施例说明9-溴-6H-苯并[C]苯并吡喃的制备。
在10mL的耐压管中加入苯基重氮盐(75.4mg,0.2mmol)[式(1),R1＝H,R2＝H,R3＝4-Br]，Ru(bpy)3Cl2(1.3mg,0.002mmol)，乙酸乙酯2mL，在氮气保护下，用36W白色节能灯照射反应管，然后体系于室温搅拌24h，反应结束后，用乙酸乙酯稀释，水洗3次，有机相用无水硫酸钠干燥，然后减压蒸馏浓缩，柱层析分离得到目标产物，收率83％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.84(d,J＝1.7Hz,1H),7.69(dd,J＝7.8,1.4Hz,1H),7.42(dd,J＝8.0,1.8Hz,1H),7.35-7.28(m,1H),7.13-6.99(m,3H),5.08(s,3H).该化合物与文献(TetrahedronLett.2012,53,7036-7039)报道一致。
实施例4：该实施例说明9-甲基-6H-苯并[C]苯并吡喃的制备。
在10mL的耐压管中加入苯基重氮盐(62.4mg,0.2mmol)[式(1),R1＝H,R2＝H,R3＝4-CH3]，Ru(bpy)3Cl2(1.3mg,0.002mmol)，乙酸乙酯2mL，在氮气保护下，用36W白色节能灯照射反应管，然后体系于室温下搅拌24h，反应结束后，用乙酸乙酯稀释，水洗3次，有机相用无水硫酸钠干燥，然后减压蒸馏浓缩，柱层析分离得到目标产物，收率82％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.76(dd,J＝7.6,1.6Hz,1H),7.55(s,1H),7.28-7.24(m,1H),7.14-7.06(m,3H),7.02(dd,J＝8.0,1.2Hz,1H),5.12(s,2H),2.44(s,3H).该化合物与文献(Tetrahedron2016,72,1043-1050)报道一致。
实施例5：该实施例说明3-氟-6H-苯并[C]苯并吡喃的制备。
在10mL的耐压管中加入苯基重氮盐(63.2mg,0.2mmol)[式(1),R1＝H,R2＝F,R3＝H]，Ru(bpy)3Cl2(1.3mg,0.002mmol)，乙酸乙酯2mL，在氮气保护下，用36W白色节能灯照射反应管，然后体系于室温搅拌24h，反应结束后，用乙酸乙酯稀释，水洗3次，有机相用无水硫酸钠干燥，然后减压蒸馏浓缩，柱层析分离得到目标产物，收率90％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.75-7.59(m,2H),7.38(t,J＝7.7Hz,1H),7.29(dd,J＝7.5,0.9Hz,1H),7.15(d,J＝7.4Hz,1H),6.87-6.62(m,2H),5.13(s,2H).该化合物与文献(Tetrahedron 2016,72,1043-1050)报道一致。
实施例6：该实施例说明2-氯-6H-苯并[C]苯并吡喃的制备。
在10mL的耐压管中加入苯基重氮盐(66.4mg,0.2mmol)[式(1),R1＝Cl,R2＝H,R3＝H]，Ru(bpy)3Cl2(1.3mg,0.002mmol)，乙酸乙酯2mL，在氮气保护下，用36W白色节能灯照射反应管，然后体系于室温搅拌24h，反应结束后，用乙酸乙酯稀释，水洗3次，有机相用无水硫酸钠干燥，然后减压蒸馏浓缩，柱层析分离得到目标产物，收率83％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.59(d,J＝2.6Hz,1H),7.55(d,J＝7.6Hz,1H),7.32(t,J＝7.6Hz,1H),7.23(dt,J＝7.6,1.0Hz,1H),7.06-7.10(m,2H),6.84(d,J＝8.6Hz,1H),5.10(s,2H).该化合物与文献(Chem.Commun.,2011,47,9813-9815)报道一致。
实施例7：该实施例说明2-甲基-6H-苯并[C]苯并吡喃的制备。
在10mL的耐压管中加入苯基重氮盐(62.4mg,0.2mmol)[式(1),R1＝CH3,R2＝H,R3＝H]，Ru(bpy)3Cl2(1.3mg,0.002mmol)，乙酸乙酯2mL，在氮气保护下，用36W白色节能灯照射反应管，然后体系于室温搅拌24h，反应结束后，用乙酸乙酯稀释，水洗3次，有机相用无水硫酸钠干燥，然后减压蒸馏浓缩，柱层析分离得到目标产物，收率77％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.73(d,J＝7.7Hz,1H),7.58(d,J＝1.6Hz,1H),7.41(t,J＝8.2Hz,1H),7.31(td,J＝7.5,1.1Hz,1H),7.18(dd,J＝7.5,0.6Hz,1H),7.08(dd,J＝8.2,1.5Hz,1H),6.94(d,J＝8.2Hz,1H),5.12(s,2H),2.40(s,3H).该化合物与文献(Tetrahedron 2016,72,1043-1050)报道一致。实施例8：该实施例说明2,9-二甲基-6H-苯并[C]苯并吡喃的制备。
在10mL的耐压管中加入苯基重氮盐(65.2mg,0.2mmol)[式(1),R1＝CH3,R2＝H,R2＝4-CH3]，Ru(bpy)3Cl2(1.3mg,0.002mmol)，乙酸乙酯2mL，在氮气保护下，用36W白色节能灯照射反应管，然后体系于室温搅拌24h，反应结束后，用乙酸乙酯稀释，水洗3次，有机相用无水硫酸钠干燥，然后减压蒸馏浓缩，柱层析分离得到目标产物，收率96％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.55-7.48(m,2H),7.11-6.99(m,2H),6.88(d,J＝8.2Hz,1H),5.04(s,2H),2.40(s,3H),2.35(s,3H).该化合物与文献(Tetrahedron Lett.2012,53,7036-7039)报道一致。

Claims (7)

1.一种6H-苯并[C]苯并吡喃及其衍生物的制备方法，其特征在于，以式(I)所示的重氮盐为原料，在钌催化作用下，有机溶剂中，经氮气保护和白光光照下，在室温～50℃搅拌反应1～48h，合成得到式(II)所示的目标产物：
式(I)和式(II)中：R1为氢、氯、甲基；R2为氢、氟；R3为氢、氯、溴、甲基；
所述的钌催化剂选自：[Ru(bpy)3]Cl2、[Ru(bpy)3](PF6)2、[Ru(phen)3]Cl2或曙红Y；
所述反应溶剂选自以下的一种或几种：乙酸乙酯、甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺、乙腈、丙酮、二氯甲烷，甲酰胺。
2.根据权利要求1所述的一种6H-苯并[C]苯并吡喃及其衍生物的制备方法，其特征在于，制得的目标产物结构如下：
3.根据权利要求1所述的一种6H-苯并[C]苯并吡喃及其衍生物的制备方法，其特征在于：重氮盐与钌催化剂的投料物质的量之比为1:0.02～0.001。
4.根据权利要求1所述的一种6H-苯并[C]苯并吡喃及其衍生物的制备方法，其特征在于：所述反应溶剂为乙酸乙酯或乙腈。
5.根据权利要求1所述的一种6H-苯并[C]苯并吡喃及其衍生物的制备方法，其特征在于：所述反应在3～100W白光照射下进行。
6.根据权利要求5所述的一种6H-苯并[C]苯并吡喃及其衍生物的制备方法，其特征在于：所述白光光源为白色节能灯、白色LED灯或太阳光。
7.根据权利要求1所述的一种6H-苯并[C]苯并吡喃及其衍生物的制备方法，其特征在于：所述反应时间为6～24小时，反应温度为：室温。
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Synthesis of substituted 6H-benzo[c]chromenes: a palladium promoted ring closure of diazonium tetrafluoroborates;Jing Zhou等;《Tetrahedron Letters》;20121023;第53卷;参见第7037页表1第4行

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