CN109608456B - 一种喹哚啉衍生物的合成方法 - Google Patents

一种喹哚啉衍生物的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种喹哚啉衍生物的合成方法，包括以下步骤：式(I)所示的化合物和三甲基叠氮硅烷(TMSN3)在路易斯酸和金属盐的协同催化作用以及氧化剂的作用下于有机溶剂中进行反应，反应温度为60‑100℃，得到式(II)所示的喹哚啉衍生物，其中，式(I)和式(II)所示的化合物分别如下：
Figure DDA0001948921230000011
其中，R1、R2和R3分别独立地选自氢、烷基、烷氧基或卤素。

Description

一种喹哚啉衍生物的合成方法
技术领域
本发明涉及有机合成领域，尤其涉及一种喹哚啉衍生物的合成方法。
背景技术
喹哚啉化合物及其甲基化产物白叶藤碱是存在于白叶藤属植物中的天然分子，由于此类化合物具有重要的生物活性(例如：抗毒蕈碱，抗菌，抗病毒，抗血管疾病，和抗高血糖)(Planta Med.1992,58,486-488.；Planta Med.1996,62,22-27.；J.Nat.Prod.1997,60,688-691.；J.Med.Chem.1998,41,894-901.；PhytotherapyRes.1996,10,317-321)，因此，这类化合物的获取方法引起了人们的关注。
早期的喹哚啉衍生物的获取方法是利用醇类溶剂直接从白叶藤属植物的根叶提取。但是该方法存在时间长、收率低等缺陷而使得其应用受到限制。之后出现的化学合成方法使得这一窘境得到改善(Mini-Rev.Med.Chem.2008,8,538-554,and references citedtherein.；J.Med.Chem.2001,44,949-960.；Tetrahedron Letters.2006,47,377-379.；Synthesis 2012,44,290-296.；Tetrahedron.2013,69.9512-9519.；Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters.2008.18,1378-1381)。从现有的文献报道的合成方法来看，目前喹哚啉衍生物的合成方法依然存在反应路线长，产率较低，原材料难以获得，反应条件苛刻等问题，因此发展新的高效便捷的方法合成喹哚啉衍生物依然具有研究意义。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种喹哚啉衍生物的合成方法，本发明提供的方法反应条件温和，原子经济性和反应步骤经济性高。
本发明提供了一种喹哚啉衍生物的合成方法，包括以下步骤：
式(I)所示的化合物和三甲基叠氮硅烷(TMSN3)在路易斯酸和金属盐的协同催化作用以及氧化剂的作用下于有机溶剂中进行反应，反应温度为60-100℃，得到式(II)所示的喹哚啉衍生物，其中，式(I)和式(II)所示的化合物分别如下：
Figure BDA0001948921220000021
其中，R1、R2和R3分别独立地选自氢、烷基、烷氧基或卤素；
反应路线如下：
Figure BDA0001948921220000022
进一步地，式(I)所示的化合物和三甲基叠氮硅烷的摩尔比为1:1～4。优选地，式(I)所示的化合物和式(II)所示的化合物的摩尔比为1:3。
进一步地，路易斯酸为三氟甲磺酸三甲基硅酯、三氟甲磺酸、对甲苯磺酸、一水合对甲苯磺酸、甲基磺酸、三氟甲基乙酸、盐酸、硫酸、乙酸、三氟甲基磺酸银和三氟甲基磺酸铜中的一种或几种。优选地，路易斯酸为一水合对甲苯磺酸。
进一步地，路易斯酸与式(I)所示的化合物的摩尔比为1:5～10。优选地，路易斯酸与式(I)所示的化合物的摩尔比为1:5。
进一步地，金属盐为二水合醋酸锰、醋酸银、醋酸铜和氯化铜中的一种或几种。优选地，金属盐为二水合醋酸锰。
进一步地，金属盐与式(I)所示的化合物的摩尔比为1:5～10。优选地，金属盐与式(I)所示的化合物的摩尔比为1:5。
进一步地，氧化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酰和过硫酸钾中的一种或几种。优选地，氧化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯。
进一步地，氧化剂与式(I)所示的化合物的摩尔比为1～2:1。优选地，氧化剂与式(I)所示的化合物的摩尔比为1.5:1。
进一步地，烷基为C1-C4烷基。
进一步地，烷氧基为C1-C4烷氧基。
进一步地，卤素为氟元素、氯元素或溴元素。
进一步地，有机溶剂为1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六环、甲苯、乙腈和乙醇中的一种或几种。优选地，有机溶剂为1,2-二氯乙烷。
进一步地，有机溶剂与式(I)所示的化合物的用量比为0.1～10mL:0.1～0.5mmol。优选地，有机溶剂与式(I)所示的化合物的用量比为0.5～3mL:0.1～0.5mmol。更优选地，有机溶剂与式(I)所示的化合物的用量比为3mL:0.3mmol。
优选地，式(I)所示的化合物为2-二苯基甲基-1-氢吲哚醇(1)、5-甲基-2-二苯基甲基-1-氢吲哚醇(2)、5-甲氧基-2-二苯基甲基-1-氢吲哚醇(3)、5-氟-2-二苯基甲基-1-氢吲哚醇(4)、5-氯-2-二苯基甲基-1-氢吲哚醇(5)、5-溴-2-二苯基甲基-1-氢吲哚醇(6)、6-溴-2-二苯基甲基-1-氢吲哚醇(7)、2-二对甲苯基甲基-1-氢吲哚醇(8)、2-二对甲氧苯基甲基-1-氢吲哚醇(9)、2-二对氟苯基甲基-1-氢吲哚醇(10)，以上各编号对应的式(I)所示的化合物的具体结构式如下：
Figure BDA0001948921220000031
优选地，反应温度为60～80℃。最优选地，反应温度为80℃。
进一步地，反应在保护气氛下进行。保护气氛为氩气或氮气。
优选地，反应时间为12h。
进一步地，以上合成方法中还包括在反应结束后柱层析后得到式(II)所示的化合物的步骤。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
本发明以2-二芳基吲哚甲醇衍生物与三甲基叠氮硅烷为原料在金属盐和路易斯酸的协同催化下发生脱羟基环化串联反应，合成了一系列喹哚啉衍生物。相比于其他已存在合成喹哚啉衍生物的方法，该反应具有反应条件温和、步骤经济、收率相对较高等特点，为含有喹哚啉结构的生物活性衍生物合成提供了新的有用的方法。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合实施例详细说明如后。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
11-苯基喹哚啉的合成
称取0.3mmol 2-二苯基甲基-1-氢吲哚醇(编号(1)对应的化合物，0.0897g)，0.9mmol三甲基叠氮硅烷(119μL)，0.45mmol过氧化苯甲酸叔丁酯(86μL)，0.06mmol一水合对甲苯磺酸(0.0114g)，0.06mmol二水合醋酸锰(0.0161g)于20mL的schlenk反应管中，加3mL1,2-二氯乙烷作溶剂，氩气保护，80℃下搅拌反应12小时；反应结束后，柱层析分离(柱层析分离条件：固定相为200～300目硅胶粉，流动相为乙酸乙酯(A)和石油醚(B)，流动相变化程序(A:B)为1:15)，得到0.0730g反应产物。
对上述反应产物进行表征，结果为：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ＝11.01(s,1H),8.39(d,J＝7.7Hz,1H),8.28(d,J＝8.4Hz,1H),7.79(d,J＝8.4Hz,1H),7.61(m,9H),7.29(t,J＝7.1Hz,1H)ppm；
根据表征数据可知，制得的反应产物为11-苯基喹哚啉纯品(纯度＞95％)；对产品产率进行计算，结果为82％。
实施例2
7-甲基-11-苯基喹哚啉的合成
称取0.3mmol 5-甲基-2-二苯基甲基-1-氢吲哚醇(编号(2)对应的化合物，0.0982g)，0.9mmol三甲基叠氮硅烷(119μL)，0.45mmol过氧化苯甲酸叔丁酯(86μL)，0.06mmol一水合对甲苯磺酸(0.0114g)，0.06mmol二水合醋酸锰(0.0161g)于20mL的schlenk反应管中，加3mL 1,2-二氯乙烷作溶剂，氩气保护，80℃下搅拌反应12小时；反应结束后，柱层析分离(柱层析分离条件：固定相为200～300目硅胶粉，流动相为乙酸乙酯(A)和石油醚(B)，流动相变化程序(A:B)为1:15)，得到0.0680g反应产物。
对上述反应产物进行表征，结果为：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ＝10.89(s,1H),8.26(d,J＝8.1Hz,1H),8.20(s,1H),7.78(d,J＝7.8Hz,1H),7.73–7.60(m,6H),7.51(m,1H),7.48–7.39(m,2H),2.53(s,3H)ppm；
根据表征数据可知，制得的反应产物为7-甲基-11-苯基喹哚啉(纯度＞95％)；对产品产率进行计算，结果为73％。
实施例3
7-甲氧基-11-苯基喹哚啉的合成
称取0.3mmol 5-甲氧基2-二苯基甲基-1-氢吲哚醇(编号(3)对应的化合物，0.0987g)，0.9mmol三甲基叠氮硅烷(119μL)，0.45mmol过氧化苯甲酸叔丁酯(86μL)，0.06mmol一水合对甲苯磺酸(0.0114g)，0.06mmol二水合醋酸锰(0.0161g)于20mL的schlenk反应管中，加3mL 1,2-二氯乙烷作溶剂，氩气保护，80℃下搅拌反应12小时；反应结束后，柱层析分离(柱层析分离条件：固定相为200～300目硅胶粉，流动相为乙酸乙酯(A)和石油醚(B)，流动相变化程序(A:B)为1:15)，得到0.0580g反应产物。
对上述反应产物进行表征，结果为：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ＝10.82(s,1H),8.26(d,J＝8.4Hz,1H),7.88(d,J＝2.3Hz,1H),7.78(d,J＝8.4Hz,1H),7.66(m,6H),7.48(m,2H),7.25(m,1H),3.92(s,3H)ppm；
根据表征数据可知，制得的反应产物为7-甲氧基-11-苯基喹哚啉纯品(纯度＞95％)；对产品产率进行计算，结果为60％。
实施例4
7-氟-11-苯基喹哚啉的合成
称取0.3mmol 5-氟-2-二苯基甲基-1-氢吲哚醇(编号(4)对应的化合物，0.0951g)，0.9mmol三甲基叠氮硅烷(119μL)，0.45mmol过氧化苯甲酸叔丁酯(86μL)，0.06mmol一水合对甲苯磺酸(0.0114g)，0.06mmol二水合醋酸锰(0.0161g)于20mL的schlenk反应管中，加3mL1,2-二氯乙烷作溶剂，氩气保护，80℃下搅拌反应12小时；反应结束后，柱层析分离(柱层析分离条件：固定相为200～300目硅胶粉，流动相为乙酸乙酯(A)和石油醚(B)，流动相变化程序(A:B)为1:15)，得到0.0750g反应产物。
对上述反应产物进行表征，结果为：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ＝11.05(s,1H),8.26(d,J＝8.3Hz,1H),8.11(m,1H),7.78(d,J＝7.9Hz,1H),7.74–7.58(m,6H),7.57–7.42(m,3H)ppm；
根据表征数据可知，制得的反应产物为7-氟-11-苯基喹哚啉纯品(纯度＞95％)；对产品产率进行计算，结果为80％。
实施例5
7-氯-11-苯基喹哚啉的合成
称取0.3mmol 5-氯2-二苯基甲基-1-氢吲哚醇(编号(5)对应的化合物，0.0999g)，0.9mmol三甲基叠氮硅烷(119μL)，0.45mmol过氧化苯甲酸叔丁酯(86μL)，0.06mmol一水合对甲苯磺酸(0.0114g)，0.06mmol二水合醋酸锰(0.0161g)于20mL的schlenk反应管中，加3mL1,2-二氯乙烷作溶剂，氩气保护，80℃下搅拌反应12小时；反应结束后，柱层析分离(柱层析分离条件：固定相为200～300目硅胶粉，流动相为乙酸乙酯(A)和石油醚(B)，流动相变化程序(A:B)为1:15)，得到0.0840g反应产物。
对上述反应产物进行表征，结果为：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ＝11.15(s,1H),8.35(d,J＝1.9Hz,1H),8.26(d,J＝8.3Hz,1H),7.78(d,J＝8.4Hz,1H),7.75–7.58(m,7H),7.57–7.49(m,2H)ppm；
根据表征数据可知，制得的反应产物为7-氯-11-苯基喹哚啉纯品(纯度＞95％)；对产品产率进行计算，结果为84％。
实施例6
7-溴-11-苯基喹哚啉的合成
称取0.3mmol 5-溴-2-二苯基甲基-1-氢吲哚醇(编号(6)对应的化合物，0.1131g)，0.9mmol三甲基叠氮硅烷(119μL)，0.45mmol过氧化苯甲酸叔丁酯(86μL)，0.06mmol一水合对甲苯磺酸(0.0114g)，0.06mmol二水合醋酸锰(0.0161g)于20mL的schlenk反应管中，加3mL1,2-二氯乙烷作溶剂，氩气保护，80℃下搅拌反应12小时；反应结束后，柱层析分离(柱层析分离条件：固定相为200～300目硅胶粉，流动相为乙酸乙酯(A)和石油醚(B)，流动相变化程序(A:B)为1:15)，得到0.0840g反应产物。
对上述反应产物进行表征，结果为：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ＝11.16(s,1H),8.48(d,J＝1.8Hz,1H),8.26(d,J＝8.3Hz,1H),7.78(d,J＝8.3Hz,1H),7.75–7.60(m,7H),7.52(m,2H)ppm；
根据表征数据可知，制得的反应产物为7-溴-11-苯基喹哚啉；对产品产率进行计算，结果为75％。
实施例7
8-溴-11-苯基喹哚啉的合成
称取0.3mmol 6-溴-2-二苯基甲基-1-氢吲哚醇(编号(7)对应的化合物，0.1131g)，0.9mmol三甲基叠氮硅烷(119μL)，0.45mmol过氧化苯甲酸叔丁酯(86μL)，0.06mmol一水合对甲苯磺酸(0.0114g)，0.06mmol二水合醋酸锰(0.0161g)于20mL的schlenk反应管中，加3mL1,2-二氯乙烷作溶剂，氩气保护，80℃下搅拌反应12小时；反应结束后，柱层析分离(柱层析分离条件：固定相为200～300目硅胶粉，流动相为乙酸乙酯(A)和石油醚(B)，流动相变化程序(A:B)为1:15)，得到0.0760g反应产物。
对上述反应产物进行表征，结果为：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ＝11.11(s,1H),8.31(d,J＝8.3Hz,1H),8.26(d,J＝8.1Hz,1H),7.78(d,J＝7.9Hz,1H),7.75–7.57(m,7H),7.53(t,J＝7.0Hz,1H),7.43(m,1H)ppm；
根据表征数据可知，制得的反应产物为8-溴-11-苯基喹哚啉纯品(纯度＞95％)；对产品产率进行计算，结果为68％。
实施例8
3-甲基-11-对甲苯基喹哚啉的合成
称取0.3mmol 2-(二对甲苯基)甲基-1-氢吲哚醇(编号(8)对应的化合物，0.0982g)，0.9mmol三甲基叠氮硅烷(119μL)，0.45mmol过氧化苯甲酸叔丁酯(86μL)，0.06mmol一水合对甲苯磺酸(0.0114g)，0.06mmol二水合醋酸锰(0.0161g)于20mL的schlenk反应管中，加3mL 1,2-二氯乙烷作溶剂，氩气保护，80℃下搅拌反应12小时；反应结束后，柱层析分离(柱层析分离条件：固定相为200～300目硅胶粉，流动相为乙酸乙酯(A)和石油醚(B)，流动相变化程序(A:B)为1:15)，得到0.0750g反应产物。
对上述反应产物进行表征，结果为：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ＝10.89(s,1H),8.34(d,J＝7.8Hz,1H),8.03(d,J＝1.8Hz,1H),7.71(d,J＝8.7Hz,1H),7.57(m,1H),7.54–7.43(m,5H),7.34(m,1H),7.30–7.23(m,1H),2.55(s,3H),2.49(s,3H)ppm；
根据表征数据可知，制得的反应产物为3-甲基-11-对甲苯基喹哚啉纯品(纯度＞95％)；对产品产率进行计算，结果为77％。
实施例9
3-甲氧基-11-对甲氧基苯基喹哚啉的合成
称取0.3mmol 2-(二对甲氧基苯基)甲基-1-氢吲哚醇(编号(9)对应的化合物，0.1079g)，0.9mmol三甲基叠氮硅烷(119μL)，0.45mmol过氧化苯甲酸叔丁酯(86μL)，0.06mmol一水合对甲苯磺酸(0.0114g)，0.06mmol二水合醋酸锰(0.0161g)于20mL的schlenk反应管中，加3mL 1,2-二氯乙烷作溶剂，氩气保护，80℃下搅拌反应12小时；反应结束后，柱层析分离(柱层析分离条件：固定相为200～300目硅胶粉，流动相为乙酸乙酯(A)和石油醚(B)，流动相变化程序(A:B)为1:15)，得到0.0710g反应产物。
对上述反应产物进行表征，结果为：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ＝10.92(s,1H),8.37(d,J＝7.8Hz,1H),7.79–7.50(m,6H),7.35–7.11(m,4H),3.96(d,J＝24.9Hz,6H)ppm；
根据表征数据可知，制得的反应产物为3-甲氧基-11-对甲氧基苯基喹哚啉纯品(纯度＞95％)；对产品产率进行计算，结果为67％。
实施例10
3-氟-11-对氟苯基喹哚啉的合成
称取0.3mmol 2-(二对氟苯基)甲基-1-氢吲哚醇(编号(10)对应的化合物，0.1006g)，0.9mmol三甲基叠氮硅烷(119μL)，0.45mmol过氧化苯甲酸叔丁酯(86μL)，0.06mmol一水合对甲苯磺酸(0.0114g)，0.06mmol二水合醋酸锰(0.0161g)于20mL的schlenk反应管中，加3mL 1,2-二氯乙烷作溶剂，氩气保护，80℃下搅拌反应12小时；反应结束后，柱层析分离(柱层析分离条件：固定相为200～300目硅胶粉，流动相为乙酸乙酯(A)和石油醚(B)，流动相变化程序(A:B)为1:15)，得到0.0740g反应产物。
对上述反应产物进行表征，结果为：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ＝11.06(s,1H),8.36(d,J＝7.7Hz,1H),7.96(d,J＝8.7Hz,1H),7.86–7.37(m,8H),7.29(t,J＝7.3Hz,1H)ppm；
根据表征数据可知，制得的反应产物为3-氟-11-对氟苯基喹哚啉纯品(纯度＞95％)；对产品产率进行计算，结果为75％。
以上实施例中，过氧化苯甲酸叔丁酯作为氧化剂使用，氧化剂还可选择过氧化苯甲酰或过硫酸钾。一水合对甲苯磺酸还可以替换为三氟甲磺酸三甲基硅酯、三氟甲磺酸、对甲苯磺酸、甲基磺酸、三氟甲基乙酸、盐酸、硫酸、乙酸、三氟甲基磺酸银和三氟甲基磺酸铜中的一种或几种。二水合醋酸锰还可以替换为醋酸银或醋酸铜。反应溶剂还可以选择1,4-二氧六环、甲苯、乙腈和乙醇中的一种或几种。反应温度可以在60-100℃内调节。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种喹哚啉衍生物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
式(I)所示的化合物和三甲基叠氮硅烷在路易斯酸和金属盐的协同催化作用以及氧化剂的作用下于有机溶剂中进行反应，反应温度为60-100℃，得到式(II)所示的喹哚啉衍生物，其中，所述路易斯酸为对甲苯磺酸和/或一水合对甲苯磺酸；所述金属盐为醋酸锰；式(I)和式(II)所示的化合物分别如下：
Figure FDA0002419639500000011
其中，R1、R2和R3分别独立地选自氢、烷基、烷氧基或卤素。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：式(I)所示的化合物和三甲基叠氮硅烷的摩尔比为1:1～4。
3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述路易斯酸与式(I)所示的化合物的摩尔比为1:5～10。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述金属盐与式(I)所示的化合物的摩尔比为1:5～10。
5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述氧化剂为过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化苯甲酰和过硫酸钾中的一种或几种；氧化剂与式(I)所示的化合物的摩尔比为1～2:1。
6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述烷基为C1-C4烷基。
7.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述烷氧基为C1-C4烷氧基。
8.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述卤素为氟元素、氯元素或溴元素。
9.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述有机溶剂为1,2-二氯乙烷、1,4-二氧六环、甲苯、乙腈和乙醇中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：式(I)所示的化合物为以下结构式的化合物中的一种：
Figure FDA0002419639500000021
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