CN110105355A - 一种1,2,3-三唑-[1,5-a]并喹啉类化合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本专利公开了一种1,2,3‑三唑‑[1,5‑a]并喹啉类化合物的制备方法,该方法包括:将取代的甲基喹啉与碘单质预先进行反应,待甲基喹啉消失后,再加入三水磷酸钾固体,并将对甲基苯磺酰肼加入继续反应,即得到1,2,3‑三唑‑[1,5‑a]并喹啉类化合物。本发明的制备方法采用的原料廉价易得,操作方法简单,反应条件温和,且可以采用一锅法进行,步骤较短,收率高达83%,为工业上制备此类化合物提供了一种可行的方法。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成领域,具体地,涉及一种1,2,3-三唑-[1,5-a]并喹啉类化合物的制备方法。
背景技术
1,2,3-三唑及其衍生物是一类极其重要的三氮芳杂环化合物。由于其具有较好的抗肿瘤、抗真菌、抗结核、抗HIV病毒及止痛等活性,已被广泛地应用于生命科学、材料化学以及医药领域。
Roy,B.等人发现了一种将无抗菌活性的儿茶素表、儿茶精和对细菌无活性的单环内酰胺通过药物拼接原理以三唑为连接基团得到的一种化合物,对大肠杆菌显示出中等的抑制活性。[RoyB,ChakrabortyA,Ghosh S K,BasakA.Design, synthesis andbioactivity of catechin/epicatechin and 2-azetidinone derived chimericmolecules[J].Bioorg.Med.Chem.Lett.,2009,19(24);7007-7010.]
此外,在抗真菌药物中1,2,3-三唑环已经成为抗真菌药物研发新领域之一,特别是在现有的药物中引入不同取代的1,2,3-三唑环,通过高通量筛选常常可以得到毒性低、活性好的分子,因此,含1,2,3-三唑环的化合物有望成为抗真菌药物新成员。[Aher N G,Pore V S,Mishra N N,Kumar A,Shukla,P K,Sharma A,Bhat M K Synthesis andantifungal activity of 1,2,3-triazole containing fluconazole analogues[J].Bioorg.Med.Chem. Lett.,2009,19(3):759-763.]
Gill,C.报道了一种苯并咪唑衍生的1,2,3-三唑多氟化物对结核分枝杆菌的抑制率达96%以上。[Gill C,Jadhav G,Shaikh M,Kale R,GhawalkarA,Nagargoje D,ShiadkarM.Clubbed[1,2,3]triazoles by fluorine benzimidazole:A novel approach to H37Rvinhibitors as apotential treatment for tuberculosis[J].Bioorg.Med.Chem.Lett.,2008,18(24):6244-6247.]
Cho,S.报道了将有抗疟疾活性,并无抗癌活性的青蒿素,羰基位置引入 1,2,3,-三唑得到一系列青蒿素衍生物,该类化合物显示出一定的抗癌活性,此类青蒿素衍生物显示出高的发展空间,有望成为新的抗癌药物。[Cho S,Ohs,UmY. Synthesis of 10-substituted triazolyl artemisinins possessing anticancer activity via Huisgen1,3-dipolarcylcoaddition[J].Bioorg.Med.Chem.Lett.,2009,19(2):382--385.]
基于1,2,3-三唑类化合物上述多种生物活性,该类化合物的合成受到极大关注。
文献中报道的合成取代-1,2,3-三唑的方法主要有以下几种:
(一)1974年,Yasumitsu,Tamura等人报道了将1-喹啉-1-乙酮肟与O-2,4,6- 三甲基苯磺酰基羟胺混合反应,再与PPA(多聚磷酸)混合反应得到4-取代-1,2,3- 三唑-喹啉衍生物的方法,该反应对使用该法的实验室制备提出较高的要求,使用的试剂PPA(多聚磷酸)有腐蚀性,受热分解会产生剧毒烟气,对实验人员安全造成威胁。
(二)1999年,Om,Prakash小组发展了由2-(1-肼乙基)喹啉得到3-甲基 -1,2,3-三唑[1,5-a]并喹啉的方法,但使用的二乙酸碘苯经过反应会生成碘苯残留在产物中,经过常规柱层析较难除去生成的碘苯和未反应的二乙酸碘苯,因此对产物的纯度造成影响,该方法使用的2-(1-肼乙基)-喹啉在工业生产中不易获得,反应液的后续处理需要将溶剂真空中蒸发然后剩余固体用乙烷洗涤,最后需要在乙醇中重结晶得到产物,处理步骤繁琐,使用试剂较多,有悖于绿色化学理念和环境保护观念。
(三)2010年,Ackermann等报道了一种过渡金属钯催化的经化学反应合成1,2,3-三氮唑并三氮杂菲的方法,该反应条件较复杂,需要使用过渡金属钯盐和铜盐,金属试剂昂贵,且反应废液存在重金属对生态环境以及水体会造成危害,处理较为麻烦,反应时间长,需要反应20个小时,同时,反应温度较高,安全性较差。
(四)2012年,Avnish,Kumar等人以4-丁基-1-(2-碘苯基)-1,2,3-三唑为原料,与乙酸钯于碱性环境中,在DMF溶剂中120℃下,并在氮气保护气氛下,一锅合成3-butyl-7-(4-butyl-1H-1,2,3-triazol-1-yl)-[1,2,3]triazolo[1,5-f]Phenanthrid ine,该反应所需试剂较多,并需要在氮气保护环境中完成反应,实验室条件受到限制,原料4-丁基-1-(2-碘苯基)-1,2,3-三唑不易直接获得,需要经过其他合成步骤提前制备,且使用的乙酸钯催化剂价格较贵,后续钯离子废液处理较麻烦,使合成成本增加,且不同底物范围不具普适性,需要根据不同底物,使用不同的催化剂、碱和溶剂。
(五)2013年,Rosa,Adam等经过三步反应合成三唑化合物,首先使用二氧化硒为氧化剂在二氧六环溶剂中回流,再加入水合肼在甲醇溶剂中反应,再加入二氧化锰在氯仿溶剂中回流,加入乙醚沉淀产物,总产率为56%。该反应需要使用当量的有刺激性且有剧毒的二氧化硒和金属试剂二氧化锰等试剂都增加实验的危险性,且经过三步反应生成三唑产物,最终总产率为56%,反应步骤多,时间较长,至少需要48h。
(六)2014年,Tasuku,Hirayama等使用2-苯甲酰吡啶与水合肼为原料在乙酸和乙醇溶剂中回流6h,再加入乙酸铜作催化剂,乙酸乙酯与乙醇体积比5:1 为溶剂条件下反应。该反应使用水合肼试剂,该试剂具有腐蚀性,具有易燃易爆的性质,属于安全管制试剂,使用不方便。同时,原料2-苯甲酰吡啶不是商业易得的试剂,需要提前预制备。
综上所述,目前文献报道的方法大多采用多步合成策略和过渡金属催化偶联的合成策略,金属催化剂价格昂贵,反应条件苛刻、合成方法复杂、消耗大量的溶剂和试剂并对环境产生污染。同时,文献使用的原料大多不是商业化可购买的,需要经过一系列步骤提前制备,制备过程还需要使用钯和铜等过渡金属,爆炸性的叠氮化钠和水合肼,强毒性的二氧化硒等。
发明内容
为克服现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种反应条件温和、合成方法简单、环境友好的1,2,3-三唑-[1,5-a]并喹啉类化合物的制备方法。该方法起始原料廉价易得,一锅多步串联生成目标产物,不需要分离中间体,节约生产成本。该方法不需要使用金属催化剂和有毒物质,不会对环境产生影响。
为达到上述目的,本发明是通过以下的技术方案来实现的:其具体反应式如下所示:
其中R1为氢原子、氟、氯、溴、苯基、甲基、甲氧基、乙氧基、乙酯基、甲酯基、异丙酯基。
按上述方案,所述取代酰肼化合物为对甲基苯磺酰肼、苯磺酰基、萘磺酰肼、乙基磺酰肼、乙酰肼、苯甲酰肼、环己基甲酰肼。
按上述方案,所述的溶剂为二甲基亚砜、乙腈、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯,优选二甲基亚砜。
按上述方案,所述的碱性化合物为氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钾、三水磷酸钾,优选三水磷酸钾。
按上述方案,相对于0.36mmol所述取代酰肼化合物,所述溶剂的用量为2-3 mL。
按上述方案,可以进一步的,所述溶剂为二甲基亚砜,所述取代酰肼化合物为对甲基苯磺酰肼,所述碱性化合物为三水磷酸钾。
按上述方案,可以进一步的,所述的芳环或芳杂环取代的2-甲基喹啉、对甲基苯磺酰肼、单质碘和三水磷酸钾的摩尔比为1:1.2:2.4:3。
按上述方案,具体的反应步骤为:将取代的甲基喹啉、单质碘和溶剂二甲基亚砜在110℃油浴条件下磁力搅拌2-8个小时,优选为4-6个小时,得到接触产物,反应冷却后,加入对甲基苯磺酰肼和三水磷酸钾,在110℃油浴条件下磁力搅拌2-8个小时,优选为4-6个小时,反应完成后,将反应溶液萃取,有机层洗涤、干燥、减压蒸馏除去溶剂即得粗产品,在经过柱层析分离提纯即得产物 1,2,3-三唑-[1,5-a]并喹啉类化合物。其具体反应式为:
按上述方案,所述的萃取步骤中使用的萃取剂为乙酸乙酯,有机层洗涤步骤中使用的洗涤剂为硫代硫酸钠溶液,干燥步骤中使用的干燥剂为无水硫酸钠,柱层析分离提纯的步骤中使用的淋洗液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂,其中,石油醚和乙酸乙酯=1.5:1(V/V)。
现有的合成方法大多采用多步合成策略和过渡金属催化偶联的合成策略,所用的金属催化剂价格昂贵,而且反应条件苛刻、合成方法复杂、消耗大量的溶剂和试剂并对环境产生污染。同时,现有合成方法的起始原料大多不是商业化可购买的,需要经过一系列步骤提前制备,制备过程还需要使用钯和铜等过渡金属,爆炸性的叠氮化钠和水合肼,强毒性的二氧化硒等。
本发明的创新在于提出了一种合成1,2,3-三唑-[1,5-a]喹啉类化合物的技术路线,属于一种新的合成方法,具体反应过程如下:
相比现有合成方法,本发明以廉价易得的工业原料甲基喹啉(平均约2.46 元/克,伊诺凯,与现有合成方法的起始物不同),串联反应策略将多步反应集于一锅之中,不需要分离反应中间体2-碘甲基喹啉、2-醛基喹啉和喹啉腙等,而且不使用其他合成方法所用的易爆炸的水合肼、叠氮化钠和具有腐蚀性的多聚磷酸,以及环境污染的过渡金属钯、铜等催化剂等,是一种绿色环保的一锅多步合成 1,2,3-三唑-[1,5-a]喹啉类化合物方法。
本发明的有益效果:
与已有的方法相比,本发明所述的合成方法简便,实验操作步骤为萃取、柱层析或重结晶等基础实验操作,原料廉价,如甲基喹啉价格仅为2.46元/g,反应时间仅需6-8小时、时间短,以甲基喹啉为底物收率高达83%。
此外,该反应利用串联反应策略,不需要分离中间体,即中间体2-碘甲基喹啉、2-醛基喹啉和喹啉腙等,减少柱层析等分离提纯步骤,减少溶剂试剂消耗,节省时间和人力资本;
而且,实验用试剂如硫酸钠等均较其它方法所有试剂对环境友好,同时,实验条件较温和,反应条件简单无需高温、高压等苛刻条件,因此所需实验室条件也较简单,且不需要使用其他合成方法所用的易爆炸的水合肼,叠氮化钠和具有腐蚀性的多聚磷酸,以及环境污染的过渡金属钯、铜等催化剂,是一种具有工业化应用价值的合成方法。
具体实施方式
为了更好地理解本发明,下面结合实施例进一步阐明本发明的内容,但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1:的制备
反应式为:
具体步骤为:向15mL耐压管中加入0.3mmol 2-甲基喹啉、0.75mmol单质碘、2mL二甲基亚砜,在110℃下磁力搅拌反应4个小时,反应冷却后,加入0.36mmol对甲基苯磺酰肼和0.9mmol三水磷酸钾,在110℃下磁力搅拌6 个小时,反应完成后,将反应溶液萃取,有机层洗涤、干燥、减压蒸馏除去溶剂即得粗产品,粗品用石油醚/乙酸乙酯=1.5:1(V/V)为淋洗液进行柱层析分离提纯即得所需产品,产品为黄色固体,收率为83%。
所得产品的鉴定数据结果为:1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)8.75(d,J =8.4Hz,1H),8.08(s,1H),7.80(dd,J=1.2,8.0Hz,1H),7.72(dt,J=1.2,8.4Hz, 1H),7.56(dt,J=1.2,8.0Hz,1H),7.51(d,J=9.6Hz,1H),7.47(d,J=9.6Hz,1H),. 13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm)131.8,131.7,130.0,128.5,127.5,127.0, 126.6,123.8,116.2,114.7。
实施例2:的制备
反应式为:
具体步骤为:向15mL耐压管加入0.3mmol 2-二甲基喹喔啉、0.75mmol单质碘、2mL二甲基亚砜,在110℃下磁力搅拌反应4个小时,反应冷却后,加入0.36mmol对甲基苯磺酰肼和0.9mmol三水磷酸钾,在110℃下磁力搅拌6 个小时,反应完成后,将反应溶液萃取,有机层洗涤、干燥、减压蒸馏除去溶剂即得粗产品,粗产品用石油醚/乙酸乙酯=1.5:1(V/V)为淋洗液进行柱层析分离提纯即得所需产品,产品为黄色固体,收率为76%。
所得产品的鉴定数据结果为:1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)9.21(s, 1H),8.70(dd,J=8.0,2.0Hz,1H),8.39(s,1H),8.17(dd,J=1.6,8.0Hz,1H),7.79 (td,J=1.6,7.2Hz,1H),7.74(ddd,J=1.6,7.2,8.0Hz,1H).13C-NMR(100MHz, CDCl3):δ(ppm)143.1,136.3,130.5,130.2,129.4,128.9,126.9,126.0,115.8。
实施例3:的制备
反应式为:
具体步骤为:向15mL耐压管中加入0.3mmol 6-溴-2-甲基喹啉、0.75mmol 单质碘、2mL二甲基亚砜,在110℃下磁力搅拌反应4个小时,反应冷却后,加入0.36mmol对甲基苯磺酰肼和0.9mmol三水磷酸钾,在110℃下磁力搅拌 6个小时,反应完成后,将反应溶液萃取,有机层洗涤、干燥、减压蒸馏除去溶剂即得粗产品,粗产品用石油醚/乙酸乙酯=1.5:1(V/V)为淋洗液进行柱层析分离提纯即得所需产品,产品为黄色固体,收率为65%。
所得产品的鉴定数据结果为:1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)8.64(d,J= 9.2Hz,1H),8.11(s,1H),7.97(d,J=2.4Hz,1H),7.83(dd,J=2.4,9.2Hz,1H),7.57 (d,J=9.2Hz,1H),7.42(d,J=9.2Hz,1H).13CNMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm) 136.1,129.7,127.8,126.0,122.2,116.4,115.0。
实施例4:的制备
具体步骤为:向15mL耐压管中加入0.3mmol 7-氯-2-甲基喹啉、0.75mmol 单质碘、2mL二甲基亚砜,在110℃下磁力搅拌反应4个小时,反应冷却后,加入0.36mmol对甲基苯磺酰肼和0.9mmol三水磷酸钾,在110℃下磁力搅拌 6个小时,反应完成后,将反应溶液萃取,有机层洗涤、干燥、减压蒸馏除去溶剂即得粗产品,粗产品用石油醚/乙酸乙酯=1.5:1(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品,产品为黄色固体,收率为67%。
所得产品的鉴定数据结果为:1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)8.78(d,J= 2.4Hz,1H),8.10(s,1H),7.76(d,J=8.8Hz,1H),7.54(dd,J=2.4,8.8Hz,2H), 7.47(d,J=9.6Hz,1H).13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm)136.1,132.2,131.8, 129.7,127.8,127.7,126.0,125.99,122.2,116.4,115.0。
实施例5:的制备
反应式为:
具体步骤为:向15mL耐压管中加入0.3mmol 6-氯-2-甲基喹啉、0.75mmol 单质碘、2mL二甲基亚砜,在110℃下磁力搅拌反应4个小时,反应冷却后,加入0.36mmol对甲基苯磺酰肼和0.9mmol三水磷酸钾,在110℃下磁力搅拌 6个小时,反应完成后,将反应溶液萃取,有机层洗涤、干燥、减压蒸馏除去溶剂即得粗产品,粗产品用石油醚/乙酸乙酯=1.5:1(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品,产品为黄色固体,收率为65%。
所得产品的鉴定数据结果为:1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)8.73(d,J= 8.8Hz,1H),8.12(s,1H),7.82(d,J=2.4Hz,1H),7.70(dd,J=2.4,8.8Hz,1H), 7.58(d,J=9.2Hz,1H),7.43(d,J=9.2Hz,1H).13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ (ppm)132.9,131.6,130.4,127.9,127.7,125.6,125.0,117.9,116.1。
实施例6:的制备
反应式为:
具体步骤为:向15mL耐压管中加入0.3mmol 6-氟-2-甲基喹啉、0.75mmol 单质碘、2mL二甲基亚砜,在110℃下磁力搅拌反应4个小时,反应冷却后,加入0.36mmol对甲基苯磺酰肼和0.9mmol三水磷酸钾,在110℃下磁力搅拌6个小时,反应完成后,将反应溶液萃取,有机层洗涤、干燥、减压蒸馏除去溶剂即得粗产品,粗产品用石油醚/乙酸乙酯=1.5:1(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品,产品为黄色固体,收率为73%。
所得产品的鉴定数据结果为:1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)8.77-8.80 (m,J=4.0,8.4Hz,1H),8.11(d,J=3.6Hz,1H),7.59(d,J=9.2Hz,1H),7.45-7.51 (m,3H),13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm)131.4,127.9,125.9,125.8,125.4, 125.3,118.6,118.53,118.50,118.3,116.2,113.5,113.3。
实施例7:的制备
反应式为:
具体步骤为:向15mL耐压管中加入0.3mmol 7-氟-2-甲基喹啉、0.75mmol 单质碘、2mL二甲基亚砜,在110℃下磁力搅拌反应4个小时,反应冷却后,加入0.36mmol对甲基苯磺酰肼和0.9mmol三水磷酸钾,在110℃下磁力搅拌 6个小时,反应完成后,将反应溶液萃取,有机层洗涤、干燥、减压蒸馏除去溶剂即得粗产品,粗产品用石油醚/乙酸乙酯=1.5:1(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品,产品为黄色固体,收率为68%。
所得产品的鉴定数据结果为:1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)8.45(dd,J =2.8,9.2Hz,1H),8.10(s,1H),7.84(dd,J=5.6,8.8Hz,1H),7.50(d,J=1.2Hz, 2H),7.33-7.34(td,J=2.4,8.4Hz,1H),13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm)164.3, 161.8,131.8,130.7,130.3,127.6,126.1,120.44,120.41,116.0,115.8,114.0,113.9, 103.4,103.1,99.9。
实施例8:的制备
反应式为:
具体步骤为:向15mL耐压管中加入0.3mmol 2,6-二甲基喹啉、0.75mmol单质碘、2mL二甲基亚砜,在110℃下磁力搅拌反应4个小时,反应冷却后,加入0.36mmol对甲基苯磺酰肼和0.9mmol三水磷酸钾,在110℃下磁力搅拌6 个小时,反应完成后,将反应溶液萃取,有机层洗涤、干燥、减压蒸馏除去溶剂即得粗产品,粗产品用石油醚/乙酸乙酯=1.5:1(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品,产品为黄色固体,收率为69%。
所得产品的鉴定数据结果为:1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)8.65(d,J= 8.8Hz,1H),8.07(s,1H),7.54-7.62(m,2H),7.46(dd,J=9.2,25.2Hz,2H),2.52(s, 3H),13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm)137.1,131.4,128.1,127.4,126.5,123.9, 116.1,114.6,21.3。
实施例9:的制备
反应式为:
具体步骤为:向15mL耐压管中加入0.3mmol 6-甲氧基-2-甲基喹啉、0.75 mmol单质碘、2mL二甲基亚砜,在110℃下磁力搅拌反应4个小时,反应冷却后,加入0.36mmol对甲基苯磺酰肼和0.9mmol三水磷酸钾,在110℃下磁力搅拌6个小时,反应完成后,将反应溶液萃取,有机层洗涤、干燥、减压蒸馏除去溶剂即得粗产品,粗产品用石油醚/乙酸乙酯=1.5:1(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品,产品为黄色固体,收率为71%。
所得产品的鉴定数据结果为:1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)8.68(d,J=9.2Hz,1H),8.07(s,1H),7.47(dd,J=9.2,33.6Hz,2H),7.33(dd,J=2.8,9.2Hz, 1H),7.20(d,J=2.8Hz,1H),3.93(s,3H),13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm) 158.3,131.1,127.5,126.3,125.2,119.1,117.8,115.2,109.5,55.7。
实施例10:的制备
反应式为:
具体步骤为:向15mL耐压管中加入0.3mmol 6-乙氧基-2-甲基喹啉、0.75 mmol单质碘、2mL二甲基亚砜,在110℃下磁力搅拌反应4个小时,反应冷却后,加入0.36mmol对甲基苯磺酰肼和0.9mmol三水磷酸钾,在110℃下磁力搅拌6个小时,反应完成后,将反应溶液萃取,有机层洗涤、干燥、减压蒸馏除去溶剂即得粗产品,粗产品用石油醚/乙酸乙酯=1.5:1~2:1(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品,产品为黄色固体,收率为74%。
所得产品的鉴定数据结果为:1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)8.67(d,J= 9.6Hz,1H),8.06(s,1H),7.46(dd,J=9.6,36Hz,2H),7.33(dd,J=2.8,9.2Hz,1H), 7.19(d,J=2.8Hz,1H),4.15(q,J=7.2Hz,2H),1.48(t,J=7.2,14.4Hz,3H), 13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm)157.7,131.0,127.5,126.3,125.2,119.5,117.7, 115.1,110.2,64.0,14.7。
实施例11:的制备
反应式为:
具体步骤为:向15mL耐压管中加入0.3mmol 2-甲基-1,8-萘啶、0.75mmol 单质碘、2mL二甲基亚砜,在110℃下磁力搅拌反应4个小时,反应冷却后,加入0.36mmol对甲基苯磺酰肼和0.9mmol三水磷酸钾,在110℃下磁力搅拌 6个小时,反应完成后,将反应溶液萃取,有机层洗涤、干燥、减压蒸馏除去溶剂即得粗产品,粗产品用石油醚/乙酸乙酯=1.5:1~2:1(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品,产品为黄色固体,收率为65%。
所得产品的鉴定数据结果为:1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)8.86(dd,J =2.0,4.8Hz,1H),8.20(dd,J=2.0,8.0Hz,1H),8.14(s,1H),7.61(d,J=1.2Hz, 1H),7.59(t,J=3.6,8.4Hz 1H),7.47(d,J=9.6Hz,1H).13C-NMR(100MHz, CDCl3):δ(ppm)150.3,142.7,137.3,133.3,128.1,125.5,123.2,118.9,116.2,40.9。
实施例12:的制备
反应式为:
具体步骤为:向15mL耐压管中加入0.3mmol 4-甲氧基-2-甲基喹啉、0.75 mmol单质碘、2mL二甲基亚砜,在110℃下磁力搅拌反应4个小时,反应冷却后,加入0.36mmol对甲基苯磺酰肼和0.9mmol三水磷酸钾,在110℃下磁力搅拌6个小时,反应完成后,将反应溶液萃取,有机层洗涤、干燥、减压蒸馏除去溶剂即得粗产品,粗产品用石油醚/乙酸乙酯=1.5:1(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品,产品为黄色固体,收率为62%。
所得产品的鉴定数据结果为:1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)8.73(dq,J =1.2,8.4Hz,1H),8.17(dd,J=1.2,8.4Hz,1H),7.91(s,1H),7.78-7.74(m,1H), 7.59(ddd,J=1.2,7.2Hz,1H),6.70(s,1H),4.04(s,3H),13CNMR(100MHz, CDCl3):δ(ppm)153.9,132.6,132.0,130.5,126.7,126.1,123.7,119.2,116.2,89.5, 55.9。
实施例13:的制备
反应式为:
具体步骤为:向15mL耐压管中加入0.3mmol 4-苯基-2-甲基喹啉、0.75mmol 单质碘、2mL二甲基亚砜,在110℃下磁力搅拌反应4个小时,反应冷却后,加入0.36mmol对甲基苯磺酰肼和0.9mmol三水磷酸钾,在110℃下磁力搅拌 6个小时,反应完成后,将反应溶液萃取,有机层洗涤、干燥、减压蒸馏除去溶剂即得粗产品,粗产品用石油醚/乙酸乙酯=1.5:1(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品,产品为黄色固体,收率为65%。
所得产品的鉴定数据结果为:1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)8.89(dd,J =0.8,8.4Hz,1H),8.12(s,1H),7.81-7.75(m,2H),7.53-7.56(m,2H),7.50-7.52(m, 2H),7.47-7.49(m 3H).13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm)139.3,137.8,131.9, 131.3,130.0,129.5,128.7,128.5,127.7,127.6,126.9,123.5,116.6,114.4。
实施例14:的制备
反应式为:
具体步骤为:向15mL耐压管中加入0.3mmol 6-乙酯基-2-甲基喹啉、0.75 mmol单质碘、2mL二甲基亚砜,在110℃下磁力搅拌反应4个小时,反应冷却后,加入0.36mmol对甲基苯磺酰肼和0.9mmol三水磷酸钾,在110℃下磁力搅拌6个小时,反应完成后,将反应溶液萃取,有机层洗涤、干燥、减压蒸馏除去溶剂即得粗产品,粗产品用石油醚/乙酸乙酯=1.5:1(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品,产品为黄色固体,收率为64%。
所得产品的鉴定数据结果为:1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)8.83(d,J= 8.8Hz,1H),8.56(d,J=2.0Hz,1H),8.39(dd,J=2.0,8.8Hz,1H),8.13(s,1H), 7.59(dd,J=9.6,12.0Hz,2H),4.46(q,J=7.2Hz,2H),1.45(t,J=7.2,14.4Hz,3H). 13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm)165.4,134.1,132.1,130.6,129.2,127.9,126.7, 123.5,116.5,115.7,61.6,14.3。
实施例15:的制备
反应式为:
具体步骤为:向15mL耐压管中加入0.3mmol 6-甲酯基-2-甲基喹啉、0.75 mmol单质碘、2mL二甲基亚砜,在110℃下磁力搅拌反应4个小时,反应冷却后,加入0.36mmol对甲基苯磺酰肼和0.9mmol三水磷酸钾,在110℃下磁力搅拌6个小时,反应完成后,将反应溶液萃取,有机层洗涤、干燥、减压蒸馏除去溶剂即得粗产品,粗产品用石油醚/乙酸乙酯=1.5:1(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品,产品为黄色固体,收率为61%。
所得产品的鉴定数据结果为:1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)8.83(d,J=8.8Hz,1H),8.56(d,J=2.0Hz,1H),8.38(dd,J=1.6,8.8Hz,1H),8.13(s,1H), 7.59(dd,J=9.2,13.6Hz,2H),4.00(s,3H),13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm) 165.9,134.2,132.1,130.7,130.6,128.8,127.9,126.7,123.5,116.6,115.7,52.6。
实施例16:的制备
反应式为:
具体步骤为:向15mL耐压管中加入0.3mmol 2,5,7-三甲基喹啉、0.75mmol 单质碘、2mL二甲基亚砜,在110℃下磁力搅拌反应4个小时,反应冷却后,加入0.36mmol对甲基苯磺酰肼和0.9mmol三水磷酸钾,在110℃下磁力搅拌 6个小时,反应完成后,将反应溶液萃取,有机层洗涤、干燥、减压蒸馏除去溶剂即得粗产品,粗产品用石油醚/乙酸乙酯=1.5:1(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品,产品为黄色固体,收率为65%。
所得产品的鉴定数据结果为:1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)8.47(s, 1H),8.06(s,1H),7.65(dd,J=0.8,9.6Hz,1H),7.47(d,J=9.2Hz,1H),7.24(s,1H), 2.64(s,3H),2.55(s,3H).13C-NMR(100MHz,CDCl3):δ(ppm)140.5,135.8,132.1, 131.6,129.7,127.2,123.1,120.5,114.2,113.1,53.1,21.8,19.4。
实施例17:的制备
反应式为:
具体步骤为:向15mL耐压管中加入0.3mmol 6-异丙酯基-2-甲基喹啉、0.75 mmol单质碘、2mL二甲基亚砜,在110℃下磁力搅拌反应4个小时,反应冷却后,加入0.36mmol对甲基苯磺酰肼和0.9mmol三水磷酸钾,在110℃下磁力搅拌6个小时,反应完成后,将反应溶液萃取,有机层洗涤、干燥、减压蒸馏除去溶剂即得粗产品,粗产品用石油醚/乙酸乙酯=1:1(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品,产品为黄色固体,收率为67%。
所得产品的鉴定数据结果为:1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)8.82(d,J= 8.8Hz,1H),8.54(d,J=2.0Hz,1H),8.38(dd,J=1.6,8.4Hz,1H),8.13(s,1H),7.59 (d,J=1.2Hz,2H),5.29-5.35(m,1H),1.42(d,J=6.4Hz,6H),13C-NMR(100MHz, CDCl3):δ(ppm)164.9,134.0,132.1,130.6,130.6,129.6,127.8,126.8,123.4,116.4, 115.6,69.2,21.9。
实施例18:的制备
反应式为:
具体步骤为:向15mL耐压管中加入0.3mmol 1-甲基异喹啉、0.75mmol单质碘、2mL二甲基亚砜,在110℃下磁力搅拌反应4个小时,反应冷却后,加入0.36mmol对甲基苯磺酰肼和0.9mmol三水磷酸钾,在110℃下磁力搅拌6 个小时,反应完成后,将反应溶液萃取,有机层洗涤、干燥、减压蒸馏除去溶剂即得粗产品,粗产品用石油醚/乙酸乙酯=1.5:1(V/V)为淋洗液进行柱分离提纯即得所需产品,产品为黄色固体,收率为69%。
所得产品的鉴定数据结果为:1H-NMR(400MHz,CDCl3):δ(ppm)8.52(dd,J =0.8,7.2Hz,1H),8.43(d,J=1.2Hz,1H),8.15-8.17(m,1H),7.81(m,1H),7.66(dq, J=1.6,7.2,14.8,30.0Hz,2H),7.21(d,J=7.2Hz,1H),13C-NMR(100MHz,CDCl3): δ(ppm)132.5,129.1,128.9,127.6,125.8,124.1,123.0,122.7,116.1。
对比例1:
将1-喹啉-1-乙酮肟与O-2,4,6-三甲基苯磺酰基羟胺混合反应生成羟胺肼中间体,再与PPA(多聚磷酸)混合于80~100℃加热,得到3-甲基-1,2,3-三唑[1,5-a] 并喹啉。具体反应过程如下:
该反应无商业化原料,需要进行原料的预制备,而且反应使用的O-三甲基苯磺酰基羟胺危险品标志Xn,对使用该法的实验室制备提出较高的要求,并且,使用的试剂PPA(多聚磷酸)有腐蚀性,且受热分解会产生剧毒烟气,对实验人员安全造成不可估量的威胁。
对比例2:
将2-(1-肼乙基)喹啉与二乙酸碘苯溶解于二氯甲烷中,并在室温条件下反应得到3-甲基-1,2,3-三唑[1,5-a]并喹啉。具体反应过程如下:
该反应使用的二乙酸碘苯经过反应会生成碘苯残留在产物中,经过常规柱层析较难除去生成的碘苯和未反应的二乙酸碘苯,因此对产物的纯度造成影响,该方法使用的2-(1-肼乙基)-喹啉在工业生产中不易获得,反应液的后续处理需要将溶剂真空中蒸发然后剩余固体用二氯甲烷洗涤,最后需要在乙醇中重结晶得到产物,处理步骤繁琐,使用试剂较多,有悖于绿色化学理念和环境保护观念。
对比例3:
通过过渡金属钯盐和铜盐于甲苯溶剂中在140℃条件下催化的经化学反应合成1,2,3-三氮唑并三氮杂菲,具体反应过程如下所示:
该反应条件较复杂,需要使用过渡金属钯盐和铜盐,金属试剂昂贵,且反应废液存在重金属对生态环境以及水体会造成危害,处理较为麻烦,反应时间长,需要反应20个小时,同时,反应温度较高,需要140℃,安全性较差。
对比例4:
以4-丁基-1-(2-碘苯基)-1,2,3-三唑为原料,与乙酸钯于碱性环境中,在 DMF溶剂中120℃下,并在氮气保护气氛下,一锅合成 3-butyl-7-(4-butyl-1H-1,2,3-triazol-1-yl)-[1,2,3]triazolo[1,5-f]phenanthridine,具体反应过程如下所示:
该反应无商业化原料,而且所需试剂较多,并需要在氮气保护环境中完成反应,实验室条件受到限制,原料4-丁基-1-(2-碘苯基)-1,2,3-三唑不易直接获得,需要经过其他合成步骤提前制备,且使用的乙酸钯催化剂价格较贵,后续钯离子废液处理较麻烦,使合成成本增加,且不同底物范围不具普适性,需要根据不同底物,使用不同的催化剂、碱和溶剂。
对比例5:
二氧化硒为氧化剂在二氧六环溶剂中回流2h,再加入水合肼在甲醇溶剂中反应,再加入二氧化锰在氯仿溶剂中回流24h,最后通过加入乙醚沉淀产物,三步反应合成三唑化合物,总产率为56%。具体反应如下所示:
该反应的伊诺凯2240元/克,价格昂贵,而且需要使用当量的有刺激性且有剧毒的二氧化硒和金属试剂二氧化锰等试剂,使用的溶剂二氧六环和乙醚较危险,且经过三步反应生成三唑产物,最终总产率仅为56%,反应步骤多,时间较长,至少需要48h。
对比例6:
2-苯甲酰吡啶与水合肼为原料在乙酸和乙醇溶剂中回流6h,得到中间体,再加入乙酸铜作催化剂,乙酸乙酯与乙醇体积比5:1为溶剂条件下反应。具体反应如下所示:
该反应的伊诺凯12.7元/克,价格昂贵,且使用水合肼试剂具有腐蚀性、易燃易爆的性质,属于安全管制试剂,使用不方便。反应需要经过两步才能得到目标产物,同时,原料2-苯甲酰吡啶不是商业易得的试剂,需要提前预制备。
对比例1-6的合成方法使用的起始原料取代碘苯基三氮唑、2-(1-肼乙基)喹啉、O-三甲基苯磺酰基羟胺等都不是商业可以购买的原料,需要经过一系列步骤制备,各个中间体需要进行分离和纯化,需要消耗大量的溶剂和试剂增加了整个反应的成本,也增加了合成过程中的废弃物对环境的污染。与现有合成方法相比,本发明以廉价易得的工业原料甲基喹啉(平均约2.46元/克,伊诺凯)为原料,使用二甲基亚砜作溶剂,利用串联反应策略,将多步反应集于一锅之中,不需要分离反应中间体2-碘甲基喹啉、2-醛基喹啉和喹啉腙等,减少柱层析等分离提纯步骤,减少溶剂试剂消耗,节省时间和人力资本,绿色环保的一锅多步合成1,2,3- 三唑-[1,5-a]喹啉类化合物。
本发明所述的合成方法简便,实验操作步骤为萃取、柱层析或重结晶等基础实验操作,原料廉价如甲基喹啉价格仅为2.46元/g,反应时间仅需6—8小时、时间短,以甲基喹啉为底物收率高达83%,反应底物具有很好的普适性,各种取代的2-甲基喹啉和4-甲基喹啉均能得到目标产物。同时,实验条件较温和,反应条件简单无需高温、高压等苛刻条件,因此所需实验室条件也较简单,且不需要使用其他合成方法所用的易爆炸的水合肼和叠氮化钠,具有腐蚀性的多聚磷酸和强毒性的二氧化硒,以及对环境有污染的过渡金属钯、铜等催化剂,是一种具有潜在应用价值的合成方法。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术指导构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种简单变型,采用等同替换或等小变换的方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围内。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (8)
1.一种1,2,3-三唑-[1,5-a]并喹啉类化合物的制备方法,其特征在于,该方法包括:80-130℃油浴条件下,将取代的甲基喹啉与碘单质于溶剂中预先进行反应2-8小时,反应冷却待甲基喹啉消失后,再在碱性条件下将取代酰肼化合物加入继续反应2-8小时后即得1,2,3-三唑-[1,5-a]并喹啉类化合物,其中,所述取代的甲基喹啉、取代酰肼化合物、单质碘的摩尔比为1:1~2:0.5~6,制备方法如下所示,
其中,R1选自氢原子、氟、氯、溴、苯基、甲基、甲氧基、乙氧基、乙酯基、甲酯基、异丙酯基,
所述取代酰肼化合物选自对甲基苯磺酰肼、苯磺酰基、萘磺酰肼、乙基磺酰肼、乙酰肼、苯甲酰肼、环己基甲酰肼,
所用溶剂选自二甲基亚砜、乙腈、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺、甲苯、三氯甲烷、四氢呋喃。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述碱性条件由碱性化合物提供,所述碱性化合物选自氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钾、三水磷酸钾。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述溶剂为二甲基亚砜,所述取代酰肼化合物为对甲基苯磺酰肼,所述碱性化合物为三水磷酸钾。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述取代的甲基喹啉、对甲基苯磺酰肼、单质碘、三水磷酸钾的摩尔比为1:1.2:2.4:3。
5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,相对于0.36mmol对甲基苯磺酰肼二甲基亚砜的用量为2-3mL。
6.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,反应温度为110℃。
7.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,取代的甲基喹啉与碘单质于溶剂中预先进行反应4-6小时。
8.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,碱性条件下将取代酰肼化合物加入继续反应4-6小时。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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