CN110128340B - 一种喹啉酮类化合物的合成方法 - Google Patents

一种喹啉酮类化合物的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种喹啉酮类化合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：以苯胺、草酰氯为原料，在有机溶剂中搅拌后，依次加入水、烯烃、光敏剂、无机碱、通入氮气，可见光照射下，一定温度下搅拌，一锅法反应得到喹啉酮类化合物；本发明实现了三步反应一锅法合成喹啉酮类化合物，从而解决了现有技术存在的制备繁琐，原子经济性差，成本高，反应时间长等问题，同时，采用简单、易得的取代苯胺和烯烃，容易通过改变原料得到取代基多样的喹啉酮类化合物。

Description

一种喹啉酮类化合物的合成方法
技术领域：
本发明涉及一种喹啉酮类化合物的合成方法，具体是涉及一种3,4-二氢喹啉-2(1H)-酮类衍生物的合成。
技术背景：
喹啉酮类化合物是一类重要的杂环化合物，是天然产物和药物活性分子中的核心结构。其中，3,4-二氢喹啉-2(1H)-酮类化合物以其显著的生物活性以及药物中的大量应用成为科学工作者的研究热点之一。3,4-二氢喹啉-2(1H)-酮类化合物在抗癌、抗血小板凝聚、抗惊厥、治疗HIV、治疗心血管疾病、治疗疟疾、治疗骨质疏松等方面表面出了良好的生物活性。因此，合成该类含氮杂环具有重要的医药价值和研究意义，如何能够高效地合成该类含氮杂环具有重要的研究意义和价值，并受到了化学家们的广泛关注。
近几年来可见光催化合成喹啉酮类化合物的方法有以下两种：
1、在光催化条件下，N-羟基邻苯二甲酰亚胺草酸酯为原料，与缺电子烯烃反应生成3,4-二氢喹啉-2(1H)-酮类化合物的合成方法(如式1，Petersen,W.F.；Taylor,R.J.K.；Donald,J.R.Org.Lett.2017,19,874.)。N-羟基邻苯二甲酰亚胺在低温下经过两步酰化反应，得到底物草酸酯(NHPI酯)。NHPI酯在光敏剂存在下，室温下以甲苯为溶剂即可与缺电子烯烃反应得到3,4-二氢喹啉-2(1H)-酮类化合物。该反应虽然具有很好的底物普适性，可以有效得到多种取代的目标产物，但是底物制备过程复杂，操作繁琐，反应不仅需要在低温条件下进行，并且底物需要避光储存，同时该反应原子经济性差，溶剂毒性强，难以应用于工业生产中。
涉及的化学反应式如下：
Figure BDA0002107707510000011
式1.NHPI酯合成3,4-二氢喹啉-2(1H)-酮类化合物。
2、为提高上述反应的原子经济性，发明人报道了以草氨酸替代NHPI酯为原料，以2mol％的Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)PF6为光敏剂，在40℃下将草氨酸脱羧与烯烃进行关环得到3,4-二氢喹啉-2(1H)-酮类化合物(如式2，eq(1)，Bai,Q-F；Jin C.；He J.-Y.；Feng,G.Org.Lett.2018,20,2172-2175)。另外，发明人的在先申请201810009403.0已经公开：以草氨酸为原料，硝酸银为催化剂，过氧化合物(如过硫酸钠，过硫酸钾等)为氧化剂，对草氨酸进行氧化脱羧并与烯烃进行环化得到3,4-二氢喹啉-2(1H)-酮类化合物(式2，eq 2)
上述技术方案涉及的化学反应式如下：
Figure BDA0002107707510000021
式2.草氨酸合成3,4-二氢喹啉-2(1H)-酮类化合物。
在上述工艺中，虽然原料草氨酸的制备相对简单、反应的原子经济性比第一种方法有所提高，但是依然存在以下问题：
1、反应步骤多、时间长：由于原料草氨酸也需要依次经过苯胺酰化反应，甲酯水解反应和酸化反应三步得到，因此制备繁琐，原子经济性差，成本高，反应时间长。
2、由于起始原料的限制，不能快速得到结构多样的3,4-二氢喹啉-2(1H)-酮类衍生物等缺点。
发明内容：
为解决以上方法存在的问题，本发明提供了一种原料简单易得、制备方法简单、反应时间短、生产成本低的喹啉酮类化合物的合成方法。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种喹啉酮类化合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：以苯胺、草酰氯为原料，在有机溶剂中搅拌后，依次加入水、烯烃、光敏剂、无机碱、通入氮气，可见光照射下，一定温度下搅拌，一锅法反应得到喹啉酮类化合物。
本发明涉及的原理及反应方程式如下：
本发明采用简单易得的苯胺、草酰氯和烯烃为起始原料，通过三步一锅法的高效方法合成喹啉酮类化合物(如式3)。该方法无需对酰化产物、水解产物进行分离和提纯，在同一反应容器中进行酰化反应——水解反应——光催化环化反应，大大提高了合成效率，简化操作。
Figure BDA0002107707510000031
式3.三步一锅法合成3,4-二氢喹啉-2(1H)-酮类化合物。
作为进一步的设置，选择以下反应条件，可以获得更佳的反应效果：
所述有机溶剂为乙腈，二氯甲烷或N,N-二甲基甲酰胺，使用前需进行无水处理。
所述苯胺、草酰氯在有机溶剂中搅拌，草酰氯的摩尔量为取代苯胺的5-20倍。
所述无机碱选择碳酸钾、磷酸钾、磷酸氢钾、磷酸氢二钾、碳酸铯、碳酸钠、碳酸锂、氢氧化钠的任意一种或几种，无机碱的摩尔量为取代苯胺的2-10倍。
所述光敏剂选择Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)、Ir[dF(CF3)ppy]2(bpy)(PF6)、Ru(ppy)3Cl2罗丹明B、曙红Y的任意一种，光敏剂的摩尔量为取代苯胺的1-5％。
所述苯胺(I)为取代仲胺，选择4-氯-N-甲基苯胺、4-氟-N-甲基苯胺、4-甲氧基-N-甲基苯胺、4-三氟甲基-N-甲基苯胺、对甲基-N-甲基苯胺等的任意一种。
所述烯烃为缺电子烯烃，选自：丙烯酸酯、丙烯腈、丙烯酰胺、α，β-不饱和酮、乙烯砜等的任意一种，烯烃的摩尔量为取代苯胺的3-5倍。
可见光光源为10-50W的蓝光，绿光，白光，红光。
所述的反应温度为室温至60℃。
反应完成后，通过萃取、柱层析分离或重结晶得到高纯度的产品。
优选地，本发明所述的一种喹啉酮类化合物的合成方法，包括以下步骤：反应管中依次加入磁子，无水二氯甲烷，草酰氯，室温下搅拌，将N-取代苯胺溶解在无水二氯甲烷中，将其迅速注射至反应管中，反应0.5-2小时，向反应管中依次加入纯净水，光敏剂，碳酸钾，密封反应管，氮气鼓泡，将烯烃注射入反应管中，可见光下反应5-40小时；反应液经过经萃取、干燥、减压浓缩、柱层析分离或重结晶得到高纯度3,4-二氢喹啉-2(1H)-酮类衍生物。所得产物用核磁共振进行结构确认。
本发明的优点如下：
(1)本发明通过原料的选择、反应物的用量控制、催化剂的选择以及反应条件的控制，最终实现了三步反应一锅法合成喹啉酮类化合物，从而解决了现有技术存在的制备繁琐，原子经济性差，成本高，反应时间长等问题。
(2)本发明的三步一锅法合成喹啉酮类化合物，合成效率高、且反应条件温和，操作简单，反应原子经济性好，以水作为反应试剂和共溶剂，符合绿色化学的要求。
(3)本发明原料采用取代苯胺和烯烃简单、易得，且容易通过改变原料得到取代基多样的3,4-二氢喹啉-2(1H)-酮类衍生物。
以下结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
具体实施方式：
实施例1-4：草酰氯用量对产率的影响
制备式V-a所示化合物：
Figure BDA0002107707510000041
制备方法如下：
20mL反应管中依次加入磁子，无水二氯甲烷(2.0mL)，加入一定量的草酰氯，室温下搅拌，将N-甲基苯胺(0.3mmol)溶解在2mL无水二氯甲烷中，迅速注射至反应管中，TLC检测苯胺至完全反应，大约反应1小时，向反应管中依次加入纯净水(2.0mL)，光敏剂Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)(2mol％)，K2CO3(1.5mmol)，密封反应管，氮气鼓泡5分钟，将丙烯酸乙酯(0.9mmol)注射入反应管中，36W LED蓝光下反应36小时。反应液用乙酸乙酯(40mL)和水(10mL)萃取，保留有机相，有机相用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩后，柱层析分离得到相应的目标产物，再经真空油泵抽干后得到产品，产品经1H-NMR检测(编号V-a)，其结构与1H-NMR数据如下：
Figure BDA0002107707510000042
(编号：V-a)
1H NMR(400MHz,CDCl3)δppm 7.31(ddd,J＝8.0,7.6,1.2Hz,1H),7.26-7.25(m,1H),7.05(ddd,J＝7.6,7.6,1.2Hz,1H),7.00(d,J＝8.4Hz,1H),4.18-4.10(m,2H),3.84(dd,J＝6.0,4.8Hz,1H),3.34(s,3H),3.02(dd,J＝16.4,4.8Hz,1H),2.87(dd,J＝16.4,6.4Hz,1H),1.21(t,J＝7.2Hz,3H)。
根据上述制备方法，调整草酰氯用量，并检测草酰氯用量对产率的影响，统计结果如表1所示。
表1：不同草酰氯用量对产率的影响
Figure BDA0002107707510000043
Figure BDA0002107707510000051
如表1所示，草酰氯用量对产率有较大影响，随着草酰氯用量的增加，反应产率有显著提高。当N-甲基苯胺：草酰氯为1:10时，反应产率可达56％。
实施例5-8：不同光敏剂对产率的影响
制备式V-a所示化合物：
Figure BDA0002107707510000052
(编号：V-a)
制备方法如下：
20mL反应管中依次加入磁子，无水二氯甲烷(2.0mL)，草酰氯(10eq)，室温下搅拌，将N-甲基苯胺(0.3mmol)溶解在2mL无水二氯甲烷中，迅速注射至反应管中，TLC检测苯胺至完全反应，大约反应1小时，向反应管中依次加入纯净水(2.0mL)，不同的光敏剂(2mol％)，K2CO3(1.5mmol)，密封反应管，氮气鼓泡5分钟，将丙烯酸乙酯(0.9mmol)注射入反应管中，36W LED蓝光下反应36小时。反应液用乙酸乙酯(40mL)和水(10mL)萃取，保留有机相，有机相用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩后，柱层析分离得到相应的目标产物，再经真空油泵抽干后得到产品。
根据上述制备方法，选择不同光敏剂，并检测不同光敏剂对于产率的影响，统计结果如表2所示。
表2：不同光敏剂对产率的影响
Figure BDA0002107707510000053
如表2所示，不同光敏剂作对产率有较大影响，通过实验检测：选择Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)、Ru(ppy)3Cl2作为光敏剂，对于反应产率有更好的效果。
实施例9-11：不同光源对产率的影响
制备式V-a所示化合物：
Figure BDA0002107707510000061
(编号：V-a)
制备方法如下：
20mL反应管中依次加入磁子，无水二氯甲烷(2.0mL)，草酰氯(10eq)，室温下搅拌，将N-甲基苯胺(0.3mmol)溶解在2mL无水二氯甲烷中，迅速注射至反应管中，TLC检测苯胺至完全反应，大约反应1小时，向反应管中依次加入纯净水(2.0mL)，光敏剂Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)(2mol％)，K2CO3(1.5mmol)，密封反应管，氮气鼓泡5分钟，将丙烯酸乙酯(0.9mmol)注射入反应管中，在不同光源下反应36小时。反应液用乙酸乙酯(40mL)和水(10mL)萃取，保留有机相，有机相用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩后，柱层析分离得到相应的目标产物，再经真空油泵抽干后得到产品。
根据上述制备方法，选择不同光源下进行反应，并检测不同光源对于产率的影响，统计结果如表3所示。
表3：不同光源对产率的影响如表3所示
实施例 4 9 10 11
光源 36W蓝光 36W白光 36W红光 36W绿光
产率 56 15 13 5
如表3所示，不同光源下进行反应对产率有较大影响，通过实验检测：选择36W蓝光下进行反应，对于反应产率有更好的效果。
实施例12-18：不同碱及用量对产率的影响
制备式V-a所示化合物：
Figure BDA0002107707510000062
(编号：V-a)
制备方法如下：
20mL反应管中依次加入磁子，无水二氯甲烷(2.0mL)，草酰氯(10eq)，室温下搅拌，将N-甲基苯胺(0.3mmol)溶解在2mL无水二氯甲烷中，迅速注射至反应管中，TLC检测苯胺至完全反应，大约反应1小时，向反应管中依次加入纯净水(2.0mL)，Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)(2mol％)(2mol％)，一定量的碱，密封反应管，氮气鼓泡5分钟，将丙烯酸乙酯(0.9mmol)注射入反应管中，36W LED蓝光下反应36小时。反应液用乙酸乙酯(40mL)和水(10mL)萃取，保留有机相，有机相用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩后，柱层析分离得到目标产物，再经真空油泵抽干后得到产品，结果如表4所示。
根据上述制备方法，选择不同类型的碱及用量进行反应，并检测不同类型的碱及用量对于产率的影响，统计结果如表4所示。
表4.不同碱及用量对产率的影响如表4所示
实施例 4 12 13 14 15 16 17 18
碱 K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> K<sub>2</sub>CO<sub>3</sub> NaOH NaOH K<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> K<sub>3</sub>PO<sub>4</sub> K<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub> K<sub>2</sub>HPO<sub>4</sub>
碱的用量 5 10 5 10 5 10 5 10
产率 56 50 42 47 52 38 37 45
注：无机碱的用量为取代苯胺的摩尔倍数。
如表4所示，不同类型的碱及用量对产率有较大影响，通过实验检测：选择K2CO3、K3PO4为碱，并将用量控制为取代苯胺5倍当量，对于反应产率有更好的效果。
实施例19：制备式V-b所示化合物
Figure BDA0002107707510000071
制备方法如下：
20mL反应管中依次加入磁子，无水二氯甲烷(2.0mL)，草酰氯(3.0mmol)，室温下搅拌，将N-甲基苯胺(0.3mmol)溶解在2mL无水二氯甲烷中，迅速注射至反应管中，TLC检测苯胺至完全反应，大约反应1小时，向反应管中依次加入纯净水(2.0mL)，光敏剂Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)(2mol％)，碳酸钾(1.5mmol)，密封反应管，氮气鼓泡5分钟，将1-戊烯-3-酮(0.9mmol)注射入反应管中，36W blue LED下反应36小时。反应液用乙酸乙酯(40mL)和水(10mL)萃取，保留有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩后，柱层析分离得到相应的目标产物，再经真空油泵抽干后得到产品(产率50％)。产品经1H-NMR检测(编号：IV-b)，其结构与1H-NMR数据如下：
Figure BDA0002107707510000081
(编号：V-b)
1H NMR(400MHz,CDCl3)δppm 7.32-7.26(m,2H),7.05(dd,J＝7.6,7.6Hz,1H),6.98(d,J＝8.0Hz,1H),3.81(dd,J＝5.6,2.8Hz,1H),3.30(s,3H),3.02(dd,J＝16.4,2.8Hz,1H),2.68(dd,J＝16.4,6.0Hz,1H),2.53-2.46(m,2H),0.96(t,J＝7.2Hz,3H).
实施例20：制备式V-c所示化合物
Figure BDA0002107707510000082
制备方法如下：
20mL反应管中依次加入磁子，无水二氯甲烷(2.0mL)，草酰氯(3.0mmol)，室温下搅拌，将N-甲基苯胺(0.3mmol)溶解在2mL无水二氯甲烷中，迅速注射至反应管中，TLC检测苯胺至完全反应，大约反应1小时，向反应管中依次加入纯净水(2.0mL)，光敏剂Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)(2mol％)，碳酸钾(1.5mmol)，密封反应管，氮气鼓泡5分钟，将N,N-二甲基丙烯酰胺(0.9mmol)注射入反应管中，36W blue LED下反应36小时。反应液用乙酸乙酯(40mL)和水(10mL)萃取，保留有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩后，柱层析分离得到相应的目标产物，再经真空油泵抽干后得到产品(产率24％)。产品经1H-NMR检测(编号：V-c)，其结构与1H-NMR数据如下：
Figure BDA0002107707510000083
(编号：V-c)
1H NMR(400MHz,CDCl3)δppm 7.31(ddd,J＝7.6,7.6,1.2Hz,1H),7.07-7.00(m,3H),4.22(dd,J＝11.2,4.8Hz,1H),3.39(s,3H),3.16(s,3H),3.10(s,3H),3.02(dd,J＝16.0,11.2Hz,1H),2.72(dd,J＝16.0,4.8Hz,1H).
实施例21：制备式V-d所示化合物
Figure BDA0002107707510000091
制备方法如下：
20mL反应管中依次加入磁子，无水二氯甲烷(2.0mL)，草酰氯(3.0mmol)，室温下搅拌，将N-甲基苯胺(0.3mmol)溶解在2mL无水二氯甲烷中，迅速注射至反应管中，TLC检测苯胺至完全反应，大约反应1小时，向反应管中依次加入纯净水(2.0mL)，光敏剂Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)(2mol％)，碳酸钾(1.5mmol)，密封反应管，氮气鼓泡5分钟，将α-亚甲基-γ-丁内酯(0.9mmol)注射入反应管中，36W blue LED下反应36小时。反应液用乙酸乙酯(40mL)和水(10mL)萃取，保留有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩后，柱层析分离得到相应的目标产物，再经真空油泵抽干后得到产品(产率31％)。产品经1H-NMR检测(编号：V-d)，其结构与1H-NMR数据如下：
Figure BDA0002107707510000092
(编号：V-d)
1H NMR(400MHz,CDCl3)δppm 7.41-7.36(m,1H),7.15-7.09(m,3H),4.50-4.45(m,1H),4.37-4.31(m,1H),3.43(s,3H),3.13and 2.71(AB q,J＝16.4,16.0Hz,2H),2.52-2.44(m,1H),2.35-2.29(m,1H).
实施例22：制备式V-e所示化合物
Figure BDA0002107707510000093
制备方法如下：
20mL反应管中依次加入磁子，无水二氯甲烷(2.0mL)，草酰氯(3.0mmol)，室温下搅拌，将N-甲基苯胺(0.3mmol)溶解在2mL无水二氯甲烷中，迅速注射至反应管中，TLC检测苯胺至完全反应，大约反应1小时，向反应管中依次加入纯净水(2.0mL)，光敏剂Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)(2mol％)，碳酸钾(1.5mmol)，密封反应管，氮气鼓泡5分钟，将丙烯酸叔丁酯(0.9mmol)注射入反应管中，36W blue LED下反应36小时。反应液用乙酸乙酯(40mL)和水(10mL)萃取，保留有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩后，柱层析分离得到相应的目标产物，再经真空油泵抽干后得到产品(产率45％)。产品经1H-NMR检测(编号：V-e)，其结构与1H-NMR数据如下：
Figure BDA0002107707510000101
(编号：V-e)
1H NMR(400MHz,CDCl3)δppm 7.32(ddd,J＝8.0,8.0,1.6Hz,1H),7.27(d,J＝7.6Hz,1H),7.06(dd,J＝7.6,7.6Hz,1H),7.02(d,J＝8.4Hz,1H).3.75(dd,J＝5.6,4.8Hz,1H),3.37(s,3H),2.98(dd,J＝16.0,4.4Hz,1H),2.77(dd,J＝16.0,6.4Hz,1H),1.41(s,9H).
实施例23：制备式V-f所示化合物
Figure BDA0002107707510000102
制备方法如下：
20mL反应管中依次加入磁子，无水二氯甲烷(2.0mL)，草酰氯(3.0mmol)，室温下搅拌，将N-甲基苯胺(0.3mmol)溶解在2mL无水二氯甲烷中，迅速注射至反应管中，TLC检测苯胺至完全反应，大约反应1小时，向反应管中依次加入纯净水(2.0mL)，光敏剂Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)(2mol％)，碳酸钾(1.5mmol)，密封反应管，氮气鼓泡5分钟，将丙烯酸正丁酯(0.9mmol)注射入反应管中，36W blue LED下反应36小时。反应液用乙酸乙酯(40mL)和水(10mL)萃取，保留有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩后，柱层析分离得到相应的目标产物，再经真空油泵抽干后得到产品(产率43％)。产品经1H-NMR检测(编号：V-f)，其结构与1H-NMR数据如下：
Figure BDA0002107707510000103
(编号：V-f)
1H NMR(400MHz,CDCl3)δppm 7.34(ddd,J＝8.8,8.8,1.2Hz,1H),7.29(d,J＝7.2Hz,1H),7.08(ddd,J＝7.2,7.2,0.8Hz,1H),7.03(d,J＝8.0Hz,1H),4.13-4.09(m,2H),3.87(dd,J＝6.0,4.4Hz,1H),3.37(s,3H),3.05(dd,J＝16.0,4.0Hz,1H),2.81(dd,J＝16.0,6.4Hz,1H),1.62-1.55(m,2H),1.34-1.28(m,2H),0.90(t,J＝7.6Hz,3H).
实施例24：制备式V-g所示化合物
Figure BDA0002107707510000111
制备方法如下：
20mL反应管中依次加入磁子，无水二氯甲烷(2.0mL)，草酰氯(3.0mmol)，室温下搅拌，将N-甲基苯胺(0.3mmol)溶解在2mL无水二氯甲烷中，迅速注射至反应管中，TLC检测苯胺至完全反应，大约反应1小时，向反应管中依次加入纯净水(2.0mL)，光敏剂Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)(2mol％)，碳酸钾(1.5mmol)，密封反应管，氮气鼓泡5分钟，将甲基丙烯酸甲酯(0.9mmol)注射入反应管中，36W blue LED下反应36小时。反应液用乙酸乙酯(40mL)和水(10mL)萃取，保留有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩后，柱层析分离得到相应的目标产物，再经真空油泵抽干后得到产品(产率37％)。产品经1H-NMR检测(编号：V-g)，其结构与1H-NMR数据如下：
Figure BDA0002107707510000112
(编号：V-g)
1H NMR(400MHz,CDCl3)δppm 7.35-7.30(m,2H),7.10(ddd,J＝7.6,7.6,1.2Hz,1H),7.02(d,J＝8.0Hz,1H),3.69(s,3H),3.37(s,3H),3.15and 2.57(AB q,J＝16.0,15.6Hz,2H),1.61(s,3H).
实施例25：制备式V-h所示化合物
Figure BDA0002107707510000113
制备方法如下：
20mL反应管中依次加入磁子，无水二氯甲烷(2.0mL)，草酰氯(3.0mmol)，室温下搅拌，将N-甲基苯胺(0.3mmol)溶解在2mL无水二氯甲烷中，迅速注射至反应管中，TLC检测苯胺至完全反应，大约反应1小时，向反应管中依次加入纯净水(2.0mL)，光敏剂Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)(2mol％)，碳酸钾(1.5mmol)，苯基乙烯砜(0.9mmol)，密封反应管，氮气鼓泡5分钟，36W blue LED下反应36小时。反应液用乙酸乙酯(40mL)和水(10mL)萃取，保留有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩后，柱层析分离得到相应的目标产物，再经真空油泵抽干后得到产品(产率41％)。产品经1H-NMR检测(编号：V-h)，其结构与1H-NMR数据如下：
Figure BDA0002107707510000121
(编号：V-h)
1H NMR(400MHz,CDCl3)δppm 7.60(dd,J＝7.6,7.2Hz,1H),7.53(d,J＝7.2Hz,2H),7.45-7.39(m,4H),7.14(dd,J＝7.6,7.2Hz,1H),6.83(d,J＝8.4Hz,1H),4.35(d,J＝7.6Hz,1H),3.43(d,J＝17.6,Hz,1H),3.04(dd,J＝17.6,7.6Hz,1H),2.82(s,3H).
实施例26：制备式V-i所示化合物
Figure BDA0002107707510000122
制备方法如下：
20mL反应管中依次加入磁子，无水二氯甲烷(2.0mL)，草酰氯(3.0mmol)，室温下搅拌，将N-甲基对甲基苯胺(0.3mmol)溶解在2mL无水二氯甲烷中，迅速注射至反应管中，TLC检测苯胺至完全反应，大约反应1小时，向反应管中依次加入纯净水(2.0mL)，光敏剂Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)(2mol％)，碳酸钾(1.5mmol)，密封反应管，氮气鼓泡5分钟，将丙烯酸乙酯(0.9mmol)注射入反应管中，36W blue LED下反应36小时。反应液用乙酸乙酯(40mL)和水(10mL)萃取，保留有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩后，柱层析分离得到相应的目标产物，再经真空油泵抽干后得到产品(产率40％)。产品经1H-NMR检测(编号：V-i)，其结构与1H-NMR数据如下：
Figure BDA0002107707510000131
(编号：V-i)
1H NMR(400MHz,CDCl3)δppm 7.13(d,J＝8.4Hz,1H),7.08(s,1H),6.91(d,J＝8.0Hz,1H),4.20-4.12(m,2H),3.81(dd,J＝6.0,4.8Hz,1H),3.35(s,3H),3.01(dd,J＝16.4,4.8Hz,1H),2.78(dd,J＝16.0,6.0Hz,1H),2.33(s,3H),1.24(t,J＝7.2Hz,3H).
实施例27：制备式V-j所示化合物
Figure BDA0002107707510000132
制备方法如下：
20mL反应管中依次加入磁子，无水二氯甲烷(2.0mL)，草酰氯(3.0mmol)，室温下搅拌，将4-氯-N-甲基苯胺(0.3mmol)溶解在2mL无水二氯甲烷中，迅速注射至反应管中，TLC检测苯胺至完全反应，大约反应1小时，向反应管中依次加入纯净水(2.0mL)，光敏剂Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)(2mol％)，碳酸钾(1.5mmol)，密封反应管，氮气鼓泡5分钟，将丙烯酸乙酯(0.9mmol)注射入反应管中，36W blue LED下反应36小时。反应液用乙酸乙酯(40mL)和水(10mL)萃取，保留有机相，饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，减压浓缩后，柱层析分离得到相应的目标产物，再经真空油泵抽干后得到产品(产率39％)。产品经1H-NMR检测(编号：V-j)，其结构与1H-NMR数据如下：
Figure BDA0002107707510000133
(编号：V-j)
1H NMR(400MHz,CDCl3)δppm 7.30-7.26(m,2H),6.94(d,J＝8.4Hz,1H),4.21-4.12(m,2H),3.81(dd,J＝6.0,4.0Hz,1H),3.33(s,3H),3.03(dd,J＝16.4,4.4Hz,1H),2.77(dd,J＝16.4,6.0Hz,1H),1.24(t,J＝7.2Hz,3H)。
总结：
1、如实施例1-18所示，本发明通过对于喹啉酮类化合物合成反应体系的研究，最终实现了三步反应一锅法合成工艺，并通过原料的选择、反应物的用量、催化剂的选择以及反应条件的控制，有效地提高了反应的效率，从而解决了现有技术存在的制备繁琐，原子经济性差，成本高，反应时间长等问题。
2、如实施例19-27所示，本发明原料选择采用取代苯胺和烯烃，因此，容易通过改变原料得到取代基多样的3,4-二氢喹啉-2(1H)-酮类衍生物。

Claims (7)

1.一种喹啉酮类化合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：以取代苯胺、草酰氯为原料，在有机溶剂中搅拌后，依次加入水、烯烃、光敏剂、无机碱、通入氮气，可见光照射下，一定温度下搅拌，一锅法反应得到喹啉酮类化合物；
所述取代苯胺选择4-氯-N-甲基苯胺、4-氟-N-甲基苯胺、4-甲氧基-N-甲基苯胺、4-三氟甲基-N-甲基苯胺、对甲基-N-甲基苯胺的任意一种；
所述烯烃选自丙烯酸酯、丙烯腈、丙烯酰胺、α，β-不饱和酮、乙烯砜的任意一种，烯烃的摩尔量为取代苯胺的3-5倍；
所述光敏剂选择Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)、Ir[dF(CF3)ppy]2(bpy)(PF6)、Ru(ppy)3Cl2、罗丹明B、曙红Y的任意一种，光敏剂的摩尔量为取代苯胺的1-5%。
2.根据权利要求1所述的一种喹啉酮类化合物的合成方法，其特征在于：所述的一锅法反应是指：取代苯胺、草酰氯和烯烃为起始原料，在同一反应容器中进行酰化反应、水解反应、光催化环化反应，无需对酰化产物、水解产物进行分离和提纯，三步一锅法合成喹啉酮类化合物。
3.根据权利要求1所述的一种喹啉酮类化合物的合成方法，其特征在于：所述有机溶剂为乙腈、二氯甲烷或N, N-二甲基甲酰胺，使用前需进行无水处理。
4.根据权利要求1所述的一种喹啉酮类化合物的合成方法，其特征在于：取代苯胺、草酰氯在有机溶剂中搅拌，草酰氯的摩尔量为取代苯胺的5-20倍。
5.根据权利要求1所述的一种喹啉酮类化合物的合成方法，其特征在于：所述无机碱选择碳酸钾、磷酸钾、磷酸氢钾、磷酸氢二钾、碳酸铯、碳酸钠、碳酸锂、氢氧化钠的任意一种或几种，无机碱的摩尔量为取代苯胺的2-10倍。
6.根据权利要求1所述的一种喹啉酮类化合物的合成方法，其特征在于：可见光光源为10-50W的蓝光，10-50W的绿光，10-50W的白光或10-50W的红光。
7.根据权利要求1所述的一种喹啉酮类化合物的合成方法，其特征在于：所述的反应温度为室温至60℃。
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