CN111018779A - 一种2-(3-异喹啉基)-丙酸乙酯衍生物及合成方法 - Google Patents

一种2-(3-异喹啉基)-丙酸乙酯衍生物及合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种2‑(3‑异喹啉基)‑丙酸乙酯衍生物及其合成方法。以易制备、具有结构多样性和多反应中心的O‑乙酰基肟为原料，在铑盐作用下实现O‑乙酰基肟中的芳环邻位C–H键活化，与联烯酸酯发生偶联反应，合成了一系列不同结构的2‑(3‑异喹啉基)‑丙酸乙酯衍生物，产物能够进一步转化成功能化产物。该方法原料易得、操作简便、反应条件温和，其官能团具有多样性，无需预官能团化。

Description

一种2-(3-异喹啉基)-丙酸乙酯衍生物及合成方法
技术领域
本发明涉及一种2-(3-异喹啉基)-丙酸乙酯衍生物及其合成方法。以易制备、具有结构多样性和多反应中心的O-乙酰基肟为原料，在铑盐作用下实现O-乙酰基肟中的芳环邻位C-H键活化，与联烯酸酯发生偶联反应，合成了一系列不同结构的2-(3-异喹啉基)-丙酸乙酯衍生物。与已有的异喹啉衍生物的合成方法相比较，本发明原料易得、操作简便，反应条件温和，环境友好；并且反应中不需要加入任何氧化剂或还原剂，无需预官能团化，具有原子经济性等特点。
背景技术
碳氢键活化及官能团化反应与传统的方法相比，具有许多优势，比如：原子经济性、无需预官能团化底物、反应选择性好及官能团兼容性好等优点。2007年，Satoh和Miura课题组首次利用[RhCp*Cl2]2实现了在催化条件下的碳氢键活化反应(Org.lett.2007,9,1407)以来，之后的十年里该领域得到了快速发展。
异喹啉结构单元广泛存在于天然产物及药物分子中，因此对其合成具有重要的研究意义。早期合成异喹啉环需要在底物中引入特定基团来构建异喹啉环结构单元。该方法往往反应条件比较苛刻，底物适用范围较窄等缺点限制了其应用；近些年，随着碳氢键活化的发展，人们开始关注通过碳氢键环化反应直接构建异喹啉环；该反应无需预官能团化，具有原子经济性。但是目前报道的主要集中在O-乙酰基肟与内炔的反应(J.Org.Chem.2017,82,10408；Adv.Synth.Catal.2016,358,774；Org.Lett.2012,14,3032)，与末端炔烃的反应报道的比较少，底物种类受限。(Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,12958)。联烯是一类累积二烯化合，具有多个反应中心，受到人们广泛关注。然而O-乙酰基肟与联烯酸酯的反应目前还没有报道。
本发明利用易制备、具有结构多样性和多反应中心的O-乙酰基肟为原料，在铑盐作用实现O-乙酰基肟中的芳环邻位C–H键活化，与联烯酸酯发生偶联反应，合成了一系列不同结构的2-(3-异喹啉基)-丙酸乙酯衍生物。
发明内容
本发明的目的在于以易制备、具有结构多样性和多反应中心的O-乙酰基肟2为原料，经过C–H键活化，与联烯酸酯偶联，合成异喹啉衍生物。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
以铑盐为催化剂，加热条件下进行O-乙酰基肟2与联烯酸酯3的交叉偶联反应，生成2-(3-异喹啉基)-丙酸乙酯衍生物3(反应式1)。反应结束后按常规分离纯化方法进行产物分离和表征，得到目标产物。
Figure BDA0001822539300000021
技术方案特征在于：
1.O-乙酰基肟2的取代基：R为甲基、乙基、苄基、烯基、或者苯基；R1为甲基、乙基、甲氧基、氟、氯、溴、氰基、乙氧羰基或乙酰基。
2.联烯酸酯3的取代基：R2为甲基、乙基、正丙基、正丁基、异丁基、正己基、或烯丙基；R3为甲基、乙基、正丙基、正丁基、异丙基、叔丁基、或苄基。
3.催化剂为RhCl3、[RhCp*Cl2]2、Rh2(OAc)4或Rh(PPh3)3Cl；其中，反应以[RhCp*Cl2]2为催化剂效果最好，最优助剂为六氟锑酸银，O-乙酰基肟2和催化剂的最优摩尔比为1:0.02；O-乙酰基肟2与六氟锑酸银的优选摩尔比为1:0.10。
4.反应中的最优添加剂为特戊酸。
5.反应溶剂为1,2-二氯乙烷时反应效果最好。
6.反应时间为6-48小时。其中，最佳反应时间为24-48小时。
7.反应温度为0-100℃，最优反应温度在40-60℃。
8.O-乙酰基肟2与联烯酸酯3的优选摩尔比为1:2。
本发明具有以下优点：
1)合成子O-乙酰基肟2具有结构多样性且易大量制备，可以用来合成不同类型和结构的2-(3-异喹啉基)-丙酸乙酯衍生物1。
2)反应底物无需预官能团化，原子经济性；反应条件温和，操作简单，底物适用范围广等特点。
3)反应中不需要外加入任何氧化剂或还原剂。
总之，本发明利用O-乙酰基肟2的结构多样性与多反应中心来高效合成不同类型和结构的2-(3-异喹啉基)-丙酸乙酯衍生物1，原料易得，操作简便，目标产物收率高，并且可以进一步衍生化。
具体实施方式
本发明以简单的O-乙酰基肟2和联烯酸酯3为原料，在铑盐和加热条件下进行交叉偶联反应(反应式1)。
Figure BDA0001822539300000022
具体过程为：在手套箱中称取O-乙酰基肟2(0.3mmol)，钌配合物(0.006mmol)，六氟锑酸银(0.03mmol)，特戊酸(0.06mmol)加入到25mL带有支口管中，在氮气氛围下加入1,2-二氯乙烷(3mL)，联烯酸酯3(0.6mmol)在60℃下反应24h。反应完全后，减压旋蒸，除去溶剂，之后用硅胶柱层析(洗脱液为石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯:20:1,v/v)，得到目标产物1。目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定得到确认。
通过下述实施例有助于进一步理解本发明，但本发明的内容并不仅限于此。
实施例1
Figure BDA0001822539300000031
具体过程为：在手套箱中称取O-乙酰基肟2a(53mg，0.3mmol)，[RhCp*Cl2]2(3.7mg，0.006mmol)，特戊酸(6.1mg,0.06mmol)，，加入到25mL带有支口管中，在氮气氛围下加入联烯酸乙酯3a(76mg，0.6mmol)，1,2-二氯乙烷(3mL)在60℃下反应24h。反应完全后，减压旋蒸，除去溶剂，之后用硅胶柱层析(石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯:20:1,v/v)得到无色液体产物1a(62mg,收率85％)。目标产物通过核磁共振谱得到确认。
实施例2
Figure BDA0001822539300000032
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应体系中加入的O-乙酰基肟是2b(57mg,0.3mmol)。停止反应，经后处理得到淡黄色液体目标产物1b(68mg,收率88％)。目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定得到确认。
实施例3
Figure BDA0001822539300000033
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应体系中加入的O-乙酰基肟是2c(62mg,0.3mmol)。停止反应，经后处理得到淡黄色液体目标产物1c(75mg,收率92％)。目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定得到确认。
实施例4
Figure BDA0001822539300000041
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应体系中加入的O-乙酰基肟是2d(62mg,0.3mmol)。停止反应，经后处理得到淡黄色液体目标产物1d(73mg,收率90％)。目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定得到确认。
实施例5
Figure BDA0001822539300000042
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应体系中加入的O-乙酰基肟是2e(59mg,0.3mmol)。停止反应，经后处理得到淡黄色液体目标产物1e(43mg,收率55％)。目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定得到确认。
实施例6
Figure BDA0001822539300000043
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应体系中加入的O-乙酰基肟是2c(62mg,0.3mmol)和联烯酸酯3b(84mg,0.6mmol)。停止反应，经后处理得到淡黄色液体目标产物1f(67mg,收率78％)。目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定得到确认。
实施例7
Figure BDA0001822539300000044
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应体系中加入的O-乙酰基肟是2c(62mg,0.3mmol)和联烯酸酯3c(119mg,0.6mmol)。停止反应，经后处理得到淡黄色液体目标产物1g(81mg,收率78％)。目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定得到确认。
实施例8
Figure BDA0001822539300000051
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应体系中加入的O-乙酰基肟是2c(62mg,0.3mmol)和联烯酸酯3d(113mg,0.6mmol)。停止反应，经后处理得到淡黄色液体目标产物1h(91mg,收率91％)。目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定得到确认。
实施例9
Figure BDA0001822539300000052
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应体系中加入的O-乙酰基肟是2c(62mg,0.3mmol)和联烯酸酯3d(113mg,0.6mmol)。停止反应，经后处理得到淡黄色液体目标产物1i(91mg,收率91％)。目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定得到确认。
实施例10
Figure BDA0001822539300000053
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，反应体系中加入的O-乙酰基肟是2c(62mg,0.3mmol)和联烯酸酯3e(78mg,0.6mmol)。停止反应，经后处理得到淡黄色液体目标产物1h(21mg,收率25％)。目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定得到确认。
应用例1
Figure BDA0001822539300000054
具体过程为：称取1a(73mg，0.3mmol)，加入到25mL支口管中，加入THF 2mL，氢化铝锂(23mg,0.6mmol)，室温反应30min。反应完全后，将反应液倒入冰水中，用DCM萃取3次×10mL，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，抽滤，减压旋蒸，除去溶剂，之后柱层析(石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯:1:1,v/v)得到无色液体产物4a(37mg,收率62％)。目标产物通过核磁共振谱测定得到确认。
典型化合物表征数据
2-(3-异喹啉基)-丙酸乙酯衍生物(1a)，无色液体.1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.05(d,J＝8.3Hz,1,aromatic CH),7.74(d,J＝8.2Hz,1H,aromatic CH),7.61(t,J＝7.1Hz,1H,aromatic CH),7.52(m,1H,aromatic CH),7.46(s,1H,aromatic CH),4.17(qd,J＝7.1,2.3Hz,2H,CO2CH2CH3),4.04(q,J＝7.2Hz,1H,CHCH3),2.92(s,3H,CH3),1.62(d,J＝7.2Hz,3H,CHCH3),1.21(t,J＝7.1Hz,3H,CO2CH2CH3).13C{1H}NMR(100MHz,CDCl3)δ174.4(CO2CH2CH3),158.5,152.6,and 136.6(Cq),130.0,127.3,and126.7(aromatic CH),126.5(Cq),125.6and 116.2(aromatic CH),60.8(CO2CH2CH3),47.8(CHCH3),22.4(CH3),17.8(CHCH3),14.2(CO2CH2CH3).

Claims (8)

1.一种2-(3-异喹啉基)-丙酸乙酯衍生物，其分子结构式1如下：
Figure FDA0001822539290000011
R选自以下基团：甲基、乙基、苄基、烯基或者苯基；
R1为甲基、乙基、甲氧基、氟、氯、溴、氰基、乙氧羰基或乙酰基；R2为甲基、乙基、正丙基、正丁基、异丁基、正己基或烯丙基；R3为甲基、乙基、正丙基、正丁基、异丙基、叔丁基或苄基。
2.一种权利要求1所述2-(3-异喹啉基)-丙酸乙酯衍生物的合成方法，其特征在于：以O-乙酰基肟为起始原料，铑盐为催化剂，联烯酸酯3为偶联组分，通过C–H键活化然后发生环化反应，生成2-(3-异喹啉基)-丙酸乙酯衍生物1；
O-乙酰基肟2的分子结构式如下，
Figure FDA0001822539290000012
R选自以下基团：甲基、乙基、苄基、烯基、或者苯基；R1为甲基、乙基、甲氧基、氟、氯、溴、氰基、乙氧羰基或乙酰基；
合成路线如下述反应式所示，
Figure FDA0001822539290000013
其中，R2为甲基、乙基、正丙基、正丁基、异丁基、正己基、或烯丙基；R3为甲基、乙基、正丙基、正丁基、异丙基、叔丁基或苄基。
3.按照权利要求2所述的合成方法，其特征在于：
其中，催化剂为RhCl3、[RhCp*Cl2]2、Rh2(OAc)4或Rh(PPh3)3Cl中的一种或两种以上，O-乙酰基肟2和催化剂的摩尔比为1:0.01-1:0.05；O-乙酰基肟2与联烯酸酯3的摩尔比为1:1-1:3；助剂为醋酸银、碳酸银、硝酸银、或六氟锑酸银中的一种或两种以上；添加剂为特戊酸、醋酸钠、醋酸钾或乙酸中的一种或两种以上；反应溶剂为1,4-二氧六环、二甲基亚砜、乙腈、甲苯、1,2-二氯乙烷、N,N-二甲基甲酰胺或四氢呋喃中的一种或两种以上；反应温度为0-100℃；反应时间为6-48小时。
4.按照权利要求3所述的合成方法，其特征在于：O-乙酰基肟2生成1的反应中最优催化剂为[RhCp*Cl2]2，最优助剂为六氟锑酸银；O-乙酰基肟2与[RhCp*Cl2]2的优选摩尔比为1:0.02。O-乙酰基肟2与六氟锑酸银的优选摩尔比为1:0.10。
5.按照权利要求3所述的合成方法，其特征在于：O-乙酰基肟2生成1的反应中最优添加剂为特戊酸。
6.按照权利要求3所述的合成方法，其特征在于：O-乙酰基肟2生成1的反应中最优溶剂为1,2-二氯乙烷。
7.按照权利要求3所述的合成方法，其特征在于：O-乙酰基肟2生成1的反应中最佳反应温度是40-60℃，最佳反应时间是24-48h。
8.按照权利要求3所述的合成方法，其特征在于：O-乙酰基肟2与联烯酸酯3的摩尔比为1:1-1:3，O-乙酰基肟2与联烯酸酯3的优选摩尔比为1:2。
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