CN111423429A - 苯并咪唑联呋咱类系列化合物及其合成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
技术领域
本发明涉及化学合成技术领域,具体涉及一种苯并咪唑联呋咱类系列化合物及其合成方法。
背景技术
苯并咪唑及其衍生物是一类在生理上和药理上都有广泛活性的化合物,能应用到一些疾病的治疗中,如癫痫、糖尿病、治疗肥胖等疾病。在药物化学中苯并咪唑是一个重要的药效团,涵盖了各种各样的生物活性,包括抗细菌、消炎、镇痛、抗组胺、抗溃疡、抗氧化性、抗增殖、抗过敏、抗肿瘤、抗激酶、有细胞毒性作用、抗HIV病毒等。同样,在药物化学中呋咱(1,2,5-噁二唑)也是一个优秀的药效团,是一种特殊的荧光药物先行体,具有重要的生物活性,如降血压、防白血病、抗癌、抗HIV病毒、抗病毒扩散等生物医学功能。因此,将具有丰富生物活性的苯并咪唑与呋咱结合起来,设计并合成出苯并咪唑联呋咱化合物将可能有更加丰富的生物活性,可能大规模的应用于医药和农药领域。
药物研发工作者在科研中往往要合成几千种新化合物,才有可能发现一种药效好的药物分子,合成新分子常常花费大量的时间精力财力,因此简单快速实用以及产率较高的化合物合成方法显得特别重要。
发明内容
本发明旨在针对现有技术的技术缺陷,提供一种苯并咪唑联呋咱类系列化合物及其合成方法,以解决现有技术中尚不存在此结构的化合物的技术问题。
本发明要解决的另一技术问题是,此类化合物的常规制备方法产率较低。
本发明要解决的再一技术问题是,此类化合物的常规制备方法路线复杂。
为实现以上技术目的,本发明采用以下技术方案:
苯并咪唑联呋咱类系列化合物,其分子结构如以下式I所示:
其中,R1选自氢、卤素、三氟甲基、硝基、氨基、磺酸基、甲基、叔丁基、甲氧基、羧基、乙氧甲酰基或苯甲酰基;
R2选自氢或氟。
作为优选,R1与R2为相同或者不相同的取代基。
在以上技术方案的基础上,本发明进一步提供了上述苯并咪唑联呋咱类系列化合物的制备方法,该方法是在乙酸做溶剂、加热回流的条件下,将中间体MAOC与式II化合物反应得到的;
作为优选,所述加热回流的时长为20~60min。
作为优选,所述反应完成后,待反应液冷却,加水并搅拌20~40min,析出固体;抽滤,滤饼用水洗涤,再用乙醇洗涤,干燥,即得到所述苯并咪唑联呋咱类系列化合物。
作为优选,中间体MAOC是通过以下方法合成的:
1)丙二睛与包括亚硝酸钠、盐酸羟胺在内的反应物反应,生成中间体AAOF;
2)中间体AAOF与过氧化铅反应生成中间体CNAF;
3)中间体CNAF与甲醇钠反应生成所述中间体MAOC。
本发明提供了一种苯并咪唑联呋咱类系列化合物及其合成方法。该化合物的分子结构如式I所示,其中R1选自氢、卤素、三氟甲基、硝基、氨基、磺酸基、甲基、叔丁基、甲氧基、羧基、乙氧甲酰基或苯甲酰基;R2选自氢或氟。在此基础上,本发明提供了一种制备该系列化合物的高效方法,首先以丙二睛为起始原料,合成中间体4-氨基-1,2,5-噁二唑-3-甲氧脒,而后,以乙酸为溶剂,在加热回流条件下将该中间体与邻苯二胺或其取代物进行反应,反应完成后,经冷却、加水搅拌使固体析出,再经抽滤、洗涤、干燥等过程得到最终产物。该方法无需重结晶、柱层析分离等步骤,即可得到纯的产物,简单快速实用,产率普遍可达80%以上。作为合成苯并咪唑联呋咱类化合物的一种全新方法,本发明具有简单、快速、实用以及产率较高的特点。从而为药物研发工作者制备含苯并咪唑联呋咱药效团的新药物筛选分子提供了一种新的途径。
附图说明
图1是本发明所提供的制备方法中,中间体MAOC的合成路线图(亦可称为Scheme1);
图2是本发明所提供的制备方法中,式I化合物的合成路线图(亦可称为Scheme2)。
具体实施方式
以下将对本发明的具体实施方式进行详细描述。为了避免过多不必要的细节,在以下实施例中对属于公知的结构或功能将不进行详细描述。以下实施例中所使用的近似性语言可用于定量表述,表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。除有定义外,以下实施例中所用的技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员普遍理解的相同含义。
本发明提供的一系列苯并咪唑联呋咱类化合物的一种合成方法,该系列化合物的核心结构为:4-(1-氢-苯并咪唑-2-)-呋咱-3-胺,其结构通式如I所示;通式Ⅰ中R1代表氢、卤素、三氟甲基、硝基、氨基、磺酸基、甲基、叔丁基、甲氧基、羧基、羧酸乙酯基、苯甲酰基;R2代表氢、氟;R1,R2代表的取代基相同或者不相同。
中间体4-氨基-1,2,5-噁二唑-3-甲氧脒(简称MAOC)的制备方法,是以丙二睛为起始原料,与亚硝酸钠、盐酸羟胺等反应生成中间体3-氨基-4-酰氨肟基呋咱(简称AAOF);AAOF再加入过氧化铅氧化得到3-氨基-4-氰基呋咱(简称CNAF);CNAF加入催化量的甲醇钠反应,生成了4-氨基-1,2,5-噁二唑-3-甲氧脒(简称MAOC)。如图1所示(Scheme 1)。
以I表示的拥有核心结构4-(1-氢-苯并咪唑-2-)-呋咱-3-胺的一系列苯并咪唑联呋咱类化合物的制备方法,是以不同取代基的邻苯二胺化合物II与中间体MAOC反应,在乙酸做溶剂,加热回流的条件下,反应生成得到。如图2所示(Scheme 2)。
上述反应在乙酸溶剂中进行,加热回流20分钟到1小时,TLC监测发现反应基本完全,有新化合物生成。反应液冷却,倒入适量的水,搅拌大约30分钟,有固体析出。抽滤,滤饼用水洗涤,再用乙醇洗涤,干燥,可得到纯的相应颜色的固体产物。该方法简单快速实用,产率普遍在80%以上,产率较高。
得到的产物列表如下表1:
表1合成的I系列化合物
No | I-1 | I-2 | I-3 | I-4 | I-5 | I-6 | I-7 | I-8 | I-9 | I-10 | I-11 |
R<sup>1</sup> | H | Me | SO<sub>3</sub>H | NO<sub>2</sub> | MeO | PhOC | EtOOC | COOH | Cl | F | Br |
R<sup>2</sup> | H | H | H | H | H | H | H | H | H | H | H |
No | I-12 | I-13 | I-14 | I-15 |
R<sup>1</sup> | Cl | CF<sub>3</sub> | t-Bu | NH<sub>2</sub> |
R<sup>2</sup> | F | H | H | H |
表1中省略符号的含义:Me甲基,t-Bu叔丁基,MeO甲氧基,PhOC苯甲酰基,EtOOC乙氧甲酰基。
下面通过实施例1来具体说明本发明的中间体MAOC化合物的制备方法。
实施例1
中间体MAOC
4-氨基-1,2,5-噁二唑-3-甲氧脒(简称MAOC)制备
取3.75g(57mmol)丙二腈、4.3g(62mmol)亚硝酸钠和10mL水均匀混合,完全溶解。保持0℃,慢慢滴加0.8mL醋酸,然后室温搅拌6小时,反应液由浅黄变为橙红。将9g(130mmol)盐酸羟胺溶于14mL水中,慢慢滴加,保持温度在20℃以下,有大量黄色泡沫生成。用25%的氢氧化钠溶液将反应液pH调至10,反应液变为红色澄清。保持30℃反应10小时,再加热回流3小时。冷却,有黄色物析出。抽滤,洗涤,干燥得淡黄色粉末3-氨基-4-酰氨肟基呋咱(AAOF)3.89g(产率45%)。熔点为195-197℃。1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ10.46(s,1H,OH),6.25(s,2H,NH2),6.16(s,2H,NH2).
取1.0g(7mmol)3-氨基-4-酰氨肟基呋咱(AAOF)与5mL醋酸混合均匀,室温下分批加入1.5g(6.5mmol)过氧化铅,反应3小时,反应液由黑色变为灰绿色。抽滤除去不溶物,得绿色滤液,分散到25mL水中,用乙酸乙酯萃取(5×20mL),有机相用10%的碳酸钠溶液和水洗涤后,无水硫酸钠干燥。旋蒸得到黄色固体,再溶于25mL二氯甲烷中,室温搅拌8min,抽滤,滤液旋蒸得到白色粉末0.7g。用PE/EtOAc(1:1)柱层析分离得到纯的白色粉末3-氨基-4-氰基呋咱(CNAF)0.45g(收率28%)。熔点86-89℃。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.10(s,2H,NH2)。
取0.45g(4mmol)3-氨基-4-氰基呋咱(CNAF)溶解于6mL甲醇中,保持0-5℃,加入催化量的甲醇钠,搅拌50分钟,有不溶物出现,抽滤,乙醇洗涤,干燥,得白色粉末4-氨基-1,2,5-噁二唑-3-甲氧脒(MAOC)0.34g(产率55%)。熔点128-131℃。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ9.26(s,1H,NH),6.31(s,2H,NH2),3.82(s,3H,CH3)。
下面通过实施例2来具体地说明本发明的I式化合物的制备方法。
实施例2
化合物I-1
4-(1-氢-苯并咪唑-2-)-呋咱-3-胺的制备
取324mg(3mmol)邻苯二胺,428mg(3mmol)MAOC,溶于11mL HOAc中,回流20分钟,TLC监测反应发现反应完全,有新的化合物生成。冷却,并加入20mL水,有固体析出。抽滤,用20mL水洗涤,再用10mL乙醇洗涤,干燥,得543mg白色粉末(产率90%),熔点>250℃。
分子式:C9H7N5O;
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ13.66(s,1H,NH),7.84–7.19(m,4H,ArH),6.82(s,2H,NH2);
HRMS(MALDI-):m/z=200.0443,calcd for C9H7N5O:200.0572.
化合物I-2到I-15,均按化合物I-1类似的方法制备
化合物I-2
4-(5-甲基-1-氢-苯并咪唑-2-)-呋咱-3-胺的制备
所得纯品为灰色粉末,产率为91%,熔点>250℃。
分子式:C10H9N5O;
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ13.60(s,1H,NH),7.85–7.06(m,3H,ArH),6.88(s,2H,NH2),2.50(s,3H,CH3);
HRMS(MALDI):m/z=216.0919,calcd for C10H9N5O[M+H]+:216.0885.
化合物I-3
4-(5-磺酸基-1-氢-苯并咪唑-2-)-呋咱-3-胺的制备
所得纯品为粉白色粉末,产率为90%,熔点>250℃。
分子式:C9H7N5O4S;
1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ7.90(s,1H,ArH),7.61(m,2H,ArH),6.82(s,2H,NH2).
HRMS(MALDI-):m/z=280.0200,calcd for C9H7N5O4S:280.0140.
化合物I-4
4-(5-硝基-1-氢-苯并咪唑-2-)-呋咱-3-胺的制备
所得纯品为黄色粉末,产率为85%,熔点>250℃。
分子式:C9H6N6O3;
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ14.35(s,1H,NH),8.65-7.75(m,3H,ArH),6.82(s,2H,NH2).
HRMS(MALDI-):m/z=245.0394,calcd for C9H6N6O3:245.0423.
化合物I-5
4-(5-甲氧基-1-氢-苯并咪唑-2-)-呋咱-3-胺的制备
所得纯品为灰色粉末,产率为94%,熔点208-210℃。
分子式:C10H9N5O2;
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ13.55(s,1H,NH),7.82-6.87(m,3H,ArH),6.82(s,2H,NH2),3.82(s,3H,CH3).HRMS(MALDI-):m/z=230.0615,calcd for C10H9N5O2:230.0678.
化合物I-6
4-(5-苯甲酰基-1-氢-苯并咪唑-2-)-呋咱-3-胺的制备
所得纯品为黄色粉末,产率为93%,熔点>250℃。
分子式:C16H11N5O2;
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ14.09(s,1H,NH),8.31-7.41(m,8H,ArH),6.85(s,2H,NH2).
HRMS(MALDI):m/z=306.0940,calcd for C16H11N5O2[M+H]+:306.0991.
化合物I-7
4-(5-乙氧甲酰基-1-氢-苯并咪唑-2-)-呋咱-3-胺的制备
所得纯品为白色粉末,产率为96%,熔点222-226℃。
分子式:C12H11N5O3;
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ14.05(s,1H,NH),8.62-7.37(m,3H,ArH),6.85(s,2H,NH2),4.34(s,J=7.2Hz,2H,CH2),1.35(s,J=7.2Hz,3H,CH3).
HRMS(MALDI-):m/z=272.0833,calcd for C12H11N5O3:272.0784.
化合物I-8
4-(5-羧基-1-氢-苯并咪唑-2-)-呋咱-3-胺的制备
所得纯品为白色粉末,产率为80%,熔点>250℃
分子式:C10H7N5O3;
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ13.99(s,1H,COOH),12.90(s,1H,NH),8.45-7.50(m,3H,ArH),6.82(s,2H,NH2).
HRMS(MALDI-):m/z=244.0441,calcd for C10H7N5O3:244.0471.
化合物I-9
4-(5-氯-1-氢-苯并咪唑-2-)-呋咱-3-胺的制备
所得纯品为灰色粉末,产率为91%,熔点>250℃。
分子式:C9H6ClN5O;
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ13.91(s,1H,NH),7.96–7.20(m,3H,ArH),6.82(s,2H,NH2).
HRMS(MALDI-):m/z=234.0128,calcd for C9H6ClN5O:234.0183.
化合物I-10
4-(5-氟-1-氢-苯并咪唑-2-)-呋咱-3-胺的制备
所得纯品为灰色粉末,产率为92%,熔点>250℃。
分子式:C9H6FN5O;
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ13.84(s,1H,NH),8.00-7.02(m,3H,ArH),6.82(s,2H,NH2).
HRMS(MALDI-):m/z=218.0391,calcd for C9H6FN5O:218.0478.
化合物I-11
4-(5-溴-1-氢-苯并咪唑-2-)-呋咱-3-胺的制备
所得纯品为灰色粉末,产率为93%,熔点>250℃.
分子式:C9H6BrN5O;
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ13.92(s,1H,NH),8.12-7.29(m,3H,ArH),6.82(s,2H,NH2).
HRMS(MALDI-):m/z=277.9728,calcd for C9H6BrN5O:277.9677.
化合物I-12
4-(5-氯-6-氟-1-氢-苯并咪唑-2-)-呋咱-3-胺的制备
所得纯品为灰色粉末,产率为87%,熔点>250℃。
分子式:C9H5ClFN5O;
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ14.03(s,1H,NH),8.31-7.24(m,2H,ArH),6.79(s,2H,NH2).HRMS(MALDI-):m/z=252.0081,calcd for C9H5ClFN5O:252.0088.
化合物I-13
4-(5-三氟甲基-1-氢-苯并咪唑-2-)-呋咱-3-胺的制备
所得纯品为灰色粉末,产率为80%,m.p.227-229℃。
分子式:C10H6F3N5O;
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ14.17(s,1H,NH),8.38-7.50(m,3H,ArH),6.85(s,2H,NH2).
HRMS(MALDI-):m/z=268.0473,calcd for C10H6F3N5O:268.0446.
化合物I-14
4-(5-叔丁基-1-氢-苯并咪唑-2-)-呋咱-3-胺的制备
所得纯品为白色粉末,产率为88%,m.p.229-231℃。
分子式:C13H15N5O;
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ13.55(s,1H,NH),7.90-7.24(m,3H,ArH),6.84(s,2H,NH2),1.35(s,9H,CH3).
HRMS(MALDI-):m/z=256.1173,calcd for C13H15N5O:256.1198.
化合物I-15
4-(5-胺基-1-氢-苯并咪唑-2-)-呋咱-3-胺的制备
所得纯品为紫色粉末,产率为80%,熔点>250℃。
分子式:C9H8N6O;
1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ12.96(s,1H,NH),7.42(d,J=9.0Hz,1H,ArH),6.75(s,2H,NH2),6.70–6.55(m,2H,ArH),5.22(s,2H,NH2).
HRMS(MALDI-):m/z=215.0595,calcd for C9H8N6O:215.0681.
上述实施例1中中间体MAOC的制备是整个合成过程中的重要部分,也是15种目标产物的共同的中间体。实施例2中,反应溶剂的选择也很重要,我们曾经尝试用乙醇作为反应溶剂,发现产率不高、反应时间较长;之后选择乙酸,TLC监测发现产率较高、反应时间较短(在20分钟到1小时)。反应液冷却,倒入适量的水,搅拌大约30分钟,有固体析出。抽滤,滤饼用水洗涤,再用乙醇洗涤,干燥,可得到纯的相应颜色的固体产物。该过程不用重结晶、柱层析分离等方法,即可得到纯的产物,简单快速实用,产率较高(普遍在80%以上)。因此,作为一种合成苯并咪唑联呋咱类化合物的方法,它具有简单快速实用以及产率较高的特点。
以上对本发明的实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明。凡在本发明的申请范围内所做的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
2.根据权利要求1所述的苯并咪唑联呋咱类系列化合物,其特征在于,R1与R2为相同或者不相同的取代基。
4.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述加热回流的时长为20~60min。
5.根据权利要求3所述的制备方法,其特征在于,所述反应完成后,待反应液冷却,加水并搅拌20~40min,析出固体;抽滤,滤饼用水洗涤,再用乙醇洗涤,干燥,即得到所述苯并咪唑联呋咱类系列化合物。
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