CN111925291A - 一种3,4-二取代的α-四氢萘酮类化合物的制备方法 - Google Patents
一种3,4-二取代的α-四氢萘酮类化合物的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种3,4‑二取代的α‑四氢萘酮类化合物的制备方法,以[1‑叠氮乙烯]苯和4‑烷基‑1,4‑二氢吡啶为原料,在氧化剂Na2S2O8的存在下,在乙腈/水,即v乙腈/v水=3:1中加热反应,合成一系列3,4‑二取代的α‑四氢萘酮类化合物。该方法具有底物普适性好、步骤简单、条件温和、原料易得、环境友好等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种3,4-二取代的α-四氢萘酮类化合物的制备方法,属于有机合成化学领域。
背景技术
α-四氢萘酮是一类重要的骨架,普遍存在于各种天然产物和合成化合物中,展现出不同的生物活性,例如:抗肿瘤、抗寄生虫、抗炎、抗抑郁症和帕金森症[[1-7]等。而且α-四氢萘酮被作为重要的合成砌块广泛应用于有机合成中[8-10]。3,4-二取代的α-四氢萘酮类化合物,是一类重要的生物活性分子以及合成中间体,在药物化学领域有着广泛的用途。关于3,4-二取代的α-四氢萘酮类化合物的合成,2017年,Nevado小组报道了脂肪酸和烯基叠氮化合物在AgNO3为催化剂,过硫酸钾为氧化剂,50oC条件下加热得到3,4-二取代的α-四氢萘酮类化合物[11]。该方法需要采用30 mol%硝酸银为催化剂,硝酸银是强氧化剂,具有腐蚀性、毒性、易制爆,不利于工业生产。
参考文献:
[1] K. P. Devkota, et al. J. Nat. Prod. 2013, 76, 4, 710–714.
[2] S. S. Phifer, et al. J. Nat. Prod. 2007, 70, 6, 954–961.
[3] A. A. Hussein, et al. J. Nat. Prod. 2003, 66, 6, 858–860.
[4] S. Yao, et al. J. Nat. Prod. 2008, 71, 1242–1246.
[5] A. Crusco, et al. Eur. J. Med. Chem. 2018, 152, 87-100.
[6] D. Hamulic, et al. J. Nat. Prod. 2019, 82, 4, 823–831.
[7] L. J. Legoabe, et al. J. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2014, 24, 2758-2763.
[8] M. Odagi, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2017, 56, 6609- 6612.
[9] S. Tenneti, et al. J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 9868-9881.
[10] J.-G. Allen, et al. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 351-352.
[11] Wei Shu, et al. Nat. Commun. 2017, 8, 13832。
发明内容
本发明所要解决的是3,4-二取代的α-四氢萘酮类化合物是一类重要的生物活性分子的技术问题。
为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
一种3,4-二取代的α-四氢萘酮类化合物的制备方法,包括以下步骤:
步骤一:将[1-叠氮乙烯]苯化合物、4-烷基-1,4-二氢吡啶化合物、及Na2S2O8依次加入到25 mL的Schlenk瓶中,对反应管抽真空并填充氩气重复三次操作。然后再加入溶剂并置于油浴中反应,反应温度控制在60 oC, 反应试剂控制在5小时,所述的[1-叠氮乙烯]苯化合物与4-烷基-1,4-二氢吡啶化合物的摩尔比为1:1.2、所述[1-叠氮乙烯]苯化合物与Na2S2O8的摩尔比为1:1.5、所述溶剂乙腈/水,即v乙腈/v水 = 3 : 1加入量为[1-叠氮乙烯]苯化合物的200倍;
步骤二:反应结束后,用饱和食盐水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,无水Na2SO4干燥,过滤,真空下浓缩;
步骤三:使用石油醚/乙酸乙酯洗脱,经硅胶柱分离制得系列3,4-二取代的α-四氢萘酮类化合物,合成路线见以下:
上述结构式中:
[1-叠氮乙烯]苯衍生物选自R1为甲基、乙基、叔丁基、乙酰氧基、甲氧基、苯基、氟、氯、溴、氰基、甲酸甲酯、硝基、三氟甲基;
4-烷基-1,4-二氢吡啶化合物选自R2为甲基、苯基、对异丙基苯基、对叔丁基苯基、对甲氧基苯基;
R3为甲基、乙基;
X为 C、N或O。
采用上述技术方案的有益效果是:
一种3,4-二取代的α-四氢萘酮类化合物的制备方法,是以[1-叠氮乙烯]苯衍生物和4-烷基-1,4-二氢吡啶化合物为原料,在氧化剂Na2S2O8的存在下,在乙腈/水,即v乙腈/v水 = 3 :1中加热反应,合成一系列3,4-二取代的α-四氢萘酮类化合物类化合物。本发明主要提供了一种环境友好、不需要金属催化剂、步骤经济性高的3,4-二取代的α-四氢萘酮类化合物的合成方法,该方法具有底物普适性好、步骤简单、条件温和、原料易得、环境友好等优点。由于3,4-二取代的α-四氢萘酮类化合物是一类重要的骨架结构,在有机合成和药物化学领域有着广泛的用途,具有较大的实用价值和社会经济效益。
附图说明
图1为化合物1a的1H-NMR。
图2为化合物1a的13C-NMR。
图3为化合物1b的1H-NMR。
图4为化合物1b的13C-NMR。
图5为化合物1c的1H-NMR。
图6为化合物1c的13C-NMR。
图7为化合物1d的1H-NMR。
图8为化合物1d的13C-NMR。
图9为化合物1e的1H-NMR。
图10为化合物1e的13C-NMR。
图11为化合物1f的1H-NMR。
图12为化合物1f的13C-NMR。
图13为化合物1g的1H-NMR。
图14为化合物1g的13C-NMR。
图15为化合物1h的1H-NMR。
图16为化合物1h的13C-NMR。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明:
实施例1:
6-硝基-2,3,4,4a,10,10a-六氢菲-9(1H)-酮 (1a)的合成;
1-(1-叠氮乙烯基)-4-硝基苯 (152 mg, 0.8 mmol), 二乙基 4-环己基-2,6-二甲基-1,4-二氢吡啶-3,5-二羧酸 (321 mg,0.96mmol), Na2S2O8 (285 mg,1.2mmol) 置于一个具有磁力搅拌子的Schlenk管(25 mL)。对反应管抽真空并填充氩气重复三次操作。在反应中相继加入乙腈 (6 mL) 和蒸馏水 (2 mL) 。所得到的反应混合物在60 oC下搅拌5小时。所得到的的混合物用饱和食盐水 (5 mL) 稀释, 乙酸乙酯 (20 mL x 3)萃取,无水 Na2SO4干燥, 过滤,真空下浓缩。所得的粗产品经硅胶柱纯化,乙酸乙酯和石油醚作为洗脱液,得到6-硝基-2,3,4,4a,10,10a-六氢菲-9(1H)-酮 (1a),白色固体(106 mg, 54%)。 m.p.133.8-134.9 oC. 1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.18 (d, J = 8.5 Hz, 1H),8.16 (s, 1H), 8.10 (dd, J = 8.5, 2.3 Hz, 1H), 3.12 – 3.07 (m, 1H), 2.92 (dd,J = 18.0, 13.0 Hz, 1H), 2.59 – 2.54 (m, 2H), 1.89 – 1.48 (m, 8H). 13C NMR (101MHz, Chloroform-d) δ 197.40, 150.65, 149.79, 135.60, 128.71, 123.70, 121.21,40.45, 39.81, 33.42, 29.83, 29.54, 24.80, 20.70. HRMS (ESI) m/z: [M + H]+Calcd for C14H16NO3 + 246.11247; Found 246.11171。
实施例2:
6-甲基-2,3,4,4a,10,10a-六氢菲-9(1H)-酮 (1b)的合成;
1-(1-叠氮乙烯基)-4-甲苯 (127 mg, 0.8 mmol), 二乙基 4-环己基-2,6-二甲基-1,4-二氢吡啶-3,5-二羧酸 (321 mg,0.96mmol), Na2S2O8 (285 mg,1.2mmol) 置于一个具有磁力搅拌子的Schlenk管(25 mL)。对反应管抽真空并填充氩气重复三次操作。在反应中相继加入乙腈 (6 mL) 和蒸馏水 (2 mL) 。所得到的反应混合物在60 oC下搅拌5小时。所得到的的混合物用饱和食盐水 (5 mL) 稀释, 乙酸乙酯 (20 mL x 3)萃取,无水 Na2SO4干燥, 过滤,真空下浓缩。所得的粗产品经硅胶柱纯化,乙酸乙酯和石油醚作为洗脱液,得到6-甲基-2,3,4,4a,10,10a-六氢菲-9(1H)-酮 (1b),无色油状液体(110 mg, 64%)。1H NMR(500 MHz, Chloroform-d) δ 7.92 (d, J = 7.9 Hz, 1H), 7.09 (d, J = 8.1 Hz, 1H),7.07 (s, 1H), 2.90 – 2.81 (m, 2H), 2.51 – 2.37 (m, 2H), 2.37 (s, 3H), 1.77 –1.40 (m, 8H). 13C NMR (126 MHz, Chloroform-d) δ 198.7, 148.73, 144.36, 129.28,128.76, 127.46, 127.17, 40.54, 39.66, 33.77, 30.03, 29.98, 25.27, 21.71,20.78. HRMS (ESI) m/z: [M + H]+ Calcd for C15H19O+ 215.1430; Found 215.1433。
实施例3:
10-氧-4b,5,6,7,8,8a,9,10-八氢菲-3-乙酸 (1c)的合成;
4-(1-叠氮乙烯基)乙酸苯酯 (127 mg, 0.8 mmol), 二乙基 4-环己基-2,6-二甲基-1,4-二氢吡啶-3,5-二羧酸 (321 mg,0.96mmol), Na2S2O8 (285 mg,1.2mmol) 置于一个具有磁力搅拌子的Schlenk管(25 mL)。对反应管抽真空并填充氩气重复三次操作。在反应中相继加入乙腈 (6 mL) 和蒸馏水 (2 mL) 。所得到的反应混合物在60 oC下搅拌5小时。所得到的的混合物用饱和食盐水 (5 mL) 稀释, 乙酸乙酯 (20 mL x 3)萃取,无水 Na2SO4干燥, 过滤,真空下浓缩。所得的粗产品经硅胶柱纯化,乙酸乙酯和石油醚作为洗脱液,得到10-氧-4b,5,6,7,8,8a,9,10-八氢菲-3-乙酸 (1c),白色固体(136 mg, 66%)。m.p. 100.4-101.7 oC. 1H NMR (500 MHz, Chloroform-d) δ 8.06 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 7.03 –7.01 (m, 2H), 2.97 – 2.82 (m, 1H), 2.85 (dd, J = 16.7, 11.8 Hz, 1H), 2.55 –2.45 (m, 2H), 2.31 (s, 3H), 1.78 – 1.42 (m, 8H). 13C NMR (101 MHz, Chloroform-d) δ 197.82, 168.82, 154.60, 150.28, 129.30, 128.98, 120.94, 119.93, 40.43,39.73, 33.67, 29.78, 29.65, 24.87, 21.11, 20.85. HRMS (ESI) m/z: [M + H]+Calcd for C16H19O3 + 259.1329; Found 259.1328。
实施例4:
4-(4-异丙苯基)-3-甲基-3,4-二氢萘-1(2H)-酮(1d)的合成;
(1-叠氮乙烯基)苯 (116 mg, 0.8 mmol), 二乙基4-(1-(4-异丙苯基)丙烷-2-基)-2,6-二甲基-1,4-二氢吡啶-3,5-二羧酸 (397 mg,0.96 mmol), Na2S2O8 (285 mg,1.2mmol)置于一个具有磁力搅拌子的Schlenk管(25 mL)。对反应管抽真空并填充氩气重复三次操作。在反应中相继加入乙腈 (6 mL) 和蒸馏水 (2 mL) 。所得到的反应混合物在60 oC下搅拌5小时。所得到的的混合物用饱和食盐水 (5 mL) 稀释, 乙酸乙酯 (20 mL x 3)萃取,无水 Na2SO4干燥, 过滤,真空下浓缩。所得的粗产品经硅胶柱纯化,乙酸乙酯和石油醚作为洗脱液,得到 4-(4-异丙苯基)-3-甲基-3,4-二氢萘-1(2H)-酮(1d),无色油状液体 (154 mg,69%)。1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.08 (d, J = 7.7 Hz, 1H), 7.39 (t, J =7.4 Hz, 1H), 7.31 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.19 (d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.02 (d, J =8.0 Hz, 2H), 6.89 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 3.84 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 2.95 – 2.88(m, 1H), 2.82 (d, J = 12.8 Hz, 1H), 2.52 – 2.45 (m, 2H), 1.26 (d, J = 6.9 Hz,6H), 0.98 (d, J = 6.2 Hz, 3H). 13C NMR (101 MHz, Chloroform-d) δ 198.24,147.33, 146.56, 140.36, 133.58, 132.43, 130.00, 128.96, 126.65, 126.60,126.51, 53.03, 45.70, 37.39, 33.66, 24.01, 23.96, 20.35. HRMS (ESI) m/z: [M +H]+ Calcd for C20H23O+ 279.17434; Found 279.17380。
实施例5:
3-甲基-4-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-3,4-二氢萘-1(2H)-酮(1e)的合成;
(1-叠氮乙烯基)苯 (116 mg, 0.8 mmol), 二乙基 2,6-二甲基-4-(6-甲基庚-5-烯-2-基)-1,4-二氢吡啶-3,5- 二羧酸盐(348 mg,0.96 mmol), Na2S2O8 (285 mg,1.2mmol)置于一个具有磁力搅拌子的Schlenk管(25 mL)。对反应管抽真空并填充氩气重复三次操作。在反应中相继加入乙腈 (6 mL) 和蒸馏水 (2 mL) 。所得到的反应混合物在60 oC下搅拌5小时。所得到的的混合物用饱和食盐水 (5 mL) 稀释, 乙酸乙酯 (20 mL x 3)萃取,无水 Na2SO4干燥, 过滤,真空下浓缩。所得的粗产品经硅胶柱纯化,乙酸乙酯和石油醚作为洗脱液,得到 3-甲基-4-(3-甲基丁-2-烯-1-基)-3,4-二氢萘-1(2H)-酮(1e),无色油状液体(86 mg, 47%)。1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.00 (d, J = 7.7 Hz, 1H), 7.49(t, J = 7.5 Hz, 1H), 7.30 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 7.24 (d, J = 7.7 Hz, 1H), 5.17(t, J = 7.2 Hz, 1H), 2.91 (dd, J = 18.1, 5.7 Hz, 1H), 2.73 – 2.69 (m, 1H),2.49 – 2.33 (m, 4H), 1.71 (s, 3H), 1.52 (s, 3H), 1.03 (d, J = 6.8 Hz, 3H). 13CNMR (101 MHz, Chloroform-d) δ 198.11, 146.14, 133.71, 133.60, 131.41, 129.65,126.70, 126.49, 121.87, 45.69, 41.47, 34.59, 31.32, 25.80, 20.32, 17.77. HRMS(ESI) m/z: [M + H]+ Calcd for C16H21O+ 229.1587; Found 229.1595。
实施例6:
4-(3-羟丙基)-3-甲基-3,4-二氢萘-1(2H)-酮(1f)的合成;
(1-叠氮乙烯基)苯 (116 mg, 0.8 mmol), 二乙基 4-(6-羟基己-2-基)-2,6-二甲基-1,4-二氢吡啶-3,5-二羧酸盐(339 mg,0.96 mmol), Na2S2O8 (285 mg,1.2mmol) 置于一个具有磁力搅拌子的Schlenk管(25 mL)。对反应管抽真空并填充氩气重复三次操作。在反应中相继加入乙腈 (6 mL) 和蒸馏水 (2 mL) 。所得到的反应混合物在60 oC下搅拌5小时。所得到的的混合物用饱和食盐水 (5 mL) 稀释, 乙酸乙酯 (20 mL x 3)萃取,无水 Na2SO4干燥, 过滤,真空下浓缩。所得的粗产品经硅胶柱纯化,乙酸乙酯和石油醚作为洗脱液,得到 4-(3-羟丙基)-3-甲基-3,4-二氢萘-1(2H)-酮(1f),无色油状液体 (115 mg, 66%)。1HNMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 7.98 (dd, J = 8.0, 0.8 Hz, 1H), 7.47 (td, J =7.5, 1.4 Hz, 1H), 7.28 (td, J = 7.6, 0.8 Hz, 1H), 7.24 (d, J = 7.7 Hz, 1H),3.65 (t, J = 6.2 Hz, 2H), 2.89 (dd, J = 18.3, 5.8 Hz, 1H), 2.71 – 2.67 (m,1H), 2.42 – 2.37 (m, 2H), 1.89 – 1.57 (m, 4H), 1.02 (d, J = 6.8 Hz, 3H). 13CNMR (101 MHz, Chloroform-d) δ 197.92, 146.14, 133.60, 131.40, 129.58, 126.92,126.63, 62.65, 45.19, 41.48, 32.04, 32.01, 30.45, 20.24. HRMS (ESI) m/z: [M +H]+ Calcd for C14H19O2 + 219.1380; Found 291.1378。
实施例7:
叔丁基 6-氧-1,4,4a,5,6,10b-六氢苯并[h]异喹啉-2(3H)-羧酸盐(1g)的合成;
(1-叠氮乙烯基)苯 (116 mg, 0.8 mmol), 二乙基 4-(1-(叔丁氧羰基)哌啶-4-基)-2,6-二甲基-1,4-二氢吡啶-3,5-二羧酸盐(418 mg,0.96 mmol), Na2S2O8 (285 mg,1.2mmol) 置于一个具有磁力搅拌子的Schlenk管(25 mL)。对反应管抽真空并填充氩气重复三次操作。在反应中相继加入乙腈 (6 mL) 和蒸馏水 (2 mL) 。所得到的反应混合物在60 oC下搅拌5小时。所得到的的混合物用饱和食盐水 (5 mL) 稀释, 乙酸乙酯 (20 mL x3)萃取,无水 Na2SO4干燥, 过滤,真空下浓缩。所得的粗产品经硅胶柱纯化,乙酸乙酯和石油醚作为洗脱液,得到叔丁基 6-氧-1,4,4a,5,6,10b-六氢苯并[h]异喹啉-2(3H)-羧酸盐(1g),无色油状液体 (136 mg, 56%)。1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.04 (d, J =7.8 Hz, 1H), 7.54 (t, J = 7.5 Hz, 1H), 7.44 (d, J = 7.4 Hz, 1H), 7.35 (t, J =7.6 Hz, 1H), 3.79 – 3.62 (m, 3H), 3.35 – 3.29 (m, 1H), 3.17 – 3.13 (m, 1H),2.89 (dd, J = 18.0, 11.6 Hz, 1H), 2.66 – 2.58 (m, 2H), 1.83 – 1.75 (m, 1H),1.59 – 1.53 (m, 1H), 1.48 (s, 9H). 13C NMR (101 MHz, Chloroform-d) δ 197.38,154.62, 143.34, 133.84, 132.08, 128.65, 127.16, 79.74, 41.07, 39.99, 39.60,39.03, 32.69, 28.36, 28.29. HRMS (ESI) m/z: [M + Na]+ Calcd for C18H23NNaO3 +324.1570; Found 324.1553。
实施例8:
3,4,4a,5-四氢-1H-苯并[h]异色烯-6(10bH)-酮(1h)的合成;
(1-叠氮乙烯基)苯 (116 mg, 0.8 mmol), 二乙基 2,6-二甲基-4-(四氢-2H-吡喃-4-基)-1,4-二氢吡啶 -3,5-二羧酸盐(323 mg,0.96 mmol), Na2S2O8 (285 mg,1.2mmol) 置于一个具有磁力搅拌子的Schlenk管(25 mL)。对反应管抽真空并填充氩气重复三次操作。在反应中相继加入乙腈 (6 mL) 和蒸馏水 (2 mL) 。所得到的反应混合物在60 oC下搅拌5小时。所得到的的混合物用饱和食盐水 (5 mL) 稀释, 乙酸乙酯 (20 mL x 3)萃取,无水Na2SO4干燥, 过滤,真空下浓缩。所得的粗产品经硅胶柱纯化,乙酸乙酯和石油醚作为洗脱液,得到3,4,4a,5-四氢-1H-苯并[h]异色烯-6(10bH)-酮(1h),无色油状液体 (95 mg,59%)。1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.05 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.54 (td, J =7.6, 1.3 Hz, 1H), 7.37 – 7.32 (m, 2H), 3.88 – 3.71 (m, 4H), 3.27 – 3.23 (m,1H), 3.01 (dd, J = 16.9, 12.1 Hz, 1H), 2.75 – 2.67 (m, 1H), 2.59 (dd, J =17.0, 4.6 Hz, 1H), 2.05 – 1.98 (m, 1H), 1.58 – 1.52 (m, 1H). 13C NMR (101 MHz,Chloroform-d) δ 197.75, 142.93, 133.92, 132.19, 128.76, 127.30, 127.25,68.46, 63.48, 39.38, 38.96, 30.99, 29.42. HRMS (ESI) m/z: [M + Na]+ Calcd forC13H15O2 + 203.1067; Found 203.1057。
Claims (1)
1.一种3,4-二取代的α-四氢萘酮类化合物的制备方法,其特征在于:它包括以下步骤:
步骤一:将[1-叠氮乙烯]苯化合物、4-烷基-1,4-二氢吡啶化合物、及Na2S2O8依次加入到25 mL的Schlenk瓶中,对反应管抽真空并填充氩气重复三次操作;
然后再加入溶剂并置于油浴中反应,反应温度控制在60 oC, 反应试剂控制在5小时,所述的[1-叠氮乙烯]苯化合物与4-烷基-1,4-二氢吡啶化合物的摩尔比为1:1.2、所述[1-叠氮乙烯]苯化合物与Na2S2O8的摩尔比为1:1.5、所述溶剂乙腈/水,即v乙腈/v水 = 3 : 1加入量为[1-叠氮乙烯]苯化合物的200倍;
步骤二:反应结束后,用饱和食盐水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,无水Na2SO4干燥,过滤,真空下浓缩;
步骤三:使用石油醚/乙酸乙酯洗脱,经硅胶柱分离制得系列3,4-二取代的α-四氢萘酮类化合物,合成路线见以下:
上述结构式中:
[1-叠氮乙烯]苯衍生物选自R1为甲基、乙基、叔丁基、乙酰氧基、甲氧基、苯基、氟、氯、溴、氰基、甲酸甲酯、硝基、三氟甲基;
4-烷基-1,4-二氢吡啶化合物选自R2为甲基、苯基、对异丙基苯基、对叔丁基苯基、对甲氧基苯基;
R3为甲基、乙基;
X为 C、N或O。
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WEI SHU,ET AL.: "Expeditious diastereoselective synthesis of elaborated ketones via remote", 《NATURE COMMUNICATIONS》 * |
WEI SHU,ET AL.: "Visible-light-mediated remote aliphatic C–H functionalizations through a 1,5-hydrogen transfer cascade", 《ANGEW. CHEM., INT. ED.》 * |
YANGZHEN LIAO,ET AL.: "Transition-metal-free radical relay cyclization of vinyl azides with 1,4-dihydropyridines involving a 1,5-hydrogen-atom transfer: access to α-tetralone scaffolds", 《ORGANIC CHEMISTRY FRONTIERS》 * |
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