CN112574108B - 一种多取代苯并[b]氮杂䓬化合物的制备方法 - Google Patents
一种多取代苯并[b]氮杂䓬化合物的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种多取代苯并[b]氮杂化合物的制备方法。这种方法通过1,4‑二芳基炔烃和羟胺三氟甲磺酸盐的胺化、分子内环化反应合成了一系列多取代苯并[b]氮杂化合物。该方法原料简单易得,反应条件温和,避免了过渡金属催化剂的使用,绿色环保。同时,该方法具有底物兼容性好,产率高,原子经济性高等特点。本发明通过一锅法,利用简单炔烃一步合成多取代苯并[b]氮杂化合物,为制备具有高药理活性的新型苯并[b]氮杂
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域,具体涉及一种多取代苯并[b]氮杂化合物的制备方法。
背景技术
苯并[b]氮杂化合物是一类重要的七元含氮杂环化合物,广泛存在于天然产物和药物分子中。该化合物具有优异的生物活性,在医药领域有着广泛的应用,一些种类的苯并[b]氮杂/>类衍生物已作为上市药物应用于各类疾病的治疗。例如用于治疗抑郁症的氯米帕明(Clomipramine)1,用于治疗高血压和心力衰竭的贝那普利(Benazepril)2,以及用于治疗低钠血症、肝硬化、抗利尿激素分泌异常综合征的托伐普坦(Tolvaptan)3。
鉴于苯并[b]氮杂化合物优异的药用价值,该类化合物合成的方法学研究一直被化学家所重视。近年来有大量的文献报道了该化合物的合成策略,列举如下:
Xisheng Wang 4报道了一种以N-(2,5-二甲基己-2-基)苯胺为原料,以1,2-二氯乙烷为溶剂,在135℃的温度中,CuO为催化剂的条件下,N-(2,5-二甲基己-2-基)苯胺的两个C–H键:C(sp3)–H、C(sp2)–H发生交叉偶联反应生成苯并[b]氮杂
Jaesook Yun 5课题组报道了一种以(E)-二烯芳烃衍生物为底物合成苯并[b]氮杂化合物的方法。该反应能在温和的条件下,通过分子内环化反应得到目标产物,产率较高,且具有很好的区域选择性和非对映选择性。
Frank Glorius 6利用有机催化剂NHC和过渡金属催化剂Pd(PPh3)4的协同效应,使肉桂醛和乙烯基苯并恶嗪酮之间的环加成反应成为可能。该方法创造性地将NHC/Pd(PPh3)4催化体系应用于合成苯并[b]氮杂衍生物中,具有优异的区域选择性。
Ohyun Kwon 7发现在膦催化下o-磺酰胺苯甲醛和炔酮可以发生分子间环化反应。这种方法可以在温和条件下,以优良的产率得到苯并[b]氮杂衍生物。目标产物可作为血管紧张素转换酶抑制剂的分子骨架,具有较高的药用价值。
Jian Xiao 8提出了以4-吡咯烷基靛红和苯酚为原料,通过Sc(OTf)3催化引发环扩张反应,一步合成七元氮杂环化合物的方法。该方法利用五元环的吡咯烷通过环扩张反应合成苯并[b]氮杂化合物,尚属首例。
Olga García报道了一种在温和、无过渡金属条件下,以1,2-二氢喹啉为原料,以简单直接的方式获得苯并[b]氮杂/>衍生物。该反应中,TMSCHN2作为亲核试剂,具有两个离去基团(N2和TMS),可以提供碳源,与1,2-二氢喹啉发生氧化扩环反应,直接生成目标产物。
综上所述,目前合成苯并[b]氮杂衍生物的方法主要有:分子内环化反应、分子间环加成反应、环扩张反应。以上方法普遍存在的缺点是:(1)需要预先准备复杂的含氮底物,且制备方法复杂;(2)通常需要昂贵的过渡金属催化剂及复杂的配体,成本较高;(3)反应条件较为苛刻,极难实现工业化生产。因此,研究并开发出一种利用简单易得的底物、经由简便的操作步骤、在温和的反应条件下合成苯并[b]氮杂/>衍生物的方法具有重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于利用简单、易得的底物1,4-二芳基炔烃和化合物A(羟胺三氟甲磺酸盐),在温和条件下通过简单高效的方法合成苯并[b]氮杂衍生物。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:以1,4-二芳基炔烃和羟胺三氟甲磺酸盐为底物,制备苯并[b]氮杂化合物。包括以下步骤:在圆底烧瓶中加入具有通式I的化合物、化合物A(羟胺三氟甲磺酸盐)、催化剂、溶剂,在20-80℃条件下反应4h,薄层色谱监测反应进程,直至反应完全。用乙酸乙酯和饱和食盐水萃取,用无水硫酸钠干燥,减压蒸出溶剂,残渣用石油醚/乙酸乙酯(40:1)作为流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物II,反应方程式如下:
方程式中:R1为甲基、甲氧基、氟、氯;R2为甲基、叔丁基、甲氧基、氟、氯。
上述的苯并[b]氮杂化合物的制备方法,其特征在于,化合物I与化合物A、催化剂的摩尔比为1:1.0~2.0:0.1~1.0。
上述的苯并[b]氮杂化合物的制备方法,其特征在于,所述催化剂为氯化亚铁、硫酸亚铁、氯化亚铜、碘化亚铜或碘。
上述的苯并[b]氮杂化合物的制备方法,其特征在于,所述溶剂为六氟异丙醇、三氟乙醇、乙腈或四氢呋喃。
上述的苯并[b]氮杂化合物的制备方法,其特征在于,所述反应温度为20-80℃。
本发明与现有技术相比具有以下优点:(1)本发明创新性地提出了以1,4-二芳基炔烃和羟胺三氟甲磺酸盐为底物合成苯并[b]氮杂化合物的方法,所用底物廉价易得,反应条件温和,操作简便,底物兼容性好,产率较高,具有工业化生产的潜力;(2)本发明所采用的技术方案使用碘作为非金属催化剂,避免了过渡金属催化剂的使用,绿色环保,原子经济性较高。
具体实施方式
下面通过实施例,对本发明技术方案做进一步的详细说明。具体实施方式如下:
实施例1:本实施例的制备方法包括以下步骤:
在50mL圆底烧瓶中依次加入化合物Ia(10mmol,2.06g)、六氟异丙醇(20mL)、化合物A(20mmol,5.22g)、碘(10mmol,2.54g),在60℃条件下反应4.0h,薄层色谱监测反应进程,直至反应完全;用乙酸乙酯和饱和食盐水萃取,用无水硫酸钠干燥,减压蒸出溶剂,残渣用石油醚/乙酸乙酯(40:1)作为流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIa,产率75%。反应方程式如下:
实施例2:本实施例的制备方法包括以下步骤:
在50mL圆底烧瓶中依次加入化合物Ib(10mmol,2.20g)、六氟异丙醇(20mL)、化合物A(20mmol,5.22g)、碘(10mmol,2.54g),在60℃条件下反应4.0h,薄层色谱监测反应进程,直至反应完全;用乙酸乙酯和饱和食盐水萃取,用无水硫酸钠干燥,减压蒸出溶剂,残渣用石油醚/乙酸乙酯(40:1)作为流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIb,产率72%。反应方程式如下:
实施例3:本实施例的制备方法包括以下步骤:
在50mL圆底烧瓶中依次加入化合物Ic(10mmol,2.62g)、六氟异丙醇(20mL)、化合物A(20mmol,5.22g)、碘(10mmol,2.54g),在60℃条件下反应4.0h,薄层色谱监测反应进程,直至反应完全;用乙酸乙酯和饱和食盐水萃取,用无水硫酸钠干燥,减压蒸出溶剂,残渣用石油醚/乙酸乙酯(40:1)作为流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIc,产率58%。反应方程式如下:
实施例4:本实施例的制备方法包括以下步骤:
在50mL圆底烧瓶中依次加入化合物Id(10mmol,2.36g)、六氟异丙醇(20mL)、化合物A(20mmol,5.22g)、碘(10mmol,2.54g),在60℃条件下反应4.0h,薄层色谱监测反应进程,直至反应完全;用乙酸乙酯和饱和食盐水萃取,用无水硫酸钠干燥,减压蒸出溶剂,残渣用石油醚/乙酸乙酯(40:1)作为流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IId,产率70%。反应方程式如下:
实施例5:本实施例的制备方法包括以下步骤:
在50mL圆底烧瓶中依次加入化合物Ie(10mmol,2.24g)、六氟异丙醇(20mL)、化合物A(20mmol,5.22g)、碘(10mmol,2.54g),在60℃条件下反应4.0h,薄层色谱监测反应进程,直至反应完全;用乙酸乙酯和饱和食盐水萃取,用无水硫酸钠干燥,减压蒸出溶剂,残渣用石油醚/乙酸乙酯(40:1)作为流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIe,产率68%。反应方程式如下:
实施例6:本实施例的制备方法包括以下步骤:
在50mL圆底烧瓶中依次加入化合物If(10mmol,2.40g)、六氟异丙醇(20mL)、化合物A(20mmol,5.22g)、碘(10mmol,2.54g),在60℃条件下反应4.0h,薄层色谱监测反应进程,直至反应完全;用乙酸乙酯和饱和食盐水萃取,用无水硫酸钠干燥,减压蒸出溶剂,残渣用石油醚/乙酸乙酯(40:1)作为流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIf,产率58%。反应方程式如下:
实施例7:本实施例的制备方法包括以下步骤:
在50mL圆底烧瓶中依次加入化合物Ig(10mmol,2.20g)、六氟异丙醇(20mL)、化合物A(20mmol,5.22g)、碘(10mmol,2.54g),在60℃条件下反应4.0h,薄层色谱监测反应进程,直至反应完全;用乙酸乙酯和饱和食盐水萃取,用无水硫酸钠干燥,减压蒸出溶剂,残渣用石油醚/乙酸乙酯(40:1)作为流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIg,产率74%。反应方程式如下:
实施例8:本实施例的制备方法包括以下步骤:
在50mL圆底烧瓶中依次加入化合物Ih(10mmol,2.36g)、六氟异丙醇(20mL)、化合物A(20mmol,5.22g)、碘(10mmol,2.54g),在60℃条件下反应4.0h,薄层色谱监测反应进程,直至反应完全;用乙酸乙酯和饱和食盐水萃取,用无水硫酸钠干燥,减压蒸出溶剂,残渣用石油醚/乙酸乙酯(40:1)作为流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIh,产率65%。反应方程式如下:
实施例9:本实施例的制备方法包括以下步骤:
在50mL圆底烧瓶中依次加入化合物Ii(10mmol,2.24g)、六氟异丙醇(20mL)、化合物A(20mmol,5.22g)、碘(10mmol,2.54g),在60℃条件下反应4.0h,薄层色谱监测反应进程,直至反应完全;用乙酸乙酯和饱和食盐水萃取,用无水硫酸钠干燥,减压蒸出溶剂,残渣用石油醚/乙酸乙酯(40:1)作为流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIi,产率64%。反应方程式如下:
实施例10:本实施例的制备方法包括以下步骤:
在50mL圆底烧瓶中依次加入化合物Ij(10mmol,2.40g)、六氟异丙醇(20mL)、化合物A(20mmol,5.22g)、碘(10mmol,2.54g),在60℃条件下反应4.0h,薄层色谱监测反应进程,直至反应完全;用乙酸乙酯和饱和食盐水萃取,用无水硫酸钠干燥,减压蒸出溶剂,残渣用石油醚/乙酸乙酯(40:1)作为流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIj,产率62%。反应方程式如下:
实施例11:本实施例的制备方法包括以下步骤:
在50mL圆底烧瓶中依次加入化合物Ik(10mmol,2.34g)、六氟异丙醇(20mL)、化合物A(20mmol,5.22g)、碘(10mmol,2.54g),在60℃条件下反应4.0h,薄层色谱监测反应进程,直至反应完全;用乙酸乙酯和饱和食盐水萃取,用无水硫酸钠干燥,减压蒸出溶剂,残渣用石油醚/乙酸乙酯(40:1)作为流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIk,产率78%。反应方程式如下:
实施例12:本实施例的制备方法包括以下步骤:
在50mL圆底烧瓶中依次加入化合物Il(10mmol,2.74g)、六氟异丙醇(20mL)、化合物A(20mmol,5.22g)、碘(10mmol,2.54g),在60℃条件下反应4.0h,薄层色谱监测反应进程,直至反应完全;用乙酸乙酯和饱和食盐水萃取,用无水硫酸钠干燥,减压蒸出溶剂,残渣用石油醚/乙酸乙酯(40:1)作为流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIl,产率72%。反应方程式如下:
实施例1所得产品的结构、核磁、高分辨质谱数据如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ=8.00-7.98(m,2H),7.47-7.44(m,3H),7.32-7.28(m,1H),7.18-7.16(m,2H),7.08-7.04(m,1H),2.64-2.61(m,2H),2.56-2.52(m,2H),2.41-2.33(m,2H);13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ=171.5,149.8,139.0,131.3,130.4,128.7,128.5,127.1,124.5,123.8,34.5,30.3,28.8;HRMS calcd for C16H16N[M+H]+222.1277;found:222.1275.
实施例2所得产品的结构、核磁、高分辨质谱数据如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ=7.90(d,J=8.0Hz,2H),7.31-7.25(m,3H),7.18-7.15(m,2H),7.07-7.03(m,1H),2.64-2.60(m,2H),2.55-2.51(m,2H),2.41(s,3H),2.39-2.32(m,2H);13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ=171.3,149.9,140.7,136.3,131.4,129.2,128.7,127.2,127.2,124.4,123.8,34.5,30.3,28.7,21.4;HRMS calcd for C17H18N[M+H]+236.1434;found:236.1433.
实施例3所得产品的结构、核磁、高分辨质谱数据如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ=7.96-7.93(m,2H),7.49-7.46(m,2H),7.31-7.27(m,1H),7.17-7.15(m,2H),7.07-7.03(m,1H),2.65-2.61(m,2H),2.55-2.51(m,2H),2.39-2.32(m,2H),1.36(s,9H);13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ=171.2,153.9,150.0,136.2,131.3,128.7,127.1,127.0,125.5,124.4,123.8,34.8,34.5,31.2,30.3,28.6;HRMS calcdfor C20H24N[M+H]+278.1903;found:278.1909.
实施例4所得产品的结构、核磁、高分辨质谱数据如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ=7.61-7.60(m,1H),7.53(d,J=8.0Hz,1H),7.39-7.35(m,1H),7.33-7.29(m,1H),7.19-7.17(m,2H),7.09-7.05(m,1H),7.04-7.01(m,1H),3.89(s,3H),2.64-2.61(m,2H),2.58-2.53(m,2H),2.41-2.34(m,2H);13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ=171.3,159.8,149.7,140.5,131.3,129.5,128.8,127.2,124.6,123.8,119.8,116.7,111.8,55.4,34.6,30.3,28.9;HRMS calcd for C17H18NO[M+H]+252.1383;found:252.1382.
实施例5所得产品的结构、核磁、高分辨质谱数据如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ=8.02-7.98(m,2H),7.33-7.28(m,1H),7.20-7.11(m,4H),7.10-7.04(m,1H),2.64-2.59(m,2H),2.58-2.51(m,2H),2.42-2.34(m,2H);13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ=170.3,164.4(d,J=250.0Hz),149.6,135.2,131.2,129.3(d,J=10.0Hz),128.8,127.3,124.7,123.8,115.5(d,J=20.0Hz),34.4,30.3,28.7;HRMS calcdfor C16H15NF[M+H]+240.1183;found:240.1188.
实施例6所得产品的结构、核磁、高分辨质谱数据如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ=7.95-7.92(m,2H),7.44-7.40(m,2H),7.32-7.28(m,1H),7.19-7.14(m,2H),7.09-7.05(m,1H),2.62-2.58(m,2H),2.54-2.51(m,2H),2.40-2.33(m,2H);13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ=170.2,149.6,137.5,136.6,131.2,128.8,128.7,128.5,127.2,124.7,123.8,34.5,30.3,28.6;HRMS calcd for C16H15NCl[M+H]+256.0888;found:256.0889.
实施例7所得产品的结构、核磁、高分辨质谱数据如下:
1H NMR(300MHz,CDCl3,ppm):δ=8.00-7.97(m,2H),7.47-7.43(m,3H),7.07(d,J=9.0Hz,1H),7.01(m,1H),6.88(d,J=6.0Hz,1H),2.65-2.60(m,2H),2.53-2.48(m,2H),2.40-2.30(m,5H);13C NMR(75MHz,CDCl3,ppm):δ=171.3,149.6,139.1,136.8,130.3,128.5,128.5,128.3,127.1,125.2,124.5,34.5,29.9,28.8,21.1;HRMS calcd for C17H18N[M+H]+236.1434;found:236.1438.
实施例8所得产品的结构、核磁、高分辨质谱数据如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ=8.00-7.97(m,2H),7.47-7.43(m,3H),7.07(d,J=8.0Hz,1H),6.77(d,J=4.0Hz,1H),6.65-6.62(m,1H),3.81(s,3H),2.65-2.61(m,2H),2.49-2.46(m,2H),2.37-2.29(m,2H);13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ=171.9,159.0,150.7,139.0,130.4,129.3,128.5,127.21,123.6,110.7,108.8,55.3,34.6,29.4,28.9;HRMS calcd for C17H18NO[M+H]+252.1383;found:252.1384.
实施例9所得产品的结构、核磁、高分辨质谱数据如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ=8.00-7.97(m,2H),7.49-7.44(m,3H),7.13-7.09(m,1H),6.91-6.88(m,1H),6.78-6.74(m,1H),2.65-2.62(m,2H),2.52-2.49(m,2H),2.39-2.32(m,2H);13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ=172.5,162.2(d,J=242.0Hz),151.3(d,J=10.0Hz),138.7,130.7,129.6(d,J=10.0Hz),128.6,127.3,127.0,111.10(d,J=21.0Hz),110.7(d,J=22.0Hz),34.5,29.6,28.9;HRMS calcd for C16H15NF[M+H]+240.1183;found:240.1190.
实施例10所得产品的结构、核磁、高分辨质谱数据如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ=8.00-7.97(m,2H),7.49-7.43(m,3H),7.18(d,J=4.0Hz,1H),7.10(d,J=8.0Hz,1H),7.04-7.01(m,1H),2.65-2.62(m,2H),2.53-2.49(m,2H),2.40-2.33(m,2H);13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ=172.5,151.0,138.6,132.6,130.7,129.8,128.6,127.2,124.4,123.7,34.3,29.7,28.8;HRMS calcd for C16H15NCl[M+H]+256.0888;found:256.0893.
实施例11所得产品的结构、核磁、高分辨质谱数据如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ=7.89(d,J=8.0Hz,2H),7.26-7.24(m,2H),7.05(d,J=6.0Hz,1H),7.00(s,1H),6.87(d,J=4.0Hz,1H),2.63-2.59(m,2H),2.51-2.47(m,2H),2.40-2.30(m,8H);13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ=171.1,149.7,140.6,136.8,136.3,129.2,128.5,128.3,127.1,125.1,124.4,34.4,29.9,28.7,21.4,21.1;HRMS calcdfor C18H20N[M+H]+250.1590;found:250.1595.
实施例12所得产品的结构、核磁、高分辨质谱数据如下:
1H NMR(300MHz,CDCl3,ppm):δ=7.95-7.90(m,2H),7.45-7.41(m,2H),7.16(d,J=3.0Hz,1H),7.11(d,J=9.0Hz,1H),7.05-7.02(m,1H),2.63-2.58(m,2H),2.52-2.47(m,2H),2.40-2.30(m,2H);13C NMR(75MHz,CDCl3,ppm):δ=171.3,150.7,136.9,132.7,129.82,129.6,128.8,128.6,124.6,123.7,34.2,29.7,28.6;HRMS calcd for C16H14NCl2[M+H]+290.0498;found:290.0502.
参考文献:
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9.S.Stockerl,T.Danelzik,D.G.Piekarski,O.G.Org.Lett.2019,21,4535-4539./>
Claims (3)
1.一种多取代苯并[b]氮杂化合物的制备方法,包括以下步骤:在50mL圆底烧瓶中加入具有通式I的化合物,化合物A,催化剂,有机溶剂,在一定温度条件下反应4小时,薄层色谱监测反应进程直至反应完全,减压蒸出溶剂,残渣用40:1的石油醚/乙酸乙酯流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物II,反应方程式如下:
方程式中:R1为甲基、甲氧基、氟、氯;R2为甲基、叔丁基、甲氧基、氟、氯;所述催化剂为碘;所述溶剂为六氟异丙醇。
2.根据权利要求1所述的一种多取代苯并[b]氮杂化合物的制备方法,其特征在于:化合物I与化合物A、催化剂的摩尔比为1:1.0~2.0:0.1~1.0。
3.根据权利要求1所述的一种多取代苯并[b]氮杂化合物的制备方法,其特征在于:所述反应温度为20-80℃。
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