CN113387885B - 一种1-苯并氮杂卓化合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种1‑苯并氮杂卓化合物的制备方法。这种方法以N‑(3‑苯基丁‑3‑烯‑1‑基)苯胺为底物合成了一系列1‑苯并氮杂卓化合物。该方法以单质碘作为促进剂,无需金属催化剂,原子经济性高,符合绿色化学的理念。同时,该反应方法具有底物兼容性好,产率高,操作简单等特点。本发明所合成的1‑苯并氮杂卓化合物丰富了苯并氮杂卓化合物的种类,为寻找新的生物活性分子奠定了基础,为新药的研发创造了良好的条件。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域,具体涉及一种1-苯并氮杂卓化合物的制备方法。
背景技术
1-苯并氮杂卓化合物是一类具有特殊结构的七元杂环化合物。这类化合物广泛存在于各种天然产物和药物分子中,作为许多生物活性分子中的核心结构单元,在有机合成和药物开发领域具有重要的应用价值。因其具有很好的药理活性而被用于心脏病、高血压、抑郁、惊厥等疾病的治疗。许多含有1-苯并氮杂卓结构单元的化合物已被纳入商业药物之中。如图1所示:Fedovapagon 具有抗利尿的作用,Imipramine是一种治疗抑郁的药物,Eslicarbazepine是一种抗惊厥的药物。Tolvaptan和mozavaptan是一种非肽精氨酸加压素V2受体拮抗剂,用于治疗低钠血症,充血性心力衰竭以及与水稳态失调有关的疾病。市售的benazepril是一种血管紧张素转换酶抑制剂,可以用于治疗高血压和心脏病。
鉴于1-苯并氮杂卓化合物优异的生物活性和在医药领域的广泛应用,该类化合物一直以来都是有机合成领域研究的重点。近年来,有许多合成1-苯并氮杂卓化合物的方法被不断报道出来,其中包括[m+n]环加成反应、扩环反应、自由基反应、傅克反应、分子内环化偶联反应等等。列举如下:
(1)以N-芳基丙酰胺和4-乙烯基酸为底物:
2017年,李金恒课题组报道了一种银催化的N-芳基丙酰胺与4-乙烯基酸分子间的[5+2]环化反应,合成了一系列稠合的2H-苯并[b]氮杂卓-2-酮化合物。该反应使用催化量的硝酸银与无机氧化剂相结合的反应体系,可以兼容各种N-芳基丙酰胺和4-乙烯基酸。
(2)以N-烷基苯胺为底物:
2017年,中国科学技术大学的王细胜课题组报道了一种铜催化的分子内 C(sp3)-H/C(sp2)-H交叉偶联反应,构建了一系列1-苯并氮杂卓衍生物。该合成策略具有极高的原子经济性,实现了零废弃物的排放。但是,该反应的条件稍微有点复杂,需要用到多种添加剂,并且反应时间较长。
(3)以邻丙烯酰胺基苯乙烯为底物:
2018年,华中师范大学的肖文精课题组开发了一种可见光催化条件下,以邻丙烯酰胺基苯乙烯为底物构建苯并氮杂卓衍生物的方法。该反应成功的关键在于光催化条件下反应底物脱羧产生烷基自由基,及其向烯烃的化学选择性加成反应。
(4)以2-(邻-(二烷氨基)芳基)环丙烷-1,1-二酯为底物:
Kim课题组报道了一种2-(邻-(二烷氨基)芳基)环丙烷-1,1-二酯衍生物通过[1,5]-氢原子转移构建稠合苯并氮杂卓衍生物的方法。
目前,合成1-苯并氮杂卓衍生物的策略已经取得很大的进展,近年来各种合成方法被相继报道,但是许多合成1-苯并氮杂卓衍生物的方法需要用到比较复杂的反应底物、昂贵的金属催化剂或者苛刻的反应条件。因此,利用简易得的底物,通过环境友好的手段,构建1-苯并氮杂卓衍生物仍然具有重要的意义。
附图说明
图1是含有1-苯并氮杂卓结构单元的药物分子图。
发明内容
本发明的目的在于提供一种原料廉价易得、操作简便、原子利用率高、在无金属催化的条件下合成1-苯并氮杂卓化合物的方法。
本发明实现过程如下:
一种1-苯并氮杂卓化合物的制备方法,包括以下步骤:在反应器中加入具有通式I的化合物、碘、溶剂,在一定温度下反应12h,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=20/1的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:R为氢、甲基、乙基、叔丁基、氟、氯或溴,R1为氢、甲基、叔丁基、环己基、氟、氯或溴。
上述的1-苯并氮杂卓化合物的制备方法,其特征在于,具有通式I的化合物与碘的摩尔比为1:1.0~2.0。
上述的1-苯并氮杂卓化合物的制备方法,其特征在于,所述溶剂为六氟异丙醇、1,2-二氯乙烷或四氢呋喃。
上述的1-苯并氮杂卓化合物的制备方法,其特征在于,所述反应温度为 70-100℃。
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N- (3-苯基丁-3-烯-1-基)苯胺为底物合成1-苯并氮杂卓化合物的方法,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。(2)本发明以单质碘作为促进剂,避免了使用金属催化剂,原子经济性高,符合绿色化学的理念。
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:
在反应管中依次加入化合物Ia(2.0mmol)、I2(4.0mmol)、HFIP(10mL)、于100℃的油浴锅中,反应12h,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=20/1的流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIa,收率81%。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:
在反应管中依次加入化合物Ib(2.0mmol)、I2(4.0mmol)、HFIP(10mL)、于100℃的油浴锅中,反应12h,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=20/1的流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIb,收率68%。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:
在反应管中依次加入化合物Ic(2.0mmol)、I2(4.0mmol)、HFIP(10mL)、于100℃的油浴锅中,反应12h,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=20/1的流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIc,收率70%。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:
在反应管中依次加入化合物Id(2.0mmol)、I2(4.0mmol)、HFIP(10mL)、于100℃的油浴锅中,反应12h,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=20/1的流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IId,收率79%。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:
在反应管中依次加入化合物Ie(2.0mmol)、I2(4.0mmol)、HFIP(10mL)、于100℃的油浴锅中,反应12h,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=20/1的流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIe,收率69%。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:
在反应管中依次加入化合物If(2.0mmol)、I2(4.0mmol)、HFIP(10mL)、于100℃的油浴锅中,反应12h,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=20/1的流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIf,收率73%。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:
在反应管中依次加入化合物Ig(2.0mmol)、I2(4.0mmol)、HFIP(10mL)、于100℃的油浴锅中,反应12h,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=20/1的流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIg,收率60%。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:
在反应管中依次加入化合物Ih(2.0mmol)、I2(4.0mmol)、HFIP(10mL)、于100℃的油浴锅中,反应12h,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=20/1的流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIh,收率68%。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:
在反应管中依次加入化合物Ii(2.0mmol)、I2(4.0mmol)、HFIP(10mL)、于100℃的油浴锅中,反应12h,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=20/1的流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIi,收率81%。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:
在反应管中依次加入化合物Ij(2.0mmol)、I2(4.0mmol)、HFIP(10mL)、于100℃的油浴锅中,反应12h,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=20/1的流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIj,收率64%。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:
在反应管中依次加入化合物Ik(2.0mmol)、I2(4.0mmol)、HFIP(10mL)、于100℃的油浴锅中,反应12h,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=20/1的流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIk,收率77%。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:
在反应管中依次加入化合物Il(2.0mmol)、I2(4.0mmol)、HFIP(10mL)、于100℃的油浴锅中,反应12h,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=20/1的流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIl,收率78%。反应方程式如下:
实施例13:本实施例的制备方法包括以下步骤:
在反应管中依次加入化合物Im(2.0mmol)、I2(4.0mmol)、HFIP(10mL)、于100℃的油浴锅中,反应12h,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=20/1的流动相经硅胶柱层析分离纯化,得到化合物IIm,收率 70%。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(600MHz,CDCl3,ppm):δ=7.46-7.45(d,J=7.2Hz,2H),7.36- 7.33(m,2H),7.26-7.25(d,J=10.8Hz,1H),7.20-7.19(d,J=7.8Hz,1H),7.02- 7.00(m,1H),6.78-6.76(m,1H),6.68(s,1H),6.63-6.62(d,J=8.4Hz,1H),3.49- 3.47(m,2H),2.98-2.96(m,2H);13C NMR(150MHz,CDCl3,ppm):δ=148.6, 145.0,140.1,134.4,129.4,128.4,127.7,126.9,126.2,123.4,119.2,117.2,44.6,37.6; HRMS calcd for C16H16N[M+H]+222.1277;found:222.1277.
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=7.46-7.44(d,J=8.0Hz,2H),7.36- 7.32(m,2H),7.26-7.24(m,1H),7.01(s,1H),6.84-6.82(d,J=8.0Hz,1H),6.64 (s,1H),6.55-6.53(d,J=8.0Hz,1H),3.45-3.43(m,2H),2.96-2.94(m,2H),2.24 (s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ=146.5,145.0,140.0,134.6,129.3, 128.5,128.4,128.3,126.8,126.1,123.4,117.2,44.7,37.6,20.4;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=7.47-7.45(d,J=7.6Hz,2H),7.36- 7.32(m,2H),7.26-7.23(d,J=14.8Hz,1H),7.03(s,1H),6.88-6.85(m,1H),6.66 (s,1H),6.58-6.56(d,J=8.4Hz,1H),3.47-3.45(m,2H),2.97-2.95(m,2H),2.57- 2.52(m,2H),1.22-1.18(m,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ=146.6, 145.1,140.0,134.9,133.5,129.5,128.4,127.3,126.8,126.2,123.4,117.3,44.6,37.6, 28.0,16.0;HRMS calcd for C18H20N[M+H]+250.1590;found:250.1590.
实施例4所得产品的结构、核磁、高分辨质谱数据如下:
1H NMR(600MHz,CDCl3,ppm):δ=7.47-7.46(d,J=8.4Hz,2H),7.35- 7.33(m,2H),7.25-7.23(m,1H),7.19(s,1H),7.06-7.04(d,J=8.4Hz,1H),6.69 (s,1H),6.58-6.56(d,J=7.8Hz,1H),3.46-3.45(m,2H),2.96-2.95(m,2H),1.29 (s,9H);13C NMR(150MHz,CDCl3,ppm):δ=146.3,145.1,141.7,139.9,131.0, 129.9,128.4,126.8,126.1,125.0,122.7,117.0,44.5,37.6,34.0,31.6;HRMS calcd for C20H24N[M+H]+278.1903;found:278.1903.
实施例5所得产品的结构、核磁、高分辨质谱数据如下:
1H NMR(600MHz,CDCl3,ppm):δ=7.45-7.44(d,J=7.8Hz,2H),7.36- 7.34(m,2H),7.28-7.26(m,1H),6.91-6.88(m,1H),6.75-6.72(m,1H),6.58-6.55 (m,2H),3.45-3.44(m,2H),2.97-2.95(m,2H);13C NMR(150MHz,CDCl3,ppm): δ=157.6-156.0(d,J=236Hz,1C),145.0,144.6,142.1,128.5,128.2,127.2,126.2, 124.9-124.8(d,J=8Hz,1C),119.3-119.2(d,J=23Hz,1C),118.1-118.0(d,J=8 Hz,1C),114.4-114.3(d,J=23Hz,1C),44.9,37.7;HRMS calcd for C16H15FN [M+H]+240.1183;found:240.1182.
实施例6所得产品的结构、核磁、高分辨质谱数据如下:
1H NMR(600MHz,CDCl3,ppm):δ=7.44-7.42(d,J=7.8Hz,2H),7.36- 7.33(m,2H),7.28-7.26(d,J=7.2Hz,1H),7.16-7.15(d,J=2.4Hz,1H),6.95- 6.93(m,1H),6.56-6.54(m,2H),3.46-3.44(m,2H),2.96-2.95(m,2H);13C NMR (150MHz,CDCl3,ppm):δ=147.2,144.6,141.8,133.2,128.5,128.1,127.3,127.2, 126.2,124.8,123.6,118.4,44.6,37.5;HRMS calcd for C16H15ClN[M+H]+256.0888; found:256.0887.
实施例7所得产品的结构、核磁、高分辨质谱数据如下:
1H NMR(600MHz,CDCl3,ppm):δ=7.44-7.42(d,J=7.8Hz,2H),7.36- 7.34(m,2H),7.30(s,1H),7.28-7.27(d,J=7.2Hz,1H),7.08-7.06(d,J=8.4Hz, 1H),6.56(s,1H),6.50-6.49(d,J=8.4Hz,1H),3.46-3.44(m,2H),2.97-2.95(m, 2H);13C NMR(150MHz,CDCl3,ppm):δ=147.6,144.5,141.7,136.2,130.1,128.5, 128.0,127.2,126.1,125.3,118.7,110.7,44.5,37.5;HRMS calcd for C16H15BrN [M+H]+300.0383;found:300.0383.
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=7.36-7.34(d,J=8.0Hz,2H),7.19- 7.13(m,3H),7.00-6.96(m,1H),6.77-6.73(m,1H),6.65(s,1H),6.59-6.57(d,J= 8.0Hz,1H),4.12(brs,1H),3.44-3.41(m,2H),2.94-2.91(m,2H),2.34(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ=148.6,142.0,139.9,136.6,134.2,129.0, 128.6,127.5,125.9,123.4,119.1,117.1,44.4,37.5,21.2;HRMS calcd for C17H18N [M+H]+236.1434;found:236.1433.
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=7.42-7.36(m,4H),7.20-7.18(d,J= 7.6Hz,1H),7.02-6.98(m,1H),6.78-6.75(m,1H),6.68(s,1H),6.63-6.61(d,J= 7.6Hz,1H),3.48-3.46(m,2H),2.96(s,2H),1.34(s,9H);13C NMR(100MHz, CDCl3,ppm):δ=149.9,148.6,142.0,139.9,134.3,128.8,127.5,125.8,125.3,123.5, 119.1,117.1,44.5,37.5,34.6,31.5;HRMS calcd for C20H24N[M+H]+278.1903; found:278.1903.
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=7.40-7.38(d,J=8.0Hz,2H),7.20- 7.18(d,J=8.0Hz,3H),7.01-6.98(m,1H),6.77-6.74(m,1H),6.66(s,1H),6.61- 6.59(d,J=7.6Hz,1H),3.45(s,2H),2.95(s,2H),2.52-2.47(m,1H),1.87-1.84 (m,4H),1.76-1.73(d,J=12.8Hz,1H),1.48-1.34(m,4H),1.27-1.24(m,1H);13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ=148.6,146.9,142.4,140.0,134.3,128.7,127.5, 126.8,126.0,123.5,119.1,117.1,44.5,44.3,37.5,34.6,27.0,26.3;HRMS calcd for C22H26N[M+H]+304.2060;found:304.2060.
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=7.41-7.37(m,2H),7.18-7.16(d,J= 7.2Hz,1H),7.03-6.99(m,3H),6.78-6.74(m,1H),6.61-6.59(d,J=6.8Hz,2H), 4.07(br s,1H),3.44-3.42(m,2H),2.91-2.89(m,2H);13C NMR(100MHz,CDCl3, ppm):δ=163.2-160.8(d,J=244Hz,1C),148.7,141.0-140.9(d,J=3Hz,1C), 139.0,134.3,129.3,127.7,127.6-127.5(d,J=8Hz,1C),123.2,119.2,117.2, 115.2-115.0(d,J=21Hz,1C),44.4,37.7;HRMScalcd for C16H15FN[M+H]+ 240.1183;found:240.1183.
实施例12所得产品的结构、核磁、高分辨质谱数据如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ=7.36-7.34(d,J=8.4Hz,2H),7.29- 7.27(d,J=8.4Hz,2H),7.20-7.16(m,1H),7.02-6.98(m,1H),6.77-6.74(m,1H), 6.64(s,1H),6.60-6.58(d,J=8.0Hz,1H),4.22(br s,1H),3.43-3.40(m,2H), 2.89-2.87(m,2H);13C NMR(100MHz,CDCl3,ppm):δ=148.8,143.2,138.6, 134.4,132.5,129.7,128.4,127.9,127.3,122.9,119.1,117.1,44.3,37.4;HRMS calcd for C16H15ClN[M+H]+256.0888;found:256.0888.
实施例13所得产品的结构、核磁、高分辨质谱数据如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3,ppm):δ=7.46-7.44(d,J=8.8Hz,2H),7.33- 7.30(d,J=8.4Hz,2H),7.19-7.17(d,J=7.6Hz,1H),7.04-7.00(m,1H),6.79- 6.75(m,1H),6.65-6.61(m,2H),3.47-3.45(m,2H),2.93-2.90(m,2H);13C NMR (100MHz,CDCl3,ppm):δ=148.8,143.8,138.7,134.5,131.4,129.8,127.9,127.7, 123.0,120.7,119.2,117.2,44.4,37.4;HRMS calcd for C16H15BrN[M+H]+300.0383; found:300.0383.
Claims (4)
2.根据权利要求1所述的一种1-苯并氮杂卓化合物的制备方法,其特征在于,化合物I与单质碘的摩尔比为1:1.0~2.0。
3.根据权利要求1所述的一种1-苯并氮杂卓化合物的制备方法,其特征在于,所述溶剂为六氟异丙醇、1,2-二氯乙烷或四氢呋喃。
4.根据权利要求1所述的一种1-苯并氮杂卓化合物的制备方法,其特征在于,所述反应温度为70-100℃。
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