CN113861121A - 一种通过直接氧化生成2,3-二羟基喹喔啉及其衍生物的新方法 - Google Patents
一种通过直接氧化生成2,3-二羟基喹喔啉及其衍生物的新方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种通过直接氧化生成2,3‑二羟基喹喔啉及其衍生物的新方法。该方法是在反应容器中，加入喹喔啉‑2‑酮类化合物、氧化剂以及溶剂，在40～150℃搅拌反应1‑10小时，反应结束后冷却至室温，加水过滤即可得到所述的2,3‑二羟基喹喔啉及其衍生物。本发明涉及一种通过直接氧化生成2,3‑二羟基喹喔啉及其衍生物的新方法，具有反应条件温和、操作简单、产率优良、底物适用性广等特点，为2,3‑二羟基喹喔啉及其衍生物的构建提供了一条简单高效的合成路径。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成，材料化学，生命科学等技术领域，具体涉及到一种通过直接氧化生成2,3-二羟基喹喔啉及其衍生物的新方法。
背景技术
2,3-二羟基喹喔啉及其衍生物在有机合成、药物化学和材料科学中发挥着重要作用。是许多具有生物活性化合物的有效基团，以其为结构母核合成的衍生物可用作酶抑制剂、Y-氨基丁酸(GABA)/苯(并)二氮革受体拮抗剂等，具有重要的应用价值。因此，关于2,3-二羟基喹喔啉及其衍生物的官能团化反应研究一直以来都是有机合成领域的研究热点。然而，利用廉价易得的过硫酸铵作为氧化剂的直接氧化反应生成2,3-二羟基喹喔啉及其衍生物研究工作一直未有相关报道。该方法为2,3-二羟基喹喔啉及其衍生物的构建提供了一条简单高效、产率优良的合成路径，同时反应具有良好的底物适用性。
发明内容
本发明提供了一种通过直接氧化生成2,3-二羟基喹喔啉及其衍生物的新方法，该方法具有反应条件温和、操作简单、产率优良、底物适用性广等特点，为2,3-二羟基喹喔啉及其衍生物的构建提供了一条简单高效、产率优良的合成路径。其合成路线如下：
本发明的原理是以喹喔啉-2-酮类化合物为反应原料，过硫酸铵作为氧化剂发生的直接氧化反应，生成一系列2,3-二羟基喹喔啉类化合物。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种通过直接氧化生成2,3-二羟基喹喔啉及其衍生物的新方法：反应容器中，加入喹喔啉-2-酮类化合物、氧化剂以及溶剂，在40～150℃搅拌反应1-10小时，反应结束后冷却至室温，加水过滤即可得到所述的2,3-二羟基喹喔啉及其衍生物；
上述反应如下式所示：
其中，R1包括氢、甲基、甲氧基、卤素、多甲基、多卤素、氰基、三氟甲基、硝基、萘基；R2包括氢、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、长链烷基、环烷基、烯基、炔基、酯基、萘基、杂环芳烃。
上述方法中，所述反应容器为玻璃试管；所述氧化剂为过硫酸铵。
上述方法中，加入喹喔啉-2-酮类化合物的量与过硫酸铵的摩尔比为1:(0.05～5)。
上述方法中，所述溶剂为乙腈、水、乙腈与水的混合溶剂。
上述方法中，反应温度为40～150℃。
本发明相对于现有的技术，具有以下优点及效果：
本发明一种通过直接氧化生成2,3-二羟基喹喔啉及其衍生物的新方法，该方法反应条件温和、操作简单、产率优良、底物适用性广等特点，为2,3-二羟基喹喔啉及其衍生物的构建提供了一条简单高效的合成路径。
附图说明
图1是实施例1-9所得产品的氢谱图；
图2是实施例1-9所得产品的碳谱图；
图3是实施例10所得产品的氢谱图；
图4是实施例10所得产品的碳谱图；
图5是实施例11所得产品的氢谱图；
图6是实施例11所得产品的碳谱图；
图7是实施例12所得产品的氢谱图；
图8是实施例12所得产品的碳谱图；
图9是实施例13所得产品的氢谱图；
图10是实施例13所得产品的碳谱图；
图11是实施例14所得产品的氢谱图；
图12是实施例14所得产品的碳谱图；
图13是实施例15所得产品的氢谱图；
图14是实施例15所得产品的碳谱图；
图15是实施例16所得产品的氢谱图；
图16是实施例16所得产品的碳谱图；
图17是实施例17所得产品的氢谱图；
图18是实施例17所得产品的碳谱图；
图19是实施例18所得产品的氢谱图；
图20是实施例18所得产品的碳谱图；
图21是实施例19所得产品的氢谱图；
图22是实施例19所得产品的碳谱图；
图23是实施例20所得产品的氢谱图；
图24是实施例20所得产品的碳谱图；
图25是实施例20所得产品的氢谱图；
图26是实施例20所得产品的碳谱图；
图27是实施例20所得产品的氢谱图；
图28是实施例20所得产品的碳谱图；
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式和适应的底物不限于此。
实施例1
在25mL的试管中加入1-乙基喹喔啉-2-酮0.2毫摩尔，过硫酸铵0.6毫摩尔，加入乙腈：水(4:1体积比)2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法) 检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率97％。
实施例2
在25mL的试管中加入1-乙基喹喔啉-2-酮0.2毫摩尔，过硫酸钾0.6毫摩尔，加入乙腈：水(4:1体积比)2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法) 检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率19％。
实施例3
在25mL的试管中加入1-乙基喹喔啉-2-酮0.2毫摩尔，对苯醌0.6毫摩尔，加入乙腈：水(4:1体积比)2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法) 检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率0％。
实施例4
在25mL的试管中加入1-乙基喹喔啉-2-酮0.2毫摩尔，高锰酸钾0.6毫摩尔，加入乙腈：水(4:1体积比)2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法) 检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率0％。
实施例5
在25mL的试管中加入1-乙基喹喔啉-2-酮0.2毫摩尔，醋酸铜0.6毫摩尔，加入乙腈：水(4:1体积比)2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法) 检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率0％。
分析说明：通过实施例1-5的反应效果可以看出，该反应具有一定的氧化剂专一性。
实施例6
在25mL的试管中加入1-乙基喹喔啉-2-酮0.2毫摩尔，过硫酸铵0.6毫摩尔，加入乙腈：水(2:1体积比)2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法) 检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率60％。
实施例7
在25mL的试管中加入1-乙基喹喔啉-2-酮0.2毫摩尔，过硫酸铵0.6毫摩尔，加入乙腈：水(1:1体积比)2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法) 检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率55％。
实施例8
在25mL的试管中加入1-乙基喹喔啉-2-酮0.2毫摩尔，过硫酸铵0.6毫摩尔，加入乙腈2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法)检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率50％。
实施例9
在25mL的试管中加入1-乙基喹喔啉-2-酮0.2毫摩尔，过硫酸铵0.6毫摩尔，加入水2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法)检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率60％。
实施例1-9所得产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ12.02(s,1H),7.39(dd,J＝7.4,2.2Hz,1H), 7.28-6.93(m,3H),4.14(q,J＝7.1Hz,2H),1.21(t,J＝7.1Hz,3H)；
13C{1H}NMR(125MHz,DMSO)δ155.2,154.1,126.3,126.3,123.9,123.8,116.3,115.2,37.8,12.5.
根据以上数据推断所得产物的结构如下所示：(见图1和图2)
实施例10
在25mL的试管中加入1-乙基-8-甲基喹喔啉-2-酮0.2毫摩尔，过硫酸铵0.6毫摩尔，加入乙腈：水(4:1体积比)2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法)检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率89％。
所得产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ11.21(s,1H),7.24(d,J＝8.3Hz,1H),7.08(t,J＝7.9Hz,1H),7.00(d,J＝7.5Hz,1H),4.14(q,J＝7.1Hz,2H),2.36(s,3H),1.20(t,J＝7.1Hz,3H)；
13C{1H}NMR(125MHz,DMSO-d6)δ154.8,154.5,126.3,125.8,125.0,124.5,123.6,113.3,38.0,18.0,12.6.
根据以上数据推断所得产物得结构如下所示：(见图3和图4)
实施例11
在25mL的试管中加入7-溴-1-乙基喹喔啉-2-酮0.2毫摩尔，过硫酸铵0.6毫摩尔，加入乙腈：水(4:1体积比)2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法)检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率83％。
所得产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ12.07(s,1H),7.42-7.21(m,3H),4.11(q,J＝7.1Hz,2H),1.19(t,J＝7.1Hz,3H)；
13C{1H}NMR(125MHz,DMSO-d6)δ155.0,153.9,127.9,126.1,126.0,118.3,117.2,115.3,38.0,12.4.
根据以上数据推断所得产物得结构如下所示：(见图5和图6)
实施例12
在25mL的试管中加入1-乙基-7-三氟甲基喹喔啉-2-酮0.2毫摩尔，过硫酸铵0.6毫摩尔，加入乙腈：水(4:1体积比)2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法)检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率97％。
所得产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ12.19(s,1H),7.58(d,J＝8.7Hz,1H),7.52-7.38(m,2H),4.16(q,J＝7.1Hz,2H),1.22(t,J＝7.2Hz,3H)；
13C{1H}NMR(125MHz,DMSO-d6)δ155.30,153.89,129.62,126.83,124.4(q,JC-F＝270Hz),124.0(q,JC-F＝32.5Hz),120.2(q,JC-F＝3.8Hz),116.05,112.7(q,JC-F＝3.8 Hz),38.10,12.30.19F NMR(471MHz,DMSO-d6)δ-60.6.
根据以上数据推断所得产物得结构如下所示：(见图7和图8)
实施例13
在25mL的试管中加入1-乙基苯并喹喔啉-2-酮0.2毫摩尔，过硫酸铵0.6毫摩尔，加入乙腈：水(4:1体积比)2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法)检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率67％。
所得产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ12.20(s,1H),7.98-7.92(m,1H),7.90(s,1H), 7.86-7.78(m,1H),7.57(s,1H),7.46-7.39(m,2H),4.24(q,J＝7.0Hz,2H),1.30(t,J＝7.1 Hz,3H)；
13C{1H}NMR(125MHz,DMSO-d6)δ155.0,153.9,134.5,130.0,129.7,127.9,126.8,126.6,126.0,125.5,111.9,111.9,38.0,12.3.
根据以上数据推断所得产物得结构如下所示：(见图9和图10)
实施例14
在25mL的试管中加入1-(环丁甲基)喹喔啉-2-酮0.2毫摩尔，过硫酸铵0.6毫摩尔，加入乙腈：水(4:1体积比)2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法)检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率99％。
所得产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ12.06(s,1H),7.46-7.29(m,1H),7.17(dtd,J＝9.1,6.1,3.1Hz,3H),4.21(d,J＝7.2Hz,2H),2.72(p,J＝7.5Hz,1H),1.94(tdd,J＝7.8,6.1,4.9,2.9Hz,2H),1.88-1.72(m,4H)；
13C{1H}NMR(125MHz,DMSO-d6)δ155.9,154.1,126.8,126.1,123.9,123.7,116.2,115.7,46.9,33.9,26.3,18.4.
根据以上数据推断所得产物得结构如下所示：(见图11和图12)
实施例15
在25mL的试管中加入1-烯丙基喹喔啉-2-酮0.2毫摩尔，过硫酸铵0.6毫摩尔，加入乙腈：水(4:1体积比)2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法)检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率83％。
所得产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ12.06(s,1H),7.25(dt,J＝8.0,2.9Hz,1H), 7.22-7.18(m,1H),7.18-7.12(m,2H),5.91(ddt,J＝17.2,10.5,4.8Hz,1H),5.46-4.97(m, 2H),4.76(dd,J＝4.3,2.4Hz,2H)；
13C{1H}NMR(125MHz,DMSO-d6)δ155.5,154.1,132.0,126.7,126.2,124.0,123.6,117.4,116.1,115.9,44.9.
根据以上数据推断所得产物得结构如下所示：(见图13和图14)
实施例16
在25mL的试管中加入1-炔丙基喹喔啉-2-酮0.2毫摩尔，过硫酸铵0.6毫摩尔，加入乙腈：水(4:1体积比)2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法)检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率85％。
所得产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ12.11(s,1H),7.45-7.39(m,1H),7.26-7.17(m,3H),4.96(d,J＝2.6Hz,2H),3.32(t,J＝2.5Hz,1H)；
13C{1H}NMR(125MHz,DMSO-d6)δ155.1,153.8,126.2,126.0,124.4,123.7,116.2,115.8,78.5,75.6,32.4.
根据以上数据推断所得产物得结构如下所示：(见图15和图16)
实施例17
在25mL的试管中加入甲基-2-(2-氧代喹喔啉)羧酸0.2毫摩尔，过硫酸铵0.6 毫摩尔，加入乙腈：水(4:1体积比)2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法)检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率87％。
所得产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ12.21(s,1H),7.31(d,J＝8.2Hz,1H),7.26-7.10(m,3H),5.00(s,2H),3.71(s,3H)；
13C{1H}NMR(125MHz,DMSO-d6)δ168.6,155.7,153.7,126.8,125.9,124.4,123.9,116.3,115.4,52.9,44.6.
根据以上数据推断所得产物得结构如下所示：(见图17和图18)
实施例18
在25mL的试管中加入1-苯乙基喹喔啉-2-酮0.2毫摩尔，过硫酸铵0.6毫摩尔，加入乙腈：水(4:1体积比)2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法)检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率99％。
所得产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ12.05(s,1H),7.46(d,J＝7.4Hz,1H),7.36-7.28(m,4H),7.21(ddt,J＝16.5,10.6,5.4Hz,4H),4.68-4.06(m,1H),3.10-2.69(m,1H)；
13C{1H}NMR(125MHz,DMSO-d6)δ155.4,154.0,138.6,129.3,128.9,127.0,126.5,126.2,124.0,123.9,116.3,115.4,44.0,32.9.
根据以上数据推断所得产物得结构如下所示：(见图19和图20)
实施例19
在25mL的试管中加入1-苄基喹喔啉-2-酮0.2毫摩尔，过硫酸铵0.6毫摩尔，加入乙腈：水(4:1体积比)2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法) 检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率92％。
所得产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ12.13(s,1H),7.32(d,J＝5.6Hz,4H),7.25(dq,J＝5.7,2.8Hz,1H),7.23-7.17(m,2H),7.14(t,J＝7.0Hz,1H),7.09-7.02(m,1H),5.39(s,2H)；
13C{1H}NMR(125MHz,DMSO-d6)δ156.2,154.2,136.2,129.1,127.7,127.1,126.8,126.4,124.1,123.6,116.2,115.9,46.1.
根据以上数据推断所得产物得结构如下所示：(见图21和图22)
实施例20
在25mL的试管中加入1-(萘-2-甲基)喹喔啉-2-酮0.2毫摩尔，过硫酸铵0.6毫摩尔，加入乙腈：水(4:1体积比)2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法)检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率85％。
所得产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ12.17(s,1H),8.00-7.76(m,4H),7.49(dd,J＝15.6,8.6Hz,3H),7.33-6.70(m,4H),5.55(s,2H)；
13C{1H}NMR(125MHz,DMSO-d6)δ156.3,154.3,133.8,133.4,132.7,128.8,128.0,126.8,126.8,126.5,126.4,125.5,125.4,124.1,123.6,116.2,115.9,46.4.
根据以上数据推断所得产物得结构如下所示：(见图23和图24)
实施例21
在25mL的试管中加入喹喔啉-2-酮0.2毫摩尔，过硫酸铵0.6毫摩尔，加入乙腈：水(4:1体积比)2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法)检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率91％。
所得产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ11.91(s,2H),7.15-7.11(m,2H),7.10-7.07(m,2H)；
13C{1H}NMR(125MHz,DMSO-d6)δ155.6,126.1,123.5,115.6.
根据以上数据推断所得产物得结构如下所示：(见图25和图26)
实施例22
在25mL的试管中加入苯并喹喔啉-2-酮0.2毫摩尔，过硫酸铵0.6毫摩尔，加入乙腈：水(4:1体积比)2毫升作为溶剂，于60摄氏度下搅拌。TLC(薄层色谱法) 检测反应结束后将反应液冷却到室温，加入10毫升水，用砂芯漏斗过滤，真空干燥箱烘干，得到目标产物，产率91％。
所得产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ12.09(s,2H),7.83-7.72(m,2H),7.52(s,2H), 7.40-7.28(m,2H)；
13C{1H}NMR(125MHz,DMSO-d6)δ155.41,129.70,127.21,126.67,125.49, 111.42.
根据以上数据推断所得产物得结构如下所示：(见图27和图28)
Claims (5)
1.一种通过直接氧化生成2,3-二羟基喹喔啉及其衍生物的新方法，其特征在于，在反应容器中，加入喹喔啉-2-酮类化合物、氧化剂以及溶剂，在40～150℃搅拌反应1-10小时，反应结束后冷却至室温，加水过滤即可得到所述的2,3-二羟基喹喔啉及其衍生物；所述氧化剂为过硫酸铵；
上述反应如下式所示：
其中，R1包括氢、甲基、甲氧基、卤素、多甲基、多卤素、氰基、三氟甲基、硝基、萘基；R2包括氢、甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、长链烷基、环烷基、烯基、炔基、酯基、萘基、杂环芳烃。
2.根据权利要求1所述的一种通过直接氧化生成2,3-二羟基喹喔啉及其衍生物的新方法，其特征在于：所述反应容器为玻璃试管；所述氧化剂为过硫酸铵。
3.根据权利要求1所述的一种通过直接氧化生成2,3-二羟基喹喔啉及其衍生物的新方法，其特征在于：加入喹喔啉-2-酮类化合物的量与氧化剂的摩尔比为1:(0.05～5)。
4.根据权利要求1所述的一种通过直接氧化生成2,3-二羟基喹喔啉及其衍生物的新方法，其特征在于：所述溶剂为乙腈、水、乙腈与水的混合溶剂。
5.根据权利要求1所述的一种通过直接氧化生成2,3-二羟基喹喔啉及其衍生物的新方法，其特征在于：反应温度为40～150℃。
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