CN114195711A - 一种喹啉-4(1h)-酮化合物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种喹啉‑4(1H)‑酮化合物的制备方法，包括如下步骤：将醋酸钯、四氟硼酸三叔丁基膦、羰基钼、碳酸钠、水以及邻溴硝基苯类化合物加入到N,N‑二甲基甲酰胺中，于100～120℃反应2小时，再加入炔烃，于100～120℃反应22小时，反应完全后，后处理得到所述的喹啉‑4(1H)‑酮化合物。该制备方法操作简单，起始原料廉价易得，反应效率高，底物兼容性好，一步高效、快速合成喹啉‑4(1H)‑酮化合物，便于操作的同时拓宽了此方法的实用性。

Description

一种喹啉-4(1H)-酮化合物的制备方法
技术领域
本发明属于有机合成领域，尤其涉及一种喹啉-4(1H)-酮化合物的制备方法。
背景技术
喹啉-4(1H)-酮是一种重要的结构骨架，广泛存在于天然产物和生物活性分子中。例如，化合物A和B是一种微管蛋白聚合抑制剂，具有有效的抗癌活性(Curr.Top.Med.Chem.2014,14,2322-2345)。
Figure BDA0003420228670000011
羰基化反应提供了一种直接、高效合成羰基化合物的重要方法(Chem.Rev.2019,119,2090-2127)。然而，基于邻溴硝基苯的羰基化反应合成喹啉-4(1H)-酮骨架的报道很少，目前应用并不广泛，但其具有较大的应用潜力，有待深入研究。
基于此，我们发展了一种以邻溴硝基苯类化合物和炔烃为起始原料，通过钯催化的羰基化反应高效、快速地合成喹啉-4(1H)-酮化合物的方法。
发明内容
本发明提供了一种喹啉-4(1H)-酮化合物的制备方法，该制备方法步骤简单，可以兼容多种官能团，反应适用性好。
一种喹啉-4(1H)-酮化合物的制备方法，包括如下步骤：将钯催化剂、配体、、一氧化碳替代物、碱、水以及邻溴硝基苯类化合物加入到有机溶剂中，于100～120℃反应1～3小时，再加入炔烃，于100～120℃反应20～24小时，反应完全后，后处理得到所述的喹啉-4(1H)-酮化合物；
所述的邻溴硝基苯类化合物的结构如式(II)所示：
Figure BDA0003420228670000021
R1为H、C1～C6烷基、C1～C6烷氧基或者卤素；
所述的炔烃的结构如式(III)所示：
Figure BDA0003420228670000022
R2为H、取代或者未取代的取代芳基、苄基或烷基；所述芳基上的取代基选自C1～C6烷基、C1～C6烷氧基或者卤素；
所述的喹啉-4(1H)-酮化合物的结构如式(I)所示：
Figure BDA0003420228670000023
具体反应式如下：
Figure BDA0003420228670000024
反应中可能首先经历了钯插入邻溴硝基苯类化合物形成芳基钯中间体，羰基钼释放出的一氧化碳插入芳基钯中间体生成酰基钯中间体，同时，硝基被羰基钼和水还原为氨基。随后，炔烃亲核进攻酰基钯中间体，经还原消除得到炔酮化合物。最后，氨基进攻炔酮发生环化反应生成喹啉-4(1H)-酮化合物。
本发明中，可选用的后处理过程包括：过滤，硅胶拌样，最后经过柱层析纯化得到相应的喹啉-4(1H)-酮化合物，采用柱层析纯化为本领域常用的技术手段。
作为优选，R1为甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、或者F，R2为H、取代或者未取代的苯基、苄基或C1～C6烷基；所述苯基上的取代基选自甲基、甲氧基、F或Cl，反应的产率较高。
作为优选，所述的配体为四氟硼酸三叔丁基膦。
作为优选，所述的一氧化碳替代物为羰基钼。
作为优选，所述的碱为碳酸钠。
本发明中，作为优选，所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺，此时，各种原料都能以较高的转化率转化成产物。
所述的有机溶剂的用量能将原料较好的溶解即可，0.2mmol的邻溴硝基苯类化合物使用的有机溶剂的量约为1mL。
作为优选，所述的钯催化剂为醋酸钯，在众多钯催化剂中反应效率较高。
所述的钯催化剂：配体：一氧化碳替代物：碱：水＝0.1:0.2:1:4:2。
作为进一步的优选，所述的喹啉-4(1H)-酮化合物为式(I-1)-式(I-5)所示化合物中的一种：
Figure BDA0003420228670000031
Figure BDA0003420228670000041
上述制备方法中，所述的醋酸钯、四氟硼酸三叔丁基膦、羰基钼、邻溴硝基苯类化合物和炔烃一般采用市售产品，都能从市场上方便地得到。
同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：该制备方法易于操作，后处理简便；反应起始原料廉价易得，底物官能团容忍范围广，反应效率高，一步高效、快速合成出喹啉-4(1H)-酮化合物，实用性较强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述。
实施例1～15
按照表1的原料配比在35mL的Schlenk管中加入醋酸钯、四氟硼酸三叔丁基膦、羰基钼、碳酸钠、水、邻溴硝基苯类化合物(II)和N,N-二甲基甲酰胺，于100～120℃反应2小时，再加入炔烃(III)，于100～120℃反应22小时，按表2条件反应完全后，过滤，硅胶拌样，经过柱层析纯化得到相应的喹啉-4(1H)-酮化合物(I)，反应过程如下式所示：
Figure BDA0003420228670000042
表1实施例1～15的原料加入量
Figure BDA0003420228670000043
Figure BDA0003420228670000051
表2
Figure BDA0003420228670000052
表1和表2中，T为反应温度，t为反应时间，Me为甲基，OMe为甲氧基，Bn为苄基，DMF为N,N-二甲基甲酰胺。
实施例1～5制备得到部分化合物的结构确认数据：
由实施例1制备得到的喹啉-4(1H)-酮化合物(I-1)的核磁共振(1H NMR、13C NMR)检测数据为：
Figure BDA0003420228670000053
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ11.65(s,1H),8.10(d,J＝7.8Hz,1H),7.78–7.72(m,3H),7.68–7.64(m,1H),7.39(d,J＝8.0Hz,2H),7.33(t,J＝7.5Hz,1H),6.32(d,J＝1.5Hz,1H),2.40(s,3H).
13C NMR(100MHz,DMSO-d6):δ176.9,149.9,140.5,140.3,131.7,131.3,129.5,127.2,124.8,124.7,123.2,118.7,106.9,20.9.
由实施例2制备得到的喹啉-4(1H)-酮化合物(I-2)的核磁共振(1H NMR、13C NMR)检测数据为：
Figure BDA0003420228670000061
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ11.74(s,1H),8.10(d,J＝7.9Hz,1H),7.87(d,J＝8.5Hz,2H),7.75(d,J＝8.3Hz,1H),7.70–7.65(m,3H),7.34(t,J＝7.4Hz,1H),6.35(s,1H).
13C NMR(100MHz,DMSO-d6):δ176.9,148.7,140.5,135.2,133.0,131.9,129.3,129.0,124.9,124.7,123.3,118.7,107.5.
由实施例3制备得到喹啉-4(1H)-酮化合物(I-3)的核磁共振(1H NMR、13C NMR)检测数据为：
Figure BDA0003420228670000062
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ11.49(s,1H),8.03(dd,J＝8.0,1.0Hz,1H),7.62–7.58(m,1H),7.52(d,J＝8.1Hz,1H),7.28–7.25(m,1H),5.92(s,1H),2.59–2.55(m,2H),1.70–1.63(m,2H),1.32–1.29(m,4H),0.87(t,J＝6.8Hz,3H).
13C NMR(100MHz,DMSO-d6):δ176.8,153.6,140.1,131.4,124.8,124.6,122.7,117.9,107.6,33.2,30.7,28.0,21.8,13.9.
由实施例4制备得到的喹啉-4(1H)-酮化合物(I-4)的核磁共振(1H NMR、13C NMR)检测数据为：
Figure BDA0003420228670000071
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ11.55(s,1H),8.00(d,J＝8.9Hz,1H),7.82(d,J＝3.7Hz,2H),7.58(dd,J＝4.9,1.6Hz,3H),7.21(d,J＝2.1Hz,1H),6.94(dd,J＝8.9,2.0Hz,1H),6.26(s,1H),3.86(s,3H).
13C NMR(100MHz,DMSO-d6):δ176.5,161.9,149.6,142.3,134.2,130.4,129.0,127.2,126.5,119.2,113.3,107.1,99.7,55.4.
由实施例5制备得到的喹啉-4(1H)-酮化合物(I-5)的核磁共振(1H NMR、13C NMR)检测数据为：
Figure BDA0003420228670000072
1H NMR(400MHz,DMSO-d6):δ11.88(s,1H),7.86–7.82(m,3H),7.74(dd,J＝9.3,2.8Hz,1H),7.62–7.58(m,4H),6.35(s,1H).
13C NMR(100MHz,DMSO-d6):δ176.1,158.4(d,J＝242.0Hz,1C),150.2,137.2,134.0,130.6,129.0,127.4,126.0(d,J＝6.5Hz,1C),121.5(d,J＝8.0Hz,1C),120.6(d,J＝25.4Hz,1C),108.8(d,J＝22.1Hz,1C),106.6。

Claims (9)

1.一种喹啉-4(1H)-酮化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将钯催化剂、配体、碱、一氧化碳替代物、水以及邻溴硝基苯类化合物加入到有机溶剂中，于100～120℃反应1～3小时，再加入炔烃，于100～120℃反应20～24小时，反应完全后，后处理得到所述的喹啉-4(1H)-酮化合物；
所述的邻溴硝基苯类化合物的结构如式(II)所示：
Figure FDA0003420228660000011
R1为H、C1～C6烷基、C1～C6烷氧基或者卤素；
所述的炔烃的结构如式(III)所示：
Figure FDA0003420228660000012
R2为取代H、取代或者未取代的芳基、苄基或烷基，所述芳基上的取代基选自C1～C6烷基、C1～C6烷氧基或者卤素；
所述的喹啉-4(1H)-酮化合物的结构如式(I)所示：
Figure FDA0003420228660000013
2.根据权利要求1所述的喹啉-4(1H)-酮化合物的制备方法，其特征在于，R1为H、甲基、乙基、甲氧基、乙氧基、或者F；
R2为H、取代或者未取代的苯基、苄基或C1～C6烷基；
所述苯基上的取代基选自甲基、甲氧基、F或Cl。
3.根据权利要求1所述的喹啉-4(1H)-酮化合物的制备方法，其特征在于，以摩尔量计，邻溴硝基苯类化合物：炔烃：钯催化剂：配体：一氧化碳替代物：碱：水＝1:1.9～2.1:0.1～0.2:0.2～0.3:1～1.2:4～4.5:2～3。
4.根据权利要求1所述的喹啉-4(1H)-酮化合物的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺。
5.根据权利要求1所述的喹啉-4(1H)-酮化合物的制备方法，其特征在于，所述的钯催化剂为醋酸钯。
6.根据权利要求1所述的喹啉-4(1H)-酮化合物的制备方法，其特征在于，所述的配体为四氟硼酸三叔丁基膦。
7.根据权利要求1所述的喹啉-4(1H)-酮化合物的制备方法，其特征在于，所述的碱为碳酸钠。
8.根据权利要求1所述的喹啉-4(1H)-酮化合物的制备方法，其特征在于，所述的一氧化碳替代物为羰基钼。
9.根据权利要求1所述的喹啉-4(1H)-酮化合物的制备方法，其特征在于，所述的喹啉-4(1H)-酮化合物为式(I-1)-式(I-5)所示化合物中的一种：
Figure FDA0003420228660000021
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