CN116621835B - 一种基于异腈合成多环类喹啉衍生物的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于异腈合成多环类喹啉衍生物的合成方法，属于有机化学技术领域，所述合成的多环类喹啉衍生物选自下述化合物中的一种：本发明还提供上述化合物在制备抑菌和杀菌制剂中的应用。本发明通过反应活性很高的异腈分子合成喹啉类化合物的方法为将来喹啉类化合物的合成提供了一种全新的思路。
Description
技术领域
本发明属于有机化学技术领域，尤其涉及一种基于异腈合成多环类喹啉衍生物的合成方法及利用合成方法制备得到的多环类喹啉衍生物和应用。
背景技术
异腈化学是有机化学的一个重要组成部分。异腈具有独特的结构特征，是有机合成中一类极具价值的活性反应组分和合成子。自Passerini反应和Ugi反应被发现以来，异腈作为无可替代的构成模块，在许多活性化合物的合成中占有极其重要的地位，成为多样性导向合成的有力工具。近年来，异腈已逐渐成为有机合成领域的研究热点之一，有关异腈插入反应的报道呈快速增长态势。
目前，异腈在亲核取代、亲电加成、脒化及氧化反应等方面都取得了大量的研究成果。与其它碳源相比，异腈由于其操作的简便性在精细化工合成方面展现了强大的潜力。异腈的独特的反应活性使其在杂环合成中被广泛的应用，为合成很多含氮杂环化合物和天然产物类似物提供了高效路径。而活性化合物的设计与合成一直是世界各国化学家尤其是药物化学家们所关注的方向。
喹啉类药物(quinoxaline)是具有喹啉-N1，N4-二氧化物基本结构的一类化学合成的动物专用药，具有广谱抗菌、提高饲料转化率和促生长作用。1965年德国拜耳公司以邻硝基苯胺为原料合成喹乙醇(olaquindox)，1968年美国辉瑞公司合成了卡巴氧(carbadox)。目前应用的喹啉类药物主要包括了有喹赛多(cyadox)、卡巴氧、喹乙醇、乙酰甲喹(mequindox)、喹烯(quinocetone)、氰喹多司(cinoquidox)和肼多司(drazidox)等。喹啉类药物的应用十分广泛，多年来许多科学家都致力于研究喹啉类化合物的合成。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于异腈合成多环类喹啉衍生物的合成方法及利用合成方法制备得到的多环类喹啉衍生物和应用。本发明通过反应活性很高的异腈分子合成喹啉类化合物的方法为将来喹啉类化合物的合成提供了一种全新的思路。
为了实现上述发明目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种多环类喹啉衍生物，所述多环类喹啉衍生物选自下述化合物中的一种：
本发明还提供了上述的多环类喹啉衍生物I的制备方法，包括以下步骤：
1)将N-(2-甲酰基苯基)甲酰胺用超干四氢呋喃溶解，加入苯乙炔，0℃下加入乙基溴化镁进行反应，反应结束后，用饱和氯化铵溶液淬灭后用乙酸乙酯萃取，将所得到的有机相浓缩后通过柱层析纯化分离，得到黄色固体产物IV；
2)将步骤1)所述产物IV溶于二氯甲烷中，加入吡啶，一小时后加入乙酰氯进行反应，反应完全后加入二氯甲烷中，加入三乙胺，搅拌半小时后滴入三氯氧磷进行反应，反应结束后用饱和碳酸氢钠溶液淬灭反应，后用水和二氯甲烷萃取，用无水硫酸钠干燥分离得到有机相，将所得到的有机相浓缩后通过柱层析纯化分离，得到淡黄色固体产物V；
3)加入步骤2)所述产物V，加入碳酸铯，反应物VI，后加入甲苯(，80℃下搅拌10小时，进行反应待反应完全后对反应液进行抽滤，滤液用水和二氯甲烷萃取，后用无水硫酸钠干燥分离得到有机相，将所得到的有机相浓缩后通过柱层析纯化分离，得到黄色固体目标产物I。
本发明还提供了上述的多环类喹啉衍生物I的制备方法，合成路线如下：
本发明还提供了上述多环类喹啉衍生物II的制备方法，根据多环类喹啉衍生物I的制备方法制备得到，其中所述步骤1)中的N-(2-甲酰基苯基)甲酰胺为4-氯-N-(2-甲酰基苯基)甲酰胺。
本发明还提供了上述多环类喹啉衍生物II的制备方法，合成路线如下：
本发明还提供了多环类喹啉衍生物III的制备方法，根据多环类喹啉衍生物I的制备方法制备得到，其中所述步骤1)中的N-(2-甲酰基苯基)甲酰胺为5-氯-N-(2-甲酰基苯基)甲酰胺。
本发明还提供了多环类喹啉衍生物III的制备方法，合成路线如下：
本发明还提供了上述多环类喹啉衍生物在制备抑菌制剂中的应用。
本发明还提供了上述多环类喹啉衍生物在制备杀菌制剂中的应用。
本发明利用异腈的高活性特点设计了一种新的反应，通过异腈的反应位点和含氮类亚胺的反应位点相结合，可以特异性的合成喹啉类衍生物，为喹啉类药物的研发和合成研究提供新思路。
附图说明
图1为I的核磁氢谱图(CDCl3,298K)；
图2为I的核磁碳谱图(CDCl3,298K)；
图3为II的核磁氢谱图(CDCl3,298K)；
图4为II的核磁碳谱图(CDCl3,298K)；
图5为III的核磁氢谱图(CDCl3,298K)；
图6为III的核磁碳谱图(CDCl3,298K)；
图7为IV的核磁氢谱图(CDCl3,298K)；
图8为IV的核磁碳谱图(CDCl3,298K)；
图9为V的核磁氢谱图(CDCl3,298K)；
图10为V的核磁碳谱图(CDCl3,298K)；
图11为VI的核磁氢谱图(CDCl3,298K)；
图12为VI的核磁碳谱图(CDCl3,298K)；
图13为VII的核磁氢谱图(CDCl3,298K)；
图14为VII的核磁碳谱图(CDCl3,298K)；
图15为VIII的核磁氢谱图(CDCl3,298K)；
图16为VIII核磁碳谱图(CDCl3,298K)；
图17为I在不同PH下对菌株PY1去除的作用图。
具体实施方式
本发明提供了一种多环类喹啉衍生物I的制备方法，包括以下步骤：
1)将N-(2-甲酰基苯基)甲酰胺用超干四氢呋喃溶解，加入苯乙炔，0℃下加入乙基溴化镁进行反应，反应结束后，用饱和氯化铵溶液淬灭后用乙酸乙酯萃取，将所得到的有机相浓缩后通过柱层析纯化分离，得到黄色固体产物IV；
2)将步骤1)所述产物IV溶于二氯甲烷中，加入吡啶，一小时后加入乙酰氯进行反应，反应完全后加入二氯甲烷中，加入三乙胺，搅拌半小时后滴入三氯氧磷进行反应，反应结束后用饱和碳酸氢钠溶液淬灭反应，后用水和二氯甲烷萃取，用无水硫酸钠干燥分离得到有机相，将所得到的有机相浓缩后通过柱层析纯化分离，得到淡黄色固体产物V；
3)加入步骤2)所述产物V，加入碳酸铯，反应物VI，后加入甲苯(，80℃下搅拌10小时，进行反应待反应完全后对反应液进行抽滤，滤液用水和二氯甲烷萃取，后用无水硫酸钠干燥分离得到有机相，将所得到的有机相浓缩后通过柱层析纯化分离，得到黄色固体目标产物I。
在本发明中，所述N-(2-甲酰基苯基)甲酰胺可以根据文献《Org.Lett.2009,11,2,389–392》制备得到。
在本发明中，多环类喹啉衍生物II的制备方法与多环类喹啉衍生物I的制备方法相同，区别仅在于将N-(2-甲酰基苯基)甲酰胺替换为4-氯-N-(2-甲酰基苯基)甲酰胺。
在本发明中，多环类喹啉衍生物III的制备方法与多环类喹啉衍生物I的制备方法相同，区别仅在于将N-(2-甲酰基苯基)甲酰胺替换为5-氯-N-(2-甲酰基苯基)甲酰胺。
在本发明中，所述化合物II和化合物III的原料对氯N-(2-甲酰基苯基)甲酰胺和邻氯N-(2-甲酰基苯基)甲酰胺可以根据文献《Adv.Synth.Catal.2021,363,244–2》制备得到。
在本发明中，所述其它小分子原料均可采用市售产品，对市售产品的来源没有特殊限定。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
化合物IV的制备方法
250mL圆底烧瓶中，室温下将N-(2-甲酰基苯基)甲酰胺(1.49g,10mmol)在氮气保护下用超干四氢呋喃(40mL)溶解，加入苯乙炔(1.02g,10mmol)，0℃下加入乙基溴化镁(5ml,15mmol)，用TLC板监测反应进程。反应结束后，用饱和氯化铵溶液淬灭后用乙酸乙酯萃取。将所得到的有机相浓缩后通过柱层析纯化分离(乙酸乙酯/石油醚,ν/ν＝1：5)即可得到黄色固体为目标产物IV，产率为80％-82％。1H NMR(400MHz,CDCl3),δ8.76(d,J＝2.0Hz,4H),7.33(t,J＝2.1Hz,2H),6.80(s,4H),6.57(s,4H),3.86(d,J＝1.9Hz,24H),3.85(s,4H).13C NMR(101MHz,CDCl3),δ158.46,155.69,148.57,136.36,134.24,131.69,121.17,118.86,95.36,55.81,55.71,28.18.HRMS(ESI):C44H42N2O8H+,calcd m/z 727.3019；found m/z 727.3017.
实施例2
化合物V的制备方法
将化合物IV(2.51g,10mmol)溶于50mL二氯甲烷中,室温下加入吡啶(1.6ml,20mmol)，一小时后加入乙酰氯(1.1mL,15mmol)。反应后用TLC板监测反应进程，反应完全后加入50mL二氯甲烷中，加入三乙胺(1.52g,15mmol)，搅拌半小时后缓慢滴入三氯氧磷(3.06g,20mmol)，立即用TLC板监测反应进程，反应结束后立马用饱和碳酸氢钠溶液淬灭反应。后用水和二氯甲烷萃取，用无水硫酸钠干燥分离得到有机相。将所得到的有机相浓缩后通过柱层析纯化分离(乙酸乙酯/石油醚,ν/ν＝1：12)即可得到淡黄色固体为目标产物V产率为45％-55％。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.82(d,J＝7.7Hz),7.56–7.40(m),7.39–7.28(m),6.89(s),2.17(s).13C NMR(101MHz,CDCl3),δ169.45,169.20,133.52,132.10,130.02,129.82,129.18,129.02,128.43,127.62,121.76,88.08,83.65,62.68,20.84.
实施例3
目标产物I的制备方法
在10ml的封管中，加入目标产物V(0.14g,0.5mmol)，加入碳酸铯(0.24g,0.75mmol)，反应物VI(0.22g,0.5mmol)，后加入甲苯(3mL)，80℃下搅拌10小时，用TLC板监测反应待反应完全后对反应液进行抽滤。滤液用水和二氯甲烷萃取，后用无水硫酸钠干燥分离得到有机相。将所得到的有机相浓缩后通过柱层析纯化分离(乙酸乙酯/石油醚,ν/ν＝1：8)即可得到黄色固体为目标产物I，产率为85％-92％1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.43(s),7.79(d,J＝8.0Hz),7.73–7.55(m),7.54–7.44(m),7.19–7.06(m),7.07–6.93(m),4.70(d,J＝8.9Hz),4.55–4.21(m),3.32(d,J＝9.0Hz),2.31(s),1.49–1.17(m).13C NMR(101MHz,CDCl3),δ169.86,167.83,160.90,154.08,148.42,143.39,135.05,131.74,131.62,130.22,129.78,128.30,127.99,127.56,127.32,126.90,126.08,126.01,125.84,122.04,109.36,88.65,70.13,63.78,63.26,63.09,14.36,14.15.
实施例4
目标产物II的制备方法
在10ml的封管中，加入目标产物VII(0.15g,0.5mmol)，加入碳酸铯(0.24g,0.75mmol)，反应物VI(0.22g,0.5mmol)，后加入甲苯(3mL)，80℃下搅拌10小时，用TLC板监测反应待反应完全后对反应液进行抽滤。滤液用水和二氯甲烷萃取，后用无水硫酸钠干燥分离得到有机相。将所得到的有机相浓缩后通过柱层析纯化分离(乙酸乙酯/石油醚,ν/ν＝1：6)即可得到黄色固体为目标产物II，产率为89％-93％。(400MHz,CDCl3),8.09(d,J＝8.6Hz),7.84(d,J＝8.0Hz),7.76–7.63(m),7.63–7.49(m),7.36(d,J＝8.0Hz),7.30–7.09(m),6.97(dd,J＝7.9,1.7Hz),4.78(d,J＝10.5Hz),4.41(dq,J＝23.1,7.1Hz),2.82(d,J＝10.6Hz),1.36(dt,J＝10.4,7.1Hz).13C NMR(101MHz,CDCl3),δ169.09,167.92,160.55,154.04,148.59,143.56,136.25,134.72,130.35,129.83,128.37,127.95,127.71,127.39,127.30,126.95,126.13,125.77,125.58,122.12,111.39,88.38,70.00,64.27,63.43,63.29,14.27,14.14.
实施例5
目标产物III的制备方法
在10ml的封管中，加入目标产物VI(0.15g,0.5mmol)，加入碳酸铯(0.24g,0.75mmol)，反应物VIII(0.22g,0.5mmol)，后加入甲苯(3mL)，80℃下搅拌10小时，用TLC板监测反应待反应完全后对反应液进行抽滤。滤液用水和二氯甲烷萃取，后用无水硫酸钠干燥分离得到有机相。将所得到的有机相浓缩后通过柱层析纯化分离(乙酸乙酯/石油醚,ν/ν＝1：6)即可得到黄色固体为目标产物III，产率为87％-90％。1H NMR(400MHz,CDCl3),δ8.44(s),8.06(d,J＝8.5Hz),7.66(ddd,J＝8.5,6.9,1.3Hz),7.63–7.48(m),7.40–7.07(m),6.95(d,J＝7.7Hz),4.94(d,J＝5.6Hz),4.70–4.13(m),3.12(d,J＝6.0Hz),1.37(dt,J＝14.5,7.2Hz).13C NMR(101MHz,CDCl3),δ169.69,167.61,152.63,152.55,141.36,136.90,136.61,135.82,130.84,128.99,128.69,128.20,128.10,127.43,127.24,126.99,125.86,124.37,123.78,120.00,118.47,75.48,65.74,62.99,62.87,58.08,14.32,14.05.
实施例6
化合物I对PY1株的抑制性测试
选取常见的有害菌株PY1，用化合物I在不同PH下对其进行降解测试，研究表明在不同PH下我们的化合物I(喹啉衍生物)对菌株PY1均有不同程度的去除作用，18小时可以达到一个基本去除的效果。由此可知，我们合成的化合物I、II、III在生物抑菌方面有着确实可行的作用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于异腈合成多环类喹啉衍生物的合成方法，其特征在于，所述合成的多环类喹啉衍生物选自下述化合物中的一种：
所述多环类喹啉衍生物I的制备方法，包括以下步骤：
1)将N-(2-甲酰基苯基)甲酰胺用超干四氢呋喃溶解，加入苯乙炔，0℃下加入乙基溴化镁进行反应，反应结束后，用饱和氯化铵溶液淬灭后用乙酸乙酯萃取，将所得到的有机相浓缩后通过柱层析纯化分离，得到黄色固体产物IV；
2)将步骤1)所述产物IV溶于二氯甲烷中，加入吡啶，一小时后加入乙酰氯进行反应，反应完全后加入二氯甲烷中，加入三乙胺，搅拌半小时后滴入三氯氧磷进行反应，反应结束后用饱和碳酸氢钠溶液淬灭反应，后用水和二氯甲烷萃取，用无水硫酸钠干燥分离得到有机相，将所得到的有机相浓缩后通过柱层析纯化分离，得到淡黄色固体产物V；
3)加入步骤2)所述产物V，加入碳酸铯，反应物VI，后加入甲苯，80℃下搅拌10小时，进行反应待反应完全后对反应液进行抽滤，滤液用水和二氯甲烷萃取，后用无水硫酸钠干燥分离得到有机相，将所得到的有机相浓缩后通过柱层析纯化分离，得到黄色固体目标产物I；
所述多环类喹啉衍生物II的制备方法是将所述步骤1)中的N-(2-甲酰基苯基)甲酰胺替换为4-氯-N-(2-甲酰基苯基)甲酰胺；
所述多环类喹啉衍生物III的制备方法是将所述步骤1)中的N-(2-甲酰基苯基)甲酰胺替换为5-氯-N-(2-甲酰基苯基)甲酰胺；
产物IV结构式为：产物V结构式为：/>产物VI结构式为：/>
2.权利要求1所述的基于异腈合成多环类喹啉衍生物的合成方法，其特征在于，所述多环类喹啉衍生物I的合成路线如下：
3.权利要求1所述的基于异腈合成多环类喹啉衍生物的合成方法，其特征在于，所述多环类喹啉衍生物II的合成路线如下：
4.权利要求1所述的基于异腈合成多环类喹啉衍生物的合成方法，其特征在于，所述多环类喹啉衍生物III的合成路线如下：
5.权利要求1所述的基于异腈合成多环类喹啉衍生物的合成方法得到的多环类喹啉衍生物在制备抑菌制剂中的应用。
6.权利要求1所述的基于异腈合成多环类喹啉衍生物的合成方法得到的多环类喹啉衍生物在制备杀菌制剂中的应用。
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| Gerret M. Peters Jr. 等.Synthesis and spectral properties of a series of new .alpha.,.omega.-diphenylpolyenes.《J. Org. Chem.》.1975,第40卷(第15期),2243-2245. * |
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