CN108299291B - 酰基化喹啉或异喹啉衍生物的合成方法 - Google Patents
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Abstract
酰基化喹啉或异喹啉衍生物的合成方法，本发明属于有机合成领域，它为了解决现有喹啉或异喹啉衍生物合成方法中存在的反应复杂、条件苛刻、环保性差的问题。合成方法：在氮气氛围下，以喹啉或者异喹啉与苯甲酰甲酸为反应原料，以过硫酸盐作为氧化剂，以金属铱复合物作为可见光催化剂，与有机溶剂一并加入反应容器中，在可见光光照条件下进行反应，反应完成后，反应体系经过过滤、浓缩和分离纯化，得到酰基化喹啉或异喹啉衍生物。本发明在氮气氛围下，将反应体系置于可见光源下进行光照即可反应，整个反应过程安全环保，反应条件简单，操作步骤便捷，属于绿色化学工艺。
Description
技术领域
本发明属于有机合成领域，具体涉及一种酰基化(异)喹啉类衍生物的合成方法。
背景技术
(异)喹啉类衍生物是一类常见且重要的氮杂环化合物，含有不同官能团的(异)喹啉类化合物能表现出各种不同的生物活性和药理活性，例如抗菌、抗病毒、抗疟疾和抗肿瘤等，目前在医药和农药领域得到了广泛应用。(异)喹啉类衍生物可以直接从各种天然产物中直接提取，如以下结构式所示的Papaverine(罂粟碱)就是从罂粟中提取而来，它含有异喹啉骨架结构，具有止痛作用。另外，这类衍生物还可以通过采用化学合成的方法来获得，如以下结构式所示的Neratinib是由美国Wyeth公司研发的一类含有喹啉骨架结构的小分子络氨酸激酶抑制剂，已被用于治疗乳腺癌和晚期实体瘤等的临床研究。除了药理作用外，(异)喹啉类衍生物还可以用于染料、抗氧化剂、食品饲料添加剂以及各种化学助剂等领域。因此，关于有效地合成结构多样的(异)喹啉类衍生物的研究在有机合成领域受到了密切关注。
目前，关于合成(异)喹啉类衍生物的方法报道很多，但仍然存在着不足之处。例如，传统的合成方法通常需要使用浓盐酸或浓硫酸等强酸物质，这就提高了工业生产中的设备要求，同时也增加了环境压力。近年来发展的一些新型合成方法中也存在反应条件苛刻或反应步骤繁琐等问题。因此，寻求一种绿色环保、简单快捷且高效的(异)喹啉类衍生物的合成方法具有重要研究意义。
发明内容
本发明目的是为了解决现有喹啉或异喹啉衍生物合成方法中存在的反应复杂、条件苛刻、环保性差的问题，而提供酰基化喹啉或异喹啉衍生物的新型合成方法。
本发明酰基化喹啉或异喹啉衍生物的合成方法按以下步骤实现：
在氮气氛围下，以喹啉或者异喹啉与苯甲酰甲酸为反应原料，以过硫酸盐作为氧化剂，以金属铱复合物作为可见光催化剂，与有机溶剂一并加入反应容器中，在可见光光照条件下进行反应，反应完成后，反应体系经过过滤、浓缩和分离纯化，得到酰基化喹啉或异喹啉衍生物，其中所述的可见光催化剂为[Ir(ppy)2(dtbbpy)](PF6)或4CzIPN。
本发明合成酰基化喹啉衍生物的反应通式如下：
其中取代基R1代表H或Cl，R2代表H、Cl或Me。
本发明合成酰基化异喹啉衍生物的反应通式如下：
其中取代基R1代表H或Cl，R2代表H、Cl或Me。
本发明在氮气氛围下，将反应体系置于可见光源下进行光照即可反应，加料顺序任意，操作简单方便。本发明采用的反应原料无需经过复杂合成，原料均可直接商购获得，采用的氧化剂过硫酸盐便宜且无污染。并且本发明的反应底物的适用范围广，可以利用反应底物中取代基R的变换来实现不同取代的酰基化(异)喹啉衍生物的合成。本发明整个反应过程安全环保，反应条件简单，操作步骤便捷，属于绿色化学工艺。
附图说明
图1为实施例三合成得到的3-甲基-1-苯甲酰基异喹啉的1H NMR谱图；
图2为实施例三合成得到的3-甲基-1-苯甲酰基异喹啉的13C NMR谱图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式酰基化喹啉或者异喹啉衍生物的合成方法按以下步骤实施：
在氮气氛围下，以喹啉或者异喹啉与苯甲酰甲酸为反应原料，以过硫酸盐作为氧化剂，以金属铱复合物作为可见光催化剂，与有机溶剂一并加入反应容器中，在可见光光照条件下进行反应，反应完成后，反应体系经过过滤、浓缩和分离纯化，得到酰基化喹啉或异喹啉衍生物，其中所述的可见光催化剂为[Ir(ppy)2(dtbbpy)](PF6)或4CzIPN。
本实施方式喹啉的结构式为：异喹啉的结构式为：其中取代基R1代表H或Cl，R2代表H、Cl或Me。
本实施方式采用的反应原料均可直接商购获得，采用的氧化剂价格便宜且对环境无污染。本实施方式首次将可见光催化剂应用于喹啉或者异喹啉衍生物的合成反应中，且反应中所使用的光催化剂用量少，而且在反应完成后还能回收利用。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是所述的过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是喹啉或者异喹啉与苯甲酰甲酸的摩尔比为1:2。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是所述的过硫酸盐与喹啉或者异喹啉的摩尔比为2:1。其它步骤及参数与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是所述的金属铱复合物的加入量为喹啉或者异喹啉物质的量的3％～6％。其它步骤及参数与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五不同的是所述的金属铱复合物的加入量为喹啉或者异喹啉物质的量的5％。其它步骤及参数与具体实施方式五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是所述的有机溶剂为二甲基亚砜(DMSO)、二氯甲烷、乙腈、二氯乙烷、四氢呋喃或N,N-二甲基甲酰胺。其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式七不同的是每毫摩尔喹啉或者异喹啉使用5～10毫升的有机溶剂。其它步骤及参数与具体实施方式七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是在可见光光照条件下进行反应10～16h。其它步骤及参数与具体实施方式一至八之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是以石油醚/乙酸乙酯的混合溶液作为洗脱剂，进行硅胶柱层析分离纯化。其它步骤及参数与具体实施方式一至九之一相同。
实施例一：本实施例酰基化异喹啉衍生物的合成方法按以下步骤实施：
向5mL圆底烧瓶中分别加入26mg异喹啉，60mg苯甲酰甲酸，91mg(NH4)2S2O8和11mgIr[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)，用注射器加入2mL经干燥处理的DMSO溶剂，反应容器封闭并在-78℃低温下除氧充氮气，将反应容器置于蓝色LED灯下并于室温条件进行光照反应12h，向反应体系中加入水并用二氯甲烷萃取，合并有机相，用无水硫酸钠进行干燥处理后，过滤并旋蒸溶剂后浓缩得粗产品，再以石油醚/乙酸乙酯的混合溶液作为洗脱剂，进行硅胶柱层析纯化分离，得到1-苯甲酰基异喹啉。
本实施例得到的1-苯甲酰基异喹啉的结构式为：
本实施例合成的1-苯甲酰基异喹啉的产率为81％，其核磁数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.60(d,J＝5.5Hz,1H),8.21(d,J＝8.5Hz,1H),7.96(d,J＝7.6Hz,2H),7.91(d,J＝8.4Hz,1H),7.80(d,J＝5.5Hz,1H),7.73(t,J＝7.5Hz,1H),7.60(t,J＝7.9Hz,2H),7.47(t,J＝7.5Hz,2H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ194.84,156.48,141.22,136.75,136.66,133.78,130.82,128.55,128.41,127.18,126.47,126.21,122.70。
实施例二：本实施例酰基化异喹啉衍生物的合成方法按以下步骤实施：
向5mL圆底烧瓶中分别加入33mg 5-氯异喹啉，60mg苯甲酰甲酸，91mg(NH4)2S2O8和11mg Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)，用注射器加入2mL经干燥处理的DMSO溶剂，反应容器封闭并在低温下除氧充氮气，将反应容器置于蓝色LED灯下进行光照反应12h，向反应体系中加入水并用二氯甲烷萃取，合并有机相，用无水硫酸钠进行干燥处理后，过滤并浓缩得粗产品，再以石油醚/乙酸乙酯的混合溶液作为洗脱剂，进行硅胶柱层析纯化分离，得到5-氯-1-苯甲酰基异喹啉。
本实施例得到的5-氯-1-苯甲酰基异喹啉的结构式为：
本实施例合成的5-氯-1-苯甲酰基异喹啉的产率为81％，其核磁数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.71(d,J＝5.9Hz,1H),8.22(d,J＝5.9Hz,1H),8.14(d,J＝8.5Hz,1H),7.96–7.89(m,2H),7.82(dd,J＝7.5,0.7Hz,1H),7.62(t,J＝7.4Hz,1H),7.56–7.50(m,1H),7.48(t,J＝7.7Hz,2H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ194.44,156.85,142.43,136.43,134.66,134.02,131.67,130.85,130.79,128.66,128.26,127.38,125.33,118.99。
实施例三：本实施例酰基化异喹啉衍生物的合成方法按以下步骤实施：
向5mL圆底烧瓶中分别加入29mg 3-甲基异喹啉，60mg苯甲酰甲酸，91mg(NH4)2S2O8和11mg Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)，用注射器加入2mL经干燥处理的DMSO溶剂，反应容器封闭并在低温下除氧充氮气，将反应容器置于蓝色LED灯下进行光照反应12h，向反应体系中加入水并用二氯甲烷萃取，合并有机相，用无水硫酸钠进行干燥处理后，过滤并浓缩得粗产品，再以石油醚/乙酸乙酯的混合溶液作为洗脱剂，进行硅胶柱层析纯化分离，得到3-甲基-1-苯甲酰基异喹啉。
本实施例得到的3-甲基-1-苯甲酰基异喹啉的结构式为：
本实施例合成的3-甲基-1-苯甲酰基异喹啉产率为68％，其核磁数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.06(d,J＝8.5Hz,1H),7.96(d,J＝7.6Hz,2H),7.80(d,J＝8.3Hz,1H),7.65(s,1H),7.60(d,J＝9.7Hz,2H),7.46(dd,J＝14.4,7.2Hz,3H),2.72(s,3H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ195.03,156.37,150.35,137.42,136.50,133.81,130.93,130.67,128.52,127.28,126.58,126.02,124.47,120.54,24.23。
实施例四：本实施例酰基化喹啉衍生物的合成方法按以下步骤实施：
向5mL圆底烧瓶中分别加入26mg喹啉，60mg苯甲酰甲酸，91mg(NH4)2S2O8和11mg Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)，用注射器加入2mL经干燥处理的DMSO溶剂，反应容器封闭并在低温下除氧充氮气，将反应容器置于蓝色LED灯下进行光照反应12h，向反应体系中加入水并用二氯甲烷萃取，合并有机相，用无水硫酸钠进行干燥处理后，过滤并浓缩得粗产品，再以石油醚/乙酸乙酯的混合溶液作为洗脱剂，进行硅胶柱层析纯化分离，得到2-苯甲酰基喹啉。
本实施例得到的2-苯甲酰基喹啉的结构式为：
本实施例合成的2-苯甲酰基喹啉的产率为30％，其核磁数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.35(d,J＝8.5Hz,1H),8.22(dd,J＝13.8,8.2Hz,3H),8.11(d,J＝8.4Hz,1H),7.91(d,J＝8.1Hz,1H),7.79(t,J＝7.6Hz,1H),7.72–7.58(m,2H),7.52(t,J＝7.5Hz,2H).13CNMR(151MHz,CDCl3)δ193.99,154.83,146.87,137.27,136.26,133.23,131.60,130.69,130.25,129.05,128.57,128.31,127.80,120.96。
实施例五：本实施例酰基化喹啉衍生物的合成方法按以下步骤实施：
向5mL圆底烧瓶中分别加入33mg 4-氯喹啉，60mg苯甲酰甲酸，91mg(NH4)2S2O8和11mg Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)，用注射器加入2mL经干燥处理的DMSO溶剂，反应容器封闭并在低温下除氧充氮气，将反应容器置于蓝色LED灯下进行光照反应12h，向反应体系中加入水并用二氯甲烷萃取，合并有机相，用无水硫酸钠进行干燥处理后，过滤并浓缩得粗产品，再以石油醚/乙酸乙酯的混合溶液作为洗脱剂，进行硅胶柱层析纯化分离，得到4-氯-2-苯甲酰基喹啉。
本实施例得到的4-氯-2-苯甲酰基喹啉的结构式为：
本实施例合成的4-氯-2-苯甲酰基喹啉的产率为63％，其核磁数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.31(dd,J＝8.4,1.0Hz,1H),8.23(dd,J＝9.7,8.3Hz,4H),7.84(ddd,J＝8.4,7.0,1.4Hz,1H),7.76(ddd,J＝8.2,7.0,1.2Hz,1H),7.68–7.61(m,1H),7.52(dd,J＝10.6,4.7Hz,2H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ192.66,154.46,147.65,143.94,135.83,133.43,131.56,131.07,131.03,129.60,128.34,127.20,124.25,121.10。
实施例六：本实施例酰基化喹啉衍生物的合成方法按以下步骤实施：
向5mL圆底烧瓶中分别加入29mg 4-甲基喹啉，60mg苯甲酰甲酸，91mg(NH4)2S2O8和11mg Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)，用注射器加入2mL经干燥处理的DMSO溶剂，反应容器封闭并在低温下除氧充氮气，将反应容器置于蓝色LED灯下进行光照反应12h，向反应体系中加入水并用二氯甲烷萃取，合并有机相，用无水硫酸钠进行干燥处理后，过滤并浓缩得粗产品，再以石油醚/乙酸乙酯的混合溶液作为洗脱剂，进行硅胶柱层析纯化分离，得到4-甲基-2-苯甲酰基喹啉。
本实施例得到的4-甲基-2-苯甲酰基喹啉的结构式为：
本实施例合成的4-甲基-2-苯甲酰基喹啉的产率为76％，其核磁数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.28–8.15(m,1H),8.08(d,J＝7.9Hz,1H),7.94(s,1H),7.83–7.73(m,1H),7.73–7.65(m,1H),7.62(t,J＝7.4Hz,1H),7.51(t,J＝7.6Hz,1H),2.81(s,1H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ194.33,154.52,146.72,145.78,136.32,133.18,131.59,131.27,129.86,129.08,128.30,128.27,123.90,121.43,19.08。
实施例七：本实施例酰基化喹啉衍生物的合成方法按以下步骤实施：
向5mL圆底烧瓶中分别加入29mg 2-甲基喹啉，60mg苯甲酰甲酸，91mg(NH4)2S2O8和11mg Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbbpy)(PF6)，用注射器加入2mL经干燥处理的DMSO溶剂，反应容器封闭并在低温下除氧充氮气，将反应容器置于蓝色LED灯下进行光照反应12h，向反应体系中加入水并用二氯甲烷萃取，合并有机相，用无水硫酸钠进行干燥处理后，过滤并浓缩得粗产品，再以石油醚/乙酸乙酯的混合溶液作为洗脱剂，进行硅胶柱层析纯化分离，得到2-甲基-4-苯甲酰基喹啉。
本实施例得到的2-甲基-4-苯甲酰基喹啉的结构式为：
本实施例合成的2-甲基-4-苯甲酰基喹啉的产率为56％，其核磁数据为：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.11(d,J＝8.5Hz,1H),7.85(d,J＝7.6Hz,2H),7.78(d,J＝8.3Hz,1H),7.72(t,J＝7.6Hz,1H),7.64(t,J＝7.4Hz,1H),7.47(dd,J＝16.7,8.3Hz,3H),7.29(s,1H),2.79(s,3H).13C NMR(151MHz,CDCl3)δ196.39,158.30,148.28,144.78,136.68,134.20,130.31,130.05,129.20,128.81,126.72,125.20,123.30,120.42,25.46。
由实施例一至实施例七可知，本发明在氮气氛围下进行光照即可反应，加料顺序任意，操作简单方便。本发明采用的反应原料无需经过复杂合成，原料商购获得，采用的氧化剂过硫酸盐便宜易得且无污染，并且本发明能够利用(异)喹啉底物中取代基的变换来实现不同取代酰基化(异)喹啉衍生物的合成。本发明整个反应过程安全环保，操作简单，属于绿色化学工艺。
Claims (9)
1.酰基化喹啉或异喹啉衍生物的合成方法，其特征在于该方法按以下步骤实现：
在氮气氛围下，以喹啉或者异喹啉与苯甲酰甲酸为反应原料，以过硫酸盐作为氧化剂，以金属铱复合物作为可见光催化剂，与有机溶剂一并加入反应容器中，在可见光光照条件下进行反应，反应完成后，反应体系经过过滤、浓缩和分离纯化，得到酰基化喹啉或异喹啉衍生物，产物酰基化喹啉衍生物的结构式为；产物酰基化异喹啉衍生物的结构式为，其中R1代表H，R2代表H；所述的可见光催化剂为[Ir (ppy)2(dtbbpy)](PF6)或4CzIPN；原料喹啉或者异喹啉与苯甲酰甲酸的摩尔比为1:2。
2.根据权利要求1所述的酰基化喹啉或异喹啉衍生物的合成方法，其特征在于所述的过硫酸盐为过硫酸铵、过硫酸钾或过硫酸钠。
3.根据权利要求1所述的酰基化喹啉或异喹啉衍生物的合成方法，其特征在于所述的过硫酸盐与喹啉或者异喹啉的摩尔比为2:1。
4.根据权利要求1所述的酰基化喹啉或异喹啉衍生物的合成方法，其特征在于所述的金属铱复合物的加入量为喹啉或者异喹啉物质的量的3%～6%。
5.根据权利要求4所述的酰基化喹啉或异喹啉衍生物的合成方法，其特征在于所述的金属铱复合物的加入量为喹啉或者异喹啉物质的量的5%。
6.根据权利要求1所述的酰基化喹啉或异喹啉衍生物的合成方法，其特征在于所述的有机溶剂为二甲基亚砜、二氯甲烷、乙腈、二氯乙烷、四氢呋喃或N,N-二甲基甲酰胺。
7.根据权利要求1所述的酰基化喹啉或异喹啉衍生物的合成方法，其特征在于每毫摩尔喹啉或者异喹啉使用5~10毫升的有机溶剂。
8.根据权利要求1所述的酰基化喹啉或异喹啉衍生物的合成方法，其特征在于在可见光光照条件下进行反应10~16h。
9.根据权利要求1所述的酰基化喹啉或异喹啉衍生物的合成方法，其特征在于以石油醚/乙酸乙酯的混合溶液作为洗脱剂，进行硅胶柱层析分离纯化。
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