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一种吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的制备方法

阅读:1发布:2020-06-14

专利汇可以提供一种吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种吡咯并[2,1-a]异喹啉衍 生物 的制备方法,本发明从易得的四氢吡咯出发,在钌、 铜 和TEMPO(2,2,6,6-四甲基哌啶氮 氧 自由基)的协同催化下,利用氧气作为 氧化剂 ,与炔 烃 反应,制备得吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物,本发明为一锅反应,无需分离中间产物,使用来自于空气中的氧作为氧化剂,大大降低了 现有技术 制备吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的合成成本,为生物、 农药 和医药领域提供来源充裕价格较低的吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物。整个制备过程可在宽松的反应条件作常规操作,唯一的副产物是 水 ,对环境污染小。,下面是一种吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的制备方法专利的具体信息内容。

1.一种吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
从四氢吡咯(1)出发,在钌、和TEMPO的协同催化下,利用气作为氧化剂,与炔(2)反应,得到吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物(3);化学反应方程式如下:

2.根据权利要求1所述的一种吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:
步骤一,将四氢吡咯(1)、炔烃(2)、钌催化剂、铜催化剂和TEMPO置入反应器皿中,加入溶剂
步骤二,在氧气氛下,于90℃~120℃加热搅拌步骤一所得的混合物,至反应结束;
步骤三,将反应后步骤二制得的混合物倒入中,经过滤、洗涤、干燥后重结晶或柱层析分离,得到的固体物即为目标产物吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物(3)。
3.根据权利要求1或2所述的一种吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的制备方法,其特征在于:所述四氢吡咯(1)、炔烃(2)、钌催化剂、铜催化剂和TEMPO的摩尔比为1:1.0~3.0: 0.01~0.10:0.10~0.3:0.2~0.5。
4.根据权利要求1或2所述的一种吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的制备方法,其特征在于:所述四氢吡咯(1),式中,R1为氢、2-氟、2-甲基、4-甲基、4-酰甲酯基、4-氯、4-溴、4-氰基、4-甲氧基; R2 为氰基、碳酰甲酯基、碳酰乙酯基、碳酰丁酯基、N,N-二甲基碳酰基、苯甲酰基;R3为氢、苯基、甲基、碳酰甲酯基、碳酰乙酯基或碳酰丁酯基;R4为甲基或乙基。
5.根据权利要求1或2所述的一种吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的制备方法,其特征在于:所述炔烃(2),式中,R5,R6为丁基、苯基、乙基、对甲苯基、对氟苯基、对氯苯基、邻甲苯基、对三氟甲基苯基、对甲氧基苯基。
6.根据权利要求1或2所述的一种吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的制备方法,其特征在于:所述钌催化剂为二氯伞花烃合钌二聚体。
7.根据权利要求1或2所述的一种吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的制备方法,其特征在于:所述铜催化剂为醋酸铜、一水合醋酸铜或氯化亚铜。
8.根据权利要求1或2所述的一种吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的制备方法,其特征在于:所述溶剂为1,4-二氧六环、碳酸二甲酯或乙酸丁酯。

说明书全文

一种吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于有机合成化学技术领域,特别涉及一种吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的制备方法。

背景技术

[0002] 吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物广泛应用于生物、农药、医药和发光材料领域,是生产药物、染料和有机发光材料的必需品。例如:它是色素、抗癌症药物中的有效组分;是第四代EGFR酪酸激酶抑制剂的核心母体结构;是制作有机光电器件的关键材料。
[0003] 然而,利用现有技术合成吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物非常困难,仅有少量的方法报道。目前的一种合成方法是在钌催化下,从吡咯和炔出发,经氢活化环化反应得到吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物。现有技术主要存在以下的不足之处:吡咯类化合物的来源较为有限,因此,首先需要合成相应的吡咯衍生物,这就增加了反应的步骤以及反应中使用的试剂溶剂和中间产物的分离提纯成本。

发明内容

[0004] 针对现有技术的不足,在现有技术的基础上,本发明的目的在于提供一种吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的制备方法,该方法利用和钌协同催化,实现了一锅法制备吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物,实现了在环境友好的反应条件下,以较低的生产成本,简单易行并高效的合成吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物,本发明可以极大的降低吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的合成成本。
[0005] 本发明是通过以下技术方案实现的:一种吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的制备方法,包括如下步骤:
从四氢吡咯出发,在钌催化剂的催化下,添加铜盐和TEMPO作为共催化剂,利用气作为氧化剂,与炔烃反应,得到吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物;化学反应方程式如下:

[0006] 具体步骤如下:步骤一,将四氢吡咯、炔烃、钌催化剂、铜催化剂和TEMPO置入反应器皿中,加入溶剂;
步骤二,在氧气氛下,于90℃~120℃加热搅拌步骤一所得的混合物,至反应结束;
步骤三,将反应后步骤二制得的混合物倒入中,经过滤、洗涤、干燥后重结晶或柱层析分离,得到的固体物即为目标产物吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物。
[0007] 所述四氢吡咯(1)、炔烃(2)、钌催化剂、铜催化剂和TEMPO的摩尔比为1:1.0~3.0: 0.01~0.10:0.10~0.3:0.2~0.5。本发明进一步改进方案为:
所述制备步骤进一步设置为:
步骤一,取四氢吡咯0.20毫摩尔、炔烃0.20~0.60毫摩尔、钌催化剂0.002~0.020毫摩尔、铜催化剂0.02~0.06毫摩尔和TEMPO0.04~0.10毫摩尔置入反应器皿中,加入0.50~2毫升溶剂;
步骤二,在氧气氛下,于 90℃~120℃加热搅拌步骤一制得的混合物,加热搅拌8~24小时,反应器皿内即是合成的吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物;
步骤三,将步骤二反应后制得的混合物倒入水中,过滤,洗涤,干燥后重结晶或柱层析分离,得到的固体物即为纯净的目标产物吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物。
[0008] 本发明更进一步改进方案为:所述四氢吡咯(1),式中,R1为氢、2-氟、2-甲基、4-甲基、4-碳酰甲酯基、4-氯、4-溴、4-氰基、4-甲氧基; R2为氰基、碳酰甲酯基、碳酰乙酯基、碳酰丁酯基、N,N-二甲基碳酰氨基、苯甲酰基;R3为氢、苯基、甲基、碳酰甲酯基、碳酰乙酯基或碳酰丁酯基;R4为甲基或乙基。
[0009] 所述炔烃(2),式中,R5,R6为丁基、苯基、乙基、对甲苯基、对氟苯基、对氯苯基、邻甲苯基、对三氟甲基苯基、对甲氧基苯基。
[0010] 所述钌催化剂为二氯伞花烃合钌二聚体。
[0011] 所述铜催化剂为醋酸铜、一水合醋酸铜或氯化亚铜。
[0012] 所述溶剂为1,4-二氧六环、碳酸二甲酯或乙酸丁酯。
[0013] 本发明的有益效果为:本发明通过铜和钌的协同催化,实现了多步一锅合成吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物。该发明通过减少反应步骤,显著缩短了整个流程所需的时间,并可以实现比分步反应更高的总产率,最高可达95%,从而大大提高了吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的合成效率,降低了合成成本。
[0014] 本发明利用四氢吡咯和炔烃,在钌、铜和TEMPO的协同催化下,以氧气作为氧化剂,制备出吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物,无需使用昂贵和环境有害的氧化剂,大大降低了现有技术制备吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的合成成本,为生物、农药和医药领域提供来源充裕价格较低的吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物。
[0015] 本发明整个制备过程对于空气和湿气都不敏感,可在宽松的反应条件作常规操作,对环境污染小。附图说明
[0016] 附图1为本发明方法工艺流程框图;附图2为本发明实施例一所得目标产物吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的核磁氢谱图;
附图3为本发明实施例一所得目标产物吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的核磁碳谱图;
附图4为本发明实施例五所得目标产物吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的核磁氢谱图;
附图5为本发明实施例五所得目标产物吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的核磁碳谱图;
此外,本发明实施例二、三、四、六、七、八的核磁氢谱图和核磁碳谱图限于篇幅,未列入附图中。

具体实施方式

[0017] 以下给出部分实施例并结合相关附图,对本发明作进一步说明。
[0018] 实施例一:如附图1的工艺流程,取5-苯基-2,3,4-三甲酰甲酯基四氢吡咯为64.2毫克(相当于
0.20毫摩尔),二苯乙炔53.4毫克(相当于0.30毫摩尔),二氯伞花烃合钌二聚体为6.1毫克(相当于0.010 毫摩尔),一水合醋酸铜4.0毫克(相当于0.02毫摩尔),TEMPO为9.4毫克(相对于0.06毫摩尔)和0.8毫升1,4-二氧六环,在1大气压的氧气下,100摄氏度加热搅拌12小时,分离纯化得到实施例一目标产物吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物93.8毫克(得率为95%)。
[0019] 本实施例一的目标产物,经核磁共振波谱仪(型号:AVANCE 400MHz,生产商:瑞士布鲁克)分析,获得图2所示的的核磁氢谱和图3所示的核磁碳谱。前者其参数为1H NMR (CDCl3,400MHz): δ 8.59 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 7.56 (t, J = 7.4 Hz, 1H), 7.30 – 7.16 (m, 8H), 7.11 – 7.04 (m,3H), 4.06 (s,3H), 3.87 (s,3H), 3.24 (s,3H);后者其参数为13 C NMR (CDCl3, 100 MHz): 166.9, 164.0, 161.5, 136.0, 133.6, 133.2, 
131.1, 131.0, 130.6, 129.9, 128.6, 128.2, 128.02, 128.01, 127.97, 127.7, 
127.3, 126.9, 124.1, 124.1, 122.2, 120.6, 109.1, 52.8, 52.3, 52.1。
[0020] 由此证实:实施例一目标产物1-烯基中氮茚衍生物完全符合品质要求。
[0021] 实施例二:如附图1的工艺流程,取5-对氟苯基-2-甲酰乙酯基-3,4-二甲酰甲酯基四氢吡咯为
70.7毫克(相当于0.20毫摩尔),二(对甲苯基)乙炔49.5毫克(相当于0.24毫摩尔),二氯伞花烃合钌二聚体为4.9毫克(相当于0.008 毫摩尔),氯化亚铜2.4毫克(相当于0.024毫摩尔),TEMPO为10.9毫克(相对于0.07毫摩尔)和1.0毫升1,4-二氧六环,在1大气压的氧气下,
100摄氏度加热搅拌18小时,分离纯化得到实施例二目标产物吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物
83.0毫克(得率为75%)。
[0022] 实施例三:如附图1的工艺流程,取5-对甲酰甲酯基苯基-2,3,4-三甲酰甲酯基四氢吡咯为75.9毫克(相当于0.20毫摩尔),二(对甲氧基苯基)乙炔85.8毫克(相当于0.36毫摩尔),二氯伞花烃合钌二聚体为4.9毫克(相当于0.008 毫摩尔),醋酸铜5.4毫克(相当于0.03毫摩尔),TEMPO为13.2毫克(相对于0.08毫摩尔)和1.0毫升1,4-二氧六环,在1大气压的氧气下,100摄氏度加热搅拌14小时,分离纯化得到实施例三目标产物吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物
99.1毫克(得率为81%)。
[0023] 实施例四:如附图1的工艺流程,取5-邻氟苯基-2,3,4-三甲酰甲酯基四氢吡咯为67.9毫克(相当于0.20毫摩尔),二(对溴苯基)乙炔84.0毫克(相当于0.25毫摩尔),二氯伞花烃合钌二聚体为6.1毫克(相当于0.010 毫摩尔),一水合醋酸铜4.0毫克(相当于0.02毫摩尔),TEMPO为
9.4毫克(相对于0.06毫摩尔)和0.8毫升1,4-二氧六环,在1大气压的氧气下,100摄氏度加热搅拌12小时,分离纯化得到实施例四目标产物吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物117.8毫克(得率为88%)。
[0024] 实施例五:如附图1的工艺流程,取5-苯基-2,3,4-三甲酰甲酯基四氢吡咯为64.2毫克(相当于
0.20毫摩尔),4-辛炔44.1毫克(相当于0.40毫摩尔),二氯伞花烃合钌二聚体为6.1毫克(相当于0.010 毫摩尔),一水合醋酸铜4.0毫克(相当于0.02毫摩尔),TEMPO为9.4毫克(相对于
0.06毫摩尔)和0.8毫升1,4-二氧六环,在1大气压的氧气下,100摄氏度加热搅拌12小时,分离纯化得到实施例五目标产物吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物59.6毫克(得率为70%)。
[0025] 实施例五目标产物,经核磁共振波谱仪(型号:AVANCE 400MHz,生产商:瑞士布鲁克)分析,获得图4所示的的核磁氢谱和图5所示的核磁碳谱。前者其参数为1H NMR (CDCl3, 400 MHz): 8.36 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.77 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.55 – 7.44 (m, 
2H), 4.00 (s, 3H), 3.98 (s, 3H), 3.89 (s, 3H), 2.96 (t, J = 8.3 Hz, 2H), 2.86 (t, J = 8.2 Hz, 2H), 1.73 – 1.51 (m, 4H), 1.10 (t, J = 7.3 Hz, 3H), 0.95 (t, J = 7.3 Hz, 3H); 后者其参数为13 C NMR (CDCl3, 100 MHz): 167.2, 164.3, 163.6, 
134.3, 130.6, 128.7, 128.1, 127.2, 124.3, 124.0, 123.8, 123.3, 121.0, 120.8, 
108.9, 53.2, 52.7, 52.3, 31.1, 30.4, 23.5, 21.2, 14.4, 13.9。
[0026] 实施例六:如附图1的工艺流程,取5-对氰基苯基-2,3,4-三甲酰甲酯基四氢吡咯为69.3毫克(相当于0.20毫摩尔),二苯乙炔39.2毫克(相当于0.22毫摩尔),二氯伞花烃合钌二聚体为6.1毫克(相当于0.010 毫摩尔),一水合醋酸铜4.0毫克(相当于0.02毫摩尔),TEMPO为9.4毫克(相对于0.06毫摩尔)和0.8毫升碳酸二甲酯,在1大气压的氧气下,100摄氏度加热搅拌12小时,分离纯化得到实施例六目标产物吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物64.3毫克(得率为62%)。
[0027] 实施例七:如附图1的工艺流程,取5-(对甲基苯基)-2,3,4-三甲酰甲酯基四氢吡咯为67.1毫克(相当于0.20毫摩尔),二苯乙炔49.9毫克(相当于0.28毫摩尔),二氯伞花烃合钌二聚体为
6.1毫克(相当于0.010 毫摩尔),一水合醋酸铜4.0毫克(相当于0.02毫摩尔),TEMPO为9.4毫克(相对于0.06毫摩尔)和0.8毫升1,4-二氧六环,在1大气压的氧气下,100摄氏度加热搅拌12小时,分离纯化得到实施例七目标产物吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物72.1毫克(得率为
71%)。
[0028] 实施例八:如附图1的工艺流程,取5-苯基-2,3-二甲酰丁酯基-4-甲酰甲酯基四氢吡咯为81.1毫克(相当于0.20毫摩尔),二苯乙炔71.3毫克(相当于0.40毫摩尔),二氯伞花烃合钌二聚体为6.1毫克(相当于0.010 毫摩尔),一水合醋酸铜4.0毫克(相当于0.02毫摩尔),TEMPO为
9.4毫克(相对于0.06毫摩尔)和0.8毫升1,4-二氧六环,在1大气压的氧气下,100摄氏度加热搅拌12小时,分离纯化得到实施例八目标产物吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物67.0毫克(得率为58%)。
[0029] 由以上实施例可见,在制备目标产物吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物的原料组分中,均能制备出吡咯并[2,1-a]异喹啉衍生物,只是与其它组分原料的配伍选择上、组分之间的量比及反应条件存在一定差异。
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