1―芳乙炔基―3―芳甲酰基中氮茚的合成研究

摘要：设计合成了七个具有炔基的中氮茚衍生物。首先由取代苯乙酮，碘，乙酸和吡啶四组分一锅煮反应合成中间体1-碘代中氮茚，然后在钯催化剂作用下，l-碘代中氮茚和芳基乙炔发生Sono-gashira偶联反应合成目标化合物，结构通过红外、核磁及质谱进行了表征。

关键词：中氮茚；芳基乙炔；Sonogashira偶联反应

中图分类号：0622.6

文献标志码：A

文章编号：0367-6358（2015）06-0370-04

近年来，随着对大量新的中氮茚化合物在生物活性和光学性质等方面研究的不断深入，使得该类化合物的合成和应用研究备受关注。在药物开发方面，一些中氮茚衍生物可用作中枢神经系统抑制剂、治疗心绞痛以及心血管疾病等，也可用作消炎药物。此外，中氮茚衍生物还具有抗肿瘤活性、可作为钙离子拮抗剂、多巴胺受体拮抗剂、p38激酶抑制剂和抗疱疹病毒等使用。由于中氮茚独特的光学性质，近年来已被应用到材料科学研究领域，例如感光剂、荧光染料、光电材料等。众所周知，荧光是发射光，当分子从一种电子态向另一种能量较低的电子态驰豫时，就会产生荧光。而有机发光材料的结构特征是含有π共轭结构，此外这些有机化合物还常具有荧光基团如C=O、N―O、N=N、C=N等结构单元。因此，在有机发光材料的结构设计时，除了考虑构建分子的大π体系，还要适当引入荧光基团等结构单元，这样使所构建的有机分子能够具有很好的光电性能。中氮茚是一类重要的含氮桥杂环化合物，由于中氮茚特有的结构，作为具有π共轭结构单元的中氮茚等有机化合物已在材料科学研究领域得到一定应用。此外近年来该类化合物光电性质的研究也已进一步引起人们的重视。结合本课题组开展的非线性光电材料的设计和合成研究，考虑到利用中氮茚结构单元特有的结构和光电性质，在目标化合物设计时，将中氮茚结构作为一类具有π共轭结构，兼有荧光基团C=N等结构单元的主要骨架构建。为简洁有效地合成目标化合物，合成路线使用经典的Sonogashira、Suzuki和Heck等偶联反应，引入例如碳碳三键、碳碳双键或苯环从而构建一个大的共轭单元。为此，我们使用文献报道的方法合成卤代中氮茚的衍生物，然后研究使用合成的碘代中氮茚衍生物，通过Sonogashira偶联反应合成目标化合物。经典的Sonogashira反应催化剂是三苯基磷氯化钯和碘化亚铜（Pd[P（Ph）3]2C12/Cul），通常在有机胺存在下或有机胺溶剂中进行，反应底物一般为卤代芳烃和末端炔烃。而研究表明，卤代含杂原子芳环化合物和末端炔烃在三苯基磷氯化钯和碘化亚铜催化作用下，也能够有效地发生Sonogashira偶联反应。此外，利用Sonogashira偶联反应作为一个策略，通过多组分反应一锅煮合成具有中氮茚结构单元的复杂分子。本文使用三苯基磷氯化钯和碘化亚铜催化体系，作用于1-碘-3-芳甲酰基中氮茚和末端炔烃合成了鲜见文献报道的1-芳乙炔基-3-芳甲酰基中氮茚。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

芳乙酮、醋酸、吡啶、三乙胺、DMF（分析纯，上海化学试剂总厂），碘化亚铜、钯试剂（分析纯，Sigma-Aldrich西格玛奥德里奇（上海）贸易有限公司），芳基乙炔（分析纯，阿拉丁试剂（上海）有限公司）。薄层层析硅胶为青岛海洋化工厂生产GF254。

Tensor 27型红外光谱仪：德国Bruker公司，KBr压片法，检测范围为4000～400 cm-l；WRR熔点仪：上海精密科学仪器有限公司，数据未经校正；1H NMR及l3C NMR分析使用Advance 600型（德国Bruker公司）测试，CDC13作为溶剂，TMS作为内标；Lco Deca XP MAX型液质联用仪：日本热电公司；UHR-TOF maXis型超高分辨飞行时间质谱仪：德国Bruker公司。

1.2 实验

1.2.1 1-碘-3-芳甲酰基中氮茚的合成，制得产物2a～2d。

1.2.2 1-芳乙炔基-3-芳甲酰基中氮茚的合成

在氮气保护和搅拌下，将化合物2a～2d （0.3mmol），芳基乙炔（0.3 mmol），碘化亚铜（0.3mmol，0.06g），三乙胺（0.6 mmol，0.08g），三苯基磷氯化钯（0.03 mmol，0.021g），依次加入到无水DMF中（5mL），室温下搅拌，TLC跟踪到反应完全（2h）。所得深黄色的混合液倒入10 mL的水中，用乙酸乙酯萃取（15mLX3），合并有机相，依次用水和饱和食盐水洗涤，经无水硫酸钠干燥后，滤去干燥剂。然后滤液减压浓缩，生成的粗产品通过柱色谱纯化（硅胶，V（石油醚）：V（乙酸乙酯）=30：1），获得纯净的反应产物3a～3g。

1.3 目标化合物的表征

（l）1-苯乙炔基-3-（4-溴苯甲酰基）中氮茚（3a）

黄色固体；mp 154～155℃（CH2CI2/PE）；1HNMR （CDC13， 600 MHz），δ/X10-6：9.93 （d，J=7.2Hz， 1H），7.85（d，J=8.4Hz， 1H），7.70 （d，J=7.8Hz， 2H）， 7.64 （d，J=8.4Hz， 2H），7.53 （d，J=7.2Hz， 2H），7.47 （s，1H），7.35～7.32（m，4H），7.05（t，J=6.6Hz， IH）； 13C NMR （CDCl3. 150 MHz）， δ/x10-6： 183.2，140.8，139.O，131.6，131.3，130.5，129.1，128.6，128.4，128.O，126.O，125.9，123.5，121.7，118.2，115.2，97.9，92.O，82.1；IR （KBr）， v/cm-l：2207，1593，1557，1535，1474，1447，1344，1228，1174，1150，1015， 962， 873， 759， 602； LC-MS m/z（%）：400[（M+1）+，35%]；HRESIMS calcd for C23 H14 Br-NO （M+H）+400.0337； found 400.0345。