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基于鄰苯二胺合成喹喔啉類化合物的研究進展

2022-12-08 09:37稅紅靈鐘瑜紅羅人仕張占義劉子儀王新穎羅年華
贛南醫(yī)學院學報 2022年9期
關鍵詞:苯二胺偶聯(lián)類化合物

稅紅靈,鐘瑜紅,羅人仕,張占義,劉子儀,王新穎,羅年華

(1.贛南醫(yī)學院2019級碩士研究生;2.贛南醫(yī)學院教務處;3.贛南醫(yī)學院藥學院;4.贛南醫(yī)學院2020級本科生,江西 贛州 341000)

喹喔啉是一類由兩個六元芳環(huán)融合而成的具有芳香性的苯并吡嗪類化合物。喹喔啉及其衍生物是重要的化工中間體,可用于合成有機半導體[1]、發(fā)光材料[2]、染料[3]等。喹喔啉及其衍生物具有廣泛的生物活性,如抗癌[4]、抗菌[5]、抗腫瘤[6]、抗病毒[7]、抗炎[8]等,在農藥、醫(yī)藥等領域有著廣泛的應用,因此發(fā)展其高效的合成方法備受關注。

1 喹喔啉及其衍生物的合成方法

喹喔啉及其衍生物的合成方法很多,其中基于鄰苯二胺合成喹喔啉及其衍生物的方法主要有:⑴鄰苯二胺和鄰二醇的縮合;⑵鄰苯二胺與1,2-二羰基化合物的縮合;⑶鄰苯二胺與α-溴代酮的環(huán)化-氧化;⑷鄰苯二胺與α-羥基酮的氧化-縮合;⑸鄰苯二胺與芳基乙炔的氧化-偶聯(lián);⑹鄰苯二胺與環(huán)氧化合物的偶聯(lián);⑺鄰苯二胺與其他試劑,如硫葉立德、胺等的反應(圖1)。

圖1 鄰苯二胺合成喹喔啉類化合物的逆合成分析

1.1 鄰苯二胺和鄰二醇的縮合2012年,CLIMENT M J等[9]發(fā)現(xiàn)以納米氧化鈰負載金納米粒子(Au/CeO2)為催化劑,以空氣為氧化劑,在不添加堿的條件下催化鄰苯二胺和鄰二醇的氧化偶聯(lián)反應,一步法高選擇性地合成了喹喔啉類化合物??疾炝瞬煌d體負載金納米顆粒的催化性能,并且實現(xiàn)了催化劑的回收與重復使用。

XIONG B等[10]提出了一種釕催化氫轉移策略(TH)合成苯并吡嗪衍生物。具體為以鄰苯二胺和鄰二醇為原料,叔丁醇鉀為堿,在釕的催化下合成了兩種四氫苯并吡嗪衍生物。該反應具有時間短、無需使用高壓氫氣、催化劑負載量低、產率高、副產品為水符合綠色環(huán)保要求等優(yōu)點。

LV D等[11]合成一種新型的聯(lián)吡啶型環(huán)金屬銥配合物,以3當量的碳酸銫為堿,二甲苯為溶劑,催化鄰苯二胺與丙二醇的氫轉移與縮合串聯(lián)反應,以中等到優(yōu)秀的產率合成了喹喔啉及其衍生物(圖2),該催化體系具有很強的底物適應性,且證明了銥催化劑是有效的加氫催化劑。

圖2 聯(lián)吡啶型環(huán)金屬銥催化合成四氫苯并吡嗪衍生物

PROSENJIT D等[12]發(fā)展了一種吖啶基錳鉗形配合物催化的基于無受體脫氫偶聯(lián)反應(ADC),在吖啶基錳鉗形配合物的催化下2-氨基醇發(fā)生脫氫自偶聯(lián)反應,高選擇性地合成了2,5-二取代的喹喔啉及其衍生物。在同樣的反應條件下,鄰苯二胺和鄰二醇發(fā)生交叉脫氫偶聯(lián)反應,合成了2-取代的喹喔啉衍生物,產率可達75%。兩種情況下的副產物,都只有水和氫氣。但該反應使用的雙膦價格昂貴且易被氧化,需在氮氣保護下進行,使用了強氧化還原劑氫化鉀,易燃易爆,且反應溫度較高,不易控制,安全性較低,反應時間過長。DAS K等[13]合成了一種無膦基配體錳絡合物,以二甲苯為溶劑,催化鄰苯二胺和鄰二醇的無受體脫氫偶聯(lián)反應(ADC),合成了多種喹喔啉衍生物,解決了膦基配體價格昂貴,對水和空氣敏感等問題,拓展了C-C鍵以及C-N鍵的構建方法。

GUO B等[14]通過對順式-Ru(phen)2Cl2的熱解制備了N摻雜碳負載的釕納米顆粒(Ru/NC)。該釕納米顆粒(Ru/NC)能催化胺與醇的無受體脫氫偶聯(lián)(ADC)或自轉移氫(ATH)反應,選擇性地合成了亞胺和仲胺。在相似的催化條件下,鄰苯二胺與伯醇或二醇的ADC交叉偶聯(lián)以良好或優(yōu)異的收率合成了相應的苯并咪唑和喹喔啉類化合物(圖3)。該催化體系顯示出良好的活性及可回收性,并廣泛適用于各種底物。

圖3 N摻雜碳負載的釕納米顆粒(Ru/NC)催化的ADC反應

MASTALIR M等[15]制備了一種Re(I)PNP鉗形配合物催化鄰苯二胺與鄰二醇的無受體脫氫偶聯(lián)(ADC)反應,制備了一系列喹喔啉類產物。與錳絡合物相比,Re(I)PNP鉗形配合物能夠以較低的催化負載量和更短的時間來催化無受體脫氫過程。

CHAKRABARTI K等[16]制備了幾種水溶性雙氮銥絡合物,催化鄰二醇與鄰苯二胺的無受體脫氫偶聯(lián)(ADC)反應,合成出了具有藥物活性的喹喔啉衍生物,該方法中催化劑的負載量更低,反應時間更短,且以水為溶劑,使用生物可再生的醇為原料,符合綠色環(huán)保要求?;趧恿W和DFT研究,提出了雙氮銥絡合物催化脫氫過程的金屬-配體協(xié)同機理。

BAINS A K等[17]將注意力轉向可持續(xù)且生態(tài)友好的非貴金屬方面,開發(fā)了一種廉價的雙偶氮酚鎳絡合物,催化鄰二醇與鄰苯二胺的無受體脫氫偶聯(lián)(ADC)反應,由于該催化劑不含磷且對空氣穩(wěn)定,反應可在空氣中進行,避免了相對不穩(wěn)定或敏感的金屬氫化物形成,降低了反應成本,是一種有效合成喹喔啉類化合物的方法。

MONDAL A等[18]開發(fā)了另一種高效的、不含單膦的3 d過渡金屬Mn(I)PNP鉗形配合物催化鄰苯二胺和鄰二醇的無受體脫氫偶聯(lián)(ADC)反應,合成各種喹喔啉類(圖4)。該催化體系具有產率高,原子經(jīng)濟性好等優(yōu)點。

圖4 Mn(I)PNP鉗形配合物催化合成喹喔啉類化合物

SHEE S等[19]用廉價的NiBr2與1,10-菲咯啉形成絡合物均相催化鄰苯二胺和鄰二醇的無受體脫氫偶聯(lián)(ADC)反應,以氫氧化銫為堿,甲苯為溶劑,回流24小時,合成了一系列喹喔啉衍生物,該催化劑在重復使用7次后,仍然獲得了良好的產率,且反應達到了克級規(guī)模。同一年,他們課題組[20]還報道了一種氮摻雜碳負載鈷催化劑Co(OAc)2-苯/碳800(Co-phen/C-800),應用轉移氫化和無受體脫氫偶聯(lián)策略高效合成了喹喔啉衍生物。與在不同溫度下制備的其他催化劑相比,該催化劑在催化鄰二胺和鄰二醇的偶聯(lián)反應中顯示出優(yōu)異的反應活性。此外,應用轉移氫化和無受體脫氫偶聯(lián)策略,也可實現(xiàn)以硝基化合物為原料合成喹喔啉衍生物。該催化劑在重復使用8次后仍表現(xiàn)出很高的催化活性。

1.2 鄰苯二胺與1,2-二羰基化合物的縮合二羰基化合物與二胺的縮合是喹喔啉的傳統(tǒng)合成方法,但存在原材料消耗大、反應時間長、操作復雜等缺點,因此化學家們對其合成工藝不斷進行了改進。LüH Y等[21]采用化學共沉淀法制備出磁性Fe3O4納米粒子,在水中催化鄰二胺和1,2-二羰基化合物的縮合反應,合成了喹喔啉衍生物(圖5),該催化體系具有產率高(達95%)、反應條件溫和、催化劑易于分離且可重復使用、以水為溶劑符合綠色要求等優(yōu)點。

圖5 磁性Fe3O4納米粒子催化合成喹喔啉類

BANDYOPADHYAY D等[22]開發(fā)了一種自動化的微波輔助碘催化方法,在乙醇/水溶液中能極速地催化鄰二胺與1,2-二羰基化合物的縮合反應,高產率地合成了取代喹喔啉類化合物,極大地縮短了反應時間。

AGHAPOOR K等[23]將三氯化鉍負載在二氧化硅上制備出氯化鉍(Ⅲ)(BiCl3/SiO2)催化劑,已成功用于1,2-二羰基化合物與各種帶有吸電子或供電子官能團的芳烴鄰二胺的縮合反應。以甲醇為溶劑,在室溫條件下,以良好的至優(yōu)異的產率得到了6-硝基-2,3-二苯基喹喔啉類。與均相BiCl3相比,該催化劑具有更高的催化性能。所合成的6-硝基-2,3-二苯基喹喔啉類化合物在生物學、藥學、醫(yī)學等領域得到廣泛應用。

KHAKSAR S等[24]以五氟苯胺三氟酸甲烷磺酸鹽(PFPAT)為催化劑,以水為溶劑,在室溫下均相催化鄰二胺和1,2-羰基化合物的縮合反應,以良好到優(yōu)秀的收率合成了喹喔啉衍生物(圖6)。該反應具有操作簡單、原料廉價、產品易于分離純化(直接過濾重結晶)、副反應少、符合環(huán)保等優(yōu)點。同年,他們課題組[25]還合成了一種聚乙烯基聚吡咯烷酮負載的三氟甲磺酸(PVPP·OTf)催化劑,多相催化合成了喹喔啉衍生物,產率高達95%。該催化劑為非均相催化劑,具有易于制備、可回收重復使用、空氣穩(wěn)定等優(yōu)點。

圖6 五氟苯胺三氟酸甲烷磺酸鹽(PFPAT)催化合成喹喔啉類

LASSAGNE F等[26]使用廉價易得的糖精作為催化劑,用于催化各種鄰芳基二胺與1,2-二羰基化合物的環(huán)化縮合反應,合成了喹喔啉衍生物。以甲醇為溶劑,反應能在極短的時間內完成。該方法具有工藝簡單,環(huán)境友好,商業(yè)成本低等優(yōu)點。

BANDYOPADHYAY D等[27]開發(fā)了一種苯并吡嗪和雙苯并吡嗪的便捷綠色合成方法。在微波照射下,使用銦粉作為催化劑,在水中將不同取代的鄰二胺和1,2-二羰基化合物縮合,在較短時間內以優(yōu)異的產率獲得了苯并吡嗪和雙苯并吡嗪類。該方法具有底物范圍耐受性強、原子經(jīng)濟高、環(huán)境友好等優(yōu)點。開辟了一鍋法合成雙苯并吡嗪類雜環(huán)化合物新途徑。

在甲醇-水體系中,LASSAGNE F等[28]使用氟化氫胺(ABF)催化芳基鄰二胺和1,2-二羰基化合物環(huán)縮合反應,以優(yōu)異的產率(高達99%)合成了喹喔啉類衍生物(圖7)。但由于氟化氫胺具有腐蝕性,對設備要求高,導致反應條件較為苛刻。

圖7 氟化氫胺(ABF)催化合成喹喔啉類

NONGRUM R等[29]使用無毒且可生物降解性的氨基糖葡甲胺作為催化劑,在乙醇水溶液中,超聲輻照下催化鄰苯二胺和二烷基鄰二酮的環(huán)縮合反應,高區(qū)域選擇性地合成了喹喔啉類化合物。該方法具有原料易得、操作簡單、產品收率高、反應時間短等優(yōu)點。

DUBOVTSEV A Y等[30]開發(fā)了一種新型的氧轉移試劑2,3-二氯吡啶N-氧化物,在不存在任何酸添加劑的條件下,金(I)先催化炔烴氧化為1,2-二羰基化合物以提供二羰基原料(包括那些由高度酸敏感性基團衍生的原料),然后與鄰苯二胺一鍋法雜環(huán)化合成2-芳基喹啉衍生物(圖8)。該催化體系底物適應性廣,可用于多種炔烴底物(40例,產率高達99%),例如末端炔,中間炔,甚至適用于未取代乙炔。該方法也成功地用于天然1,2-二酮的全合成。

圖8 金(I)催化合成喹喔啉類

MALAMIRI F等[31]合成了一種新型綠色催化劑3,5-雙(三氟甲基)苯基六氟磷酸銨(BFPHP),以水做溶劑,在室溫下催化1,2-二羰基化合物和鄰苯二胺的環(huán)縮合反應,合成了喹喔啉類化合物。該方法反應時間短、實驗步驟簡單、無副反應、產率高,且BFPHP具有壽命長、腐蝕低、穩(wěn)定性好、無金屬殘留、氫鍵親和力強等優(yōu)點。該方法未使用金屬催化不會導致金屬殘留,BFPHP有機催化劑在綠色合成化學中引起了廣泛關注。

CAMILA E等[32]開發(fā)出一種合成3-取代喹喔啉-2-酮的新方法,在超聲波輻射下,以PEG-400(聚乙二醇)為溶劑,以草酸鈮胺(ANO)為催化劑,催化鄰苯二胺和1,2-二羰基酮化合物合成了3-芳基喹喔啉-2-酮。該反應中水是唯一副產物,大大縮短了反應時間,提高了反應效率,為開發(fā)有價值的生物活性支架提供了技術支持。

SUWANHOM P等[33]開發(fā)出一種在液體(乙醇)輔助研磨下,1,2-二羰基化合物與鄰苯二胺發(fā)生縮合反應合成喹喔啉類的新方法。該方法合成的十二種喹喔啉衍生物可作為新的乙酰膽堿酯酶抑制劑(AChE),且具有良好的預測藥物相似性和血腦屏障(BBB)滲透性。所有化合物都顯示出對乙酰膽堿酯酶(AChE)的強效抑制活性,IC50值為0.077至50.080 μM,此外,在某些化合物中觀察到有效的丁酰膽堿酯酶(BChE)抑制活性,IC50值為14.91~60.95 μM。因此,喹喔啉衍生物可作為潛在的乙酰膽堿酯酶抑制劑候選物。

1.3 鄰苯二胺與α-溴代酮的環(huán)化-氧化2012年,GHOSH P等[34]報道了以聚丙烯酸胺樹脂負載的六氟磷酸根離子(PHP)作為催化劑,以水和甲醇(1∶1)為溶劑,在室溫下催化鄰苯二胺和α-溴代酮的縮合反應合成了2-取代的喹喔啉類。該催化劑獲得了很好的催化效果,且可回收重復使用,且反應以水為溶劑具有綠色化學的特點。另外,該方法對于在五環(huán)三萜類化合物Friedelin的A環(huán)上引入喹喔啉核也是有效的。

ZHOU L H等[35]使用碳酸氫鈉(NaHCO3)作為除酸劑,去除了苯甲酰溴化物與鄰苯二胺發(fā)生環(huán)化反應生成喹喔啉類過程中形成的HBr酸,避免了弱堿性的喹喔啉在反應過程中形成溴化氫鹽。該反應具有反應簡單、綠色、實用等優(yōu)點。合成過程中無催化劑使用,減少了工藝成本和對環(huán)境的污染,提高了產率(高達97%)。

SOLTANI M等[36]合成了一種二氧化硅負載的納米N-甲基咪唑三氟甲磺酸鹽離子液體([Hmim]OTf@nano-SiO2)催化劑,在無溶劑條件下促進α-溴代酮和鄰苯二胺的縮合環(huán)化,合成了喹喔啉衍生物(圖9)。該方法具有反應時間短、產品收率高、催化劑可回收使用等優(yōu)點。但該反應在脫鹵和環(huán)化過程中,會脫去一分子強刺激性有毒氣體溴化氫(HBr),不利于環(huán)保。

圖9 [Hmim]OTf@nano-SiO2催化合成喹喔啉類

HARSHA K B等[37]報道了一種簡單有效的丙基膦酸酐(T3P?)/T3P?-DMSO介導的鄰苯二胺與α-溴代酮環(huán)化-縮合反應,一步法合成了喹喔啉類衍生物(圖10)。(T3P?)/T3P?-DMSO作為催化劑,具有優(yōu)秀的反應選擇性和低差向異構化作用,且所得的產物純度和產率都較高。該方法具有底物范圍廣、產率高(98%)、綠色無毒等優(yōu)點,且合成的產物有較好的生物活性,是治療小細胞肺癌有效的細胞毒性劑,為合成有機化學領域以及探索具有生物活性的雜環(huán)小分子的合成提供了新方法。

圖10 (T3P?)/T3P?-DMSO催化合成喹喔啉類

BHARGAVA S等[38]合成了一系列離子液體,評價了離子液體的催化活性,發(fā)現(xiàn)[Bmim]CF3SO3為最有效、最環(huán)保、價格最低的溶劑和催化劑。其催化α-溴代酮和鄰苯二胺發(fā)生反應合成了喹喔啉衍生物。該離子液體催化劑具有高催化效能、綠色環(huán)保、可回收重復使用、低可燃性、高熱穩(wěn)定性、高導電性、寬液體范圍、無活性損失等優(yōu)點,提供了合成喹喔啉類衍生物的有效方法。

WANG D等[39]在無氧化劑條件下,運用電化學氧化法開發(fā)出一種合成α,α-二溴芳基酮的有效方法。在室溫下,溴化鋰既是溴源,又是輔助電解質,將芳基炔烴轉化為α-溴代甲酰基酮,再與1,2-二氨基苯合成2-苯基喹喔啉等雜環(huán)化合物。該電氧化策略具有良好的底物適用性和官能團相容性。而且,可以在連續(xù)流動池中有效放大反應。

HEBADE M J等[40]使用二氧化硅負載的十二鎢酸(DTP/SiO2)作為催化劑,在N,N-二甲基甲酰胺中,催化取代苯甲酰溴化物和鄰苯二胺的環(huán)縮合反應合成了喹喔啉類衍生物(圖11)。該方法環(huán)境友好、操作簡單、產率高、反應時間短、成本低、反應條件溫和、多相催化可循環(huán)等優(yōu)點。

圖11 二氧化硅負載的十二鎢酸(DTP/SiO2)催化合成喹喔啉類

1.4 鄰苯二胺與α-羥基酮的氧化-縮合通過鄰苯二胺與α-羥基酮氧化-縮合串聯(lián)反應合成喹喔啉及其衍生物有兩種可能的反應機理:一種是α-羥基酮在空氣中直接氧化為1,2-二羰基酮,再與鄰苯二胺進行縮合環(huán)化;另一種是鄰苯二胺與α-羥基酮直接進行氧化-脫水-縮合,生成喹喔啉衍生物。

PAN F等[41]開發(fā)了一種鎵鹽催化劑Ga(CIO4)3,催化鄰苯二胺與α-羥基酮的環(huán)加成反應,合成了2-取代的喹喔啉類;與傳統(tǒng)喹喔啉合成方法相比,該反應具有操作簡單、反應條件溫和、產率高等優(yōu)點。

JEENA V等[42-43]以鄰苯二胺與取代的α-羥基酮為底物,在微波輻射下,使用一水乙酸銅為催化劑,2,2,6,6-四甲基哌啶-N-氧基(TEMPO)為氧化劑,通過串聯(lián)氧化法一鍋法合成了喹喔啉類衍生物。該串聯(lián)氧化體系操作簡單,反應時間短等優(yōu)點。該氧化系統(tǒng)還擴展到二氫喹吡嗪類和吡嗪類的選擇性合成。

LI G等[44]以α-羥基酮和鄰苯二胺為原料,甲苯做溶劑,在碘催化下α-羥基酮通過Heyns重排原位生成α-氨基醛,再和鄰苯二胺發(fā)生串聯(lián)反應生成2-苯基喹喔啉類衍生物(圖12)。該反應原料簡單、唯一副產物是水,符合綠色化學要求,為未來合成化學中喹喔啉的合成奠定了一定的基礎。該方法對制藥業(yè)具有極大的吸引力。

圖12 碘催化α-羥基酮和鄰苯二胺合成喹喔啉

HUANG J Z等[45]使用相對簡單的烯烴為原料,以對環(huán)境友好的H2O2作為氧化劑,通過鈀催化烯烴加氧反應,以很高的原子經(jīng)濟性制備了有價值的α-羥基酮,再鄰苯二胺反應合成了具有潛在生物活性的2-苯基喹喔啉骨架。

1.5 鄰苯二胺與芳基炔烴的氧化-偶聯(lián)2014年,VISWANADHAM K K等[46]使用鹵族非金屬元素碘為催化劑,介導苯基乙炔碘化-氧化后生成苯甲酰碘,苯甲酰碘在DMSO中直接氧化為苯乙二醛,再與鄰苯二胺進行縮合反應合成了喹喔啉及其衍生物(圖13)。該方法雖然涉及碘化、Kornblum氧化、縮合等反應,但使用一鍋法合成方法,簡化了反應程序,提高了產率,并為后續(xù)吡嗪類衍生物的合成提供了方法指導。

圖13 碘介導苯乙炔與鄰苯二胺合成喹喔啉類

VADAGAONKAR K S等[47]在碘介導下,使用DMSO和叔丁基過氧化氫(TBHP)為氧化劑,通過C-H活化策略催化乙基芳烴,乙烯芳烴和乙炔芳烴生成芳基乙二醛,然后與鄰苯二胺發(fā)生縮合反應一鍋法合成了喹喔啉類衍生物。該催化體系解決了堿使用量大,與功能化底物不相容等缺點,具有簡便、高效、環(huán)境友好以及具有廣泛的官能團耐受性等優(yōu)點,是合成喹喔啉的傳統(tǒng)方法的有力補充。

HAZARIKA D等[48]以苯乙炔與鄰苯二胺為原料,以TsNBr2(N,N-二溴對甲苯磺酰胺)為催化劑,以K2CO3為堿,乙腈和水(9∶1)做溶劑,在TsNBr2催化下炔烴氧化轉化為α,α-二溴代酮,再與鄰苯二胺反應一鍋法合成了喹喔啉類(圖14)。該方法使用強堿作為親核試劑進攻形成中間體,腐蝕性較強,但無需昂貴的氧化劑,有較寬的底物范圍、良好的產率等優(yōu)點。

圖14 TsNBr2催化合成喹喔啉類

MOTAKATLA V K R等[49]使用銅基雜環(huán)卡賓催化鄰苯二胺與芳基乙炔進行串聯(lián)耦合反應,以碳酸銫為堿,乙醇為溶劑,在80℃回流下合成了喹喔啉類衍生物(圖15)。該反應具有高催化活性,條件溫和、原子經(jīng)濟性好,符合綠色化學反應等優(yōu)點。

圖15 銅基雜環(huán)卡賓催化合成喹喔啉類

1.6 鄰苯二胺與環(huán)氧化合物的偶聯(lián)2002年,ANTONIOTTI S等[50]使用鉍粉以及三氟磺酸合成了一種新型銅/三氟甲酸(Cu(OTf)2/TfOH)催化劑。在氧與DMSO體系中,該雙催化體系催化了環(huán)氧化合物與鄰苯二胺的偶聯(lián)反應,合成了單取代和雙取代喹啉衍生物。其中金屬鉍粉無毒,在室溫下穩(wěn)定,為喹喔啉的合成開創(chuàng)了新方法,但產率較低。

VIDAL-ALBALAT A等[51]在無催化劑條件下,以硝基苯乙烯為原料在雙氧水氧化下發(fā)生環(huán)氧化反應,制備了硝基環(huán)氧化合物,然后硝基環(huán)氧化合物與鄰苯二胺還原劑醋酸硼氫化鈉作用下發(fā)生反應合成了喹喔啉類。該反應的產率較高,且合成了具有生物活性結構的產物。

MENINNO S等[52]使用一種金雞納生物堿衍生的硫脲Ⅵ為催化劑,來催化硝基環(huán)氧化合物與鄰苯二胺的縮合反應,在室溫下合成了喹喔啉類(圖16),反應具有良好的對映選擇性。該團隊開發(fā)了第一個利用苯胺的氨解動力學對映選擇性合成β-芳基取代的α-硝基環(huán)氧化合物,為改進和擴大外消旋環(huán)氧化合物的拆分提供了動力。

圖16 金雞納生物堿衍生硫脲催化合成喹喔啉類

XU G D等[53]使用鋅(Zn)和銥(Ir)協(xié)同催化鄰苯二胺和外消旋環(huán)氧化合物發(fā)生反應,合成了1,2,3,4-四氫喹喔啉類,水為唯一副產物。該方法具有高度對映選擇性,官能團相容性好等優(yōu)點,以簡潔的程序高效率合成了手性四氫喹喔啉類。

1.7 鄰苯二胺與其他試劑的反應鄰苯二胺還可與其他試劑,如雙安環(huán)化物、芳香醛、α-硫代二硫酯、鄰羥基苯乙酮、β-酮基硫代氧鎓基化物、苯基乙胺等反應合成喹喔啉類衍生物。

OUKHATAR F等[54]使用鄰苯二胺與雙胺環(huán)化物,在干燥的四氫呋喃和甲醇中合成了喹喔啉類化合物(圖17),為喹喔啉的合成以及不對稱雙功能化環(huán)烯衍生物的合成開辟了新道路。

圖17 鄰苯二胺與雙胺環(huán)化物合成喹喔啉類化合物

ZHAN Z Z等[55]開發(fā)了一種廉價、通用的方法合成喹喔啉,即以鄰苯二胺和芳香醛為底物,在1,4-二氧六環(huán)中、氧氣氛圍下合成了喹喔啉類化合物,避免了金屬催化劑,為合成雜環(huán)分子和材料提供了一種新方法。

KIRAN K R等[56]以鄰苯二胺和α-硫代二硫酯為底物,在對甲苯磺酸催化下,高區(qū)域選擇性合成喹喔啉類衍生物。通過生物信息學確定了喹喔啉類的生物靶標,發(fā)現(xiàn)喹喔啉與人雙特異性酪氨酸磷酸化調節(jié)的激酶1A具有良好的結合親和力。

TRAN L T等[57]以鄰苯二胺和鄰羥基苯乙酮為底物,在硫粉與DMSO協(xié)同氧化作用下,以DABCO堿,經(jīng)縮合、互變異構、分子內環(huán)化,最終合成喹喔啉衍生物(圖18)。在該反應具有較廣的底物適應性,如腈、酯和鹵素等官能團是相容的。

圖18 鄰苯二胺和鄰羥基苯乙酮合成喹喔啉類化合物

WANG X T等[58]使用Cp*Ir(Ⅲ)催化β-酮基硫代氧鎓基化物和鄰苯二胺的[4+2]串聯(lián)環(huán)化反應,在二氯甲烷(DCM)中,反應以中等至優(yōu)異的收率獲得了單取代喹喔啉及其衍生物。該反應具有反應條件溫和、官能團耐受性廣等優(yōu)點。

SOFI F A等[59]報道了以鄰苯二胺和苯基乙胺為原料,可見光促進2-芳基喹喔啉的多米諾骨牌合成(圖19)。該方法具有收率高,底物范圍廣泛,多種官能團耐受性等優(yōu)點,但該方法反應時間過長。

圖19 可見光促進鄰苯二胺和苯基乙胺合成2-芳基喹喔啉類化合物

VASU A等[60]利用Al-MCM-41,在無溶劑條件下多相催化2-苯乙胺與鄰苯二胺合成2-芳基喹喔啉及其衍生物。該方法避免了有機或者有毒溶劑,催化劑可重復使用達5次以上,反應可達克級規(guī)模,具有成本低、符合綠色化學要求等優(yōu)點。

2 總結與展望

喹喔啉類化合物具有獨特的性質,在染料、光學材料、抗菌/抗腫瘤等方面有著廣泛應用,這導致了化學家們對溫和、可持續(xù)、高收率獲得喹喔啉的合成策略的研究不斷增加。本文對近些年來化學家們以鄰苯二胺為原料合成喹喔啉類化合物的研究進展進行了報道。目前這類反應在化學工作者們的努力下已經(jīng)取得了長足的進步,大多數(shù)反應具有操作簡單、產率高、反應時間短等優(yōu)點,但多數(shù)催化劑不可回收,今后在開發(fā)可回收重復使用的催化劑方面還需進一步努力。

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