范 威

(滁州城市職業(yè)學(xué)院科技處,安徽 滁州 239000)

雜環(huán)化合物種類(lèi)多樣,氮雜環(huán)、硫雜環(huán)、硅雜環(huán)、磷雜環(huán)等均為雜環(huán)化合物。其中,最常見(jiàn)也最重要的當(dāng)屬氮雜環(huán)。如圖1所示,Vasicine[1]、Batracylin[2]、Neocryptolepine[3]等活性分子均為氮雜環(huán)衍生物,且都含有五元并六元氮雜環(huán)骨架。該類(lèi)衍生物可用作抗生素、抗癌藥、拓?fù)洚悩?gòu)酶I抑制劑等[4],藥理活性突出。通過(guò)鎂、鈷、鎳等金屬催化劑可以合成眾多氮雜環(huán)化合物。與其他金屬相比,銅作為催化劑具有配體簡(jiǎn)單、毒性低、條件溫和的優(yōu)點(diǎn),被廣泛用于催化氮雜環(huán)骨架的構(gòu)建。本研究綜述了銅催化下的雙環(huán)化反應(yīng)在合成五元并六元氮雜環(huán)中的應(yīng)用,將更好地指導(dǎo)該類(lèi)衍生物的高效合成。

圖1 含有五元并六元氮雜環(huán)骨架的活性分子

1 構(gòu)建含有兩個(gè)氮原子的五元并六元氮雜環(huán)骨架

ZHENG等[5]發(fā)展了鄰碘代芳亞胺炔和異腈參與的環(huán)加成反應(yīng)。該反應(yīng)的催化劑為溴化銅,反應(yīng)溫度為90 ℃,通過(guò)[4 + 1]反應(yīng)構(gòu)建了吡啶環(huán),通過(guò)[3 + 2]反應(yīng)構(gòu)建了吡咯環(huán),最終合成了三環(huán)稠合的吡咯并喹啉衍生物(圖2)。

圖2 構(gòu)建吡咯并吡啶骨架

ZHOU等[6]研究了碘化亞銅催化下構(gòu)建吡咯并吡啶酮骨架的反應(yīng)。該合成方案從異腈和鄰取代芳胺酮炔出發(fā),通過(guò)分子間的[4 + 1]和[3 + 2]反應(yīng),合成了多例三取代的吡咯并喹啉酮衍生物(圖3)。

圖3 構(gòu)建吡咯并吡啶酮骨架

JIANG等[7]發(fā)展了在DMSO溶液中構(gòu)建吡咯并嘧啶骨架的兩組分雙環(huán)化反應(yīng)。該合成策略的原料為鄰溴取代的芐胺衍生物和吸電子基團(tuán)取代的乙腈,在碘化亞酮和碳酸鉀的作用下,合成了苯并嘧啶并吲哚衍生物(圖4)。

圖4 構(gòu)建吡咯并嘧啶骨架

OUYANG等[8]研究了碘化亞銅催化下分子間構(gòu)建咪唑并吡啶骨架的雙環(huán)化反應(yīng)。該反應(yīng)的原料為鄰芳炔苯甲醛、鄰苯二胺、碘,溶液為二甲基亞砜,溫度為120 ℃,合成了碘取代的苯并咪唑并異喹啉衍生物(圖5)。

圖5 構(gòu)建咪唑并吡啶骨架

LI等[9]報(bào)道了銀和銅共同催化下構(gòu)建吡唑并吡啶骨架的三組分雙環(huán)化反應(yīng)。該反應(yīng)從鄰炔基芳醛、對(duì)甲基苯磺酰肼、叔胺出發(fā),在二氯甲烷溶液中反應(yīng),合成了吡唑并異喹啉衍生物(圖6)。

圖6 構(gòu)建吡唑并吡啶骨架

2 構(gòu)建含有三個(gè)氮原子的五元并六元氮雜環(huán)骨架

ZHANG等[10]報(bào)道了2-氨基-N’-苯基苯甲酰肼和2-溴-3-苯基丙烯醛參與的兩組分雙環(huán)化反應(yīng)。該合成路徑通過(guò)環(huán)化、芳構(gòu)化、Michael加成、消除等反應(yīng)歷程,合成了二苯基取代的苯并嘧啶酮并吡唑(圖7)。

圖7 構(gòu)建吡唑并嘧啶酮骨架

MANDADAPU等[11]報(bào)道了碘化亞銅催化下構(gòu)建苯并三唑骨架的分子間雙環(huán)化反應(yīng)。該合成方法的原料為疊氮和聯(lián)芳炔,溫度為90 ℃,溶液為乙腈,反應(yīng)2～4天,合成了芳基取代的萘并三唑衍生物(圖8)。

圖8 構(gòu)建苯并三唑骨架

3 構(gòu)建含有四個(gè)氮原子的五元并六元氮雜環(huán)骨架

CAI等[12]研究了兩組分構(gòu)建三唑并吡啶骨架的雙環(huán)化反應(yīng)。該反應(yīng)的原料為鄰取代的芳胺炔和疊氮,溶劑為DMSO,在碘化亞銅和碳酸鉀作用下,合成了三環(huán)稠合的三唑并喹啉衍生物(圖9)。

JIA等[13]團(tuán)隊(duì)報(bào)道了在二甲基亞砜中構(gòu)建三唑并嘧啶骨架的分子間反應(yīng)。該合成路徑的催化劑為碘化亞銅,通過(guò)[3 + 2]環(huán)加成、SNAr、環(huán)化等過(guò)程,三組分反應(yīng)合成了苯基取代的三唑并喹唑啉(圖10)。

圖10 構(gòu)建三唑并嘧啶骨架

4 結(jié)論

本文敘述了銅催化下雙環(huán)化反應(yīng)在構(gòu)建五元并六元氮雜環(huán)骨架中的應(yīng)用,通過(guò)[4+1]反應(yīng)、Michael加成、SNAr等反應(yīng)歷程,構(gòu)建了吡咯并喹啉、吡唑并嘧啶酮、三唑并嘧啶等氮雜環(huán)骨架,既豐富了五元并六元氮雜環(huán)化合物,也補(bǔ)充了銅催化的雙環(huán)化反應(yīng)。