碘催化下一種高效和高選擇性的通過三組分反應(yīng)合成3-芳基苯并喹啉

1、碘催化下一種高效和高選擇性的通過三組分反應(yīng)合成碘催化下一種高效和高選擇性的通過三組分反應(yīng)合成3芳基苯并喹啉衍生物的方法基苯并喹啉衍生物的方法摘要：主要研究了一種中性的，高效的，高選擇性的方法，通過芳香醛，萘2胺和酮或者β酮酯三組分反應(yīng)并用碘做為催化劑合成苯并喹啉衍生物，應(yīng)該注意的是當(dāng)使用酮或者β酮酯與帶有兩個(gè)α氫原子物質(zhì)在不同的環(huán)境下作為反應(yīng)物反應(yīng)時(shí)卻只得到一種產(chǎn)物，具有很高的選擇性關(guān)鍵詞：苯并喹啉，碘，酮，β酮酯，合成多組分反應(yīng)，常常

2、是三個(gè)或者更多的反應(yīng)物一次加入到一個(gè)反應(yīng)瓶?jī)?nèi)，產(chǎn)生復(fù)雜的有機(jī)物，這種反應(yīng)在上個(gè)世紀(jì)很受科研人員青睞，他們認(rèn)為在節(jié)約反應(yīng)步驟上是一種新型的綠色化學(xué)，由于傳統(tǒng)的多步合成產(chǎn)生很多污染物，主要是在每步反應(yīng)之后由于繁瑣的分離步驟常常需要一些貴重的、有毒有害的溶劑。因此，多步反應(yīng)為快速構(gòu)建復(fù)雜的有機(jī)分子并且不需要中間的分離純化步驟提供一個(gè)簡(jiǎn)便的方法，這種方法產(chǎn)生最少的污染物，節(jié)省勞動(dòng)，時(shí)間和費(fèi)用。他們?yōu)橐黄亢铣刹煌膹?fù)雜的化合物以及小的類藥物的雜環(huán)

3、化合物提供了強(qiáng)有力的工具。苯環(huán)取代的喹啉以及衍生物在很多化、生物、藥物領(lǐng)域是一種非常重要的物質(zhì)，其中的一些物質(zhì)具有抗菌性，UTG，抑制性、抗微生物、抗瘧疾性、刺激性能、抗精神病活性和拮抗物活性等展示了良好的活性。由于苯并喹啉及它的衍生物的重要性，Kozlov及其他的團(tuán)隊(duì)研究了幾種合成苯并喹啉的方法，然而，其中報(bào)道的一些方法存在一些缺點(diǎn)，例如：苛刻的反應(yīng)條件，產(chǎn)率低，反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)以及繁瑣的產(chǎn)物分離步驟。再者，Kozlov等人報(bào)道的Schi

4、ff堿和酮類的有機(jī)反應(yīng)中，酮幾乎局限于丙酮或者乙酰酮。因此，研究有效的、中性的，尤其是在合成具有生物活性的3芳香基喹啉衍生物的高選擇性上越來越吸引研究者。Wang等人最近報(bào)道了Schiff堿在碘的催化下能跟脂肪醛反應(yīng)，得到3芳基2取代的喹啉，證明了碘是有效的反應(yīng)催化劑。然而，并沒有探索酮在這種碘的催化下的反應(yīng)，尤其是在為了研究酮和a氫原子在不同的環(huán)境下的選擇性方面沒有進(jìn)行嘗試。與我們前面研究的多組分反應(yīng)相聯(lián)系，這里所報(bào)道的程序成功的實(shí)現(xiàn)

5、了芳香醛，萘2胺和酮或者β酮酯在碘化下的三組分反應(yīng)，而省去了中間的分離純化步驟，并且得到高產(chǎn)率的苯并喹啉。尤其重要的是當(dāng)選用酮或β酮酯與α氫原子作為不同環(huán)境下的反應(yīng)初始物卻僅僅分離出了單一的3芳基1取代的高選擇性的苯并喹啉產(chǎn)物。4氟苯甲醛（1a），萘2胺（2）和2戊酮在四氫呋喃中，并且在摩爾分?jǐn)?shù)為5%的碘下回流，選擇性的得到相關(guān)的3（4氟苯基）1（正丙基）苯并喹啉圖2歸納在表2中的結(jié)果表明反應(yīng)過程苯甲醛的取代基可以是吸電子基團(tuán)也可以使給

6、電子基團(tuán)。總之，這個(gè)反應(yīng)可以在中性的回流條件下有效的進(jìn)行，得到對(duì)應(yīng)的苯并喹啉（表2122）。然而，當(dāng)使用脂肪醛時(shí)我們并沒有得到期待的產(chǎn)物，我們也測(cè)試了空間位阻較大的3甲基2丁酮，4、4二甲基2戊酮，3、3二甲基2丁酮和苯乙酮，如果用3甲基2丁酮代替2戊酮或者2己酮我們得到了相應(yīng)的產(chǎn)物，但是產(chǎn)率卻很低（表223和24）或許由于空間位阻效應(yīng)3甲基2丁酮在碘的存在下不易轉(zhuǎn)變成烯醇的形式。在我們后續(xù)的測(cè)試中，我們用4、4二甲基2戊酮或者3、3二

7、甲基2丁酮作為反應(yīng)物也沒有得到相對(duì)應(yīng)的苯并喹啉，令我們高興的是，丙酮不存在α亞甲基部分，卻成功的得到了滿意的產(chǎn)率（表225和26），為了展示這個(gè)反應(yīng)的大體的范圍，我們也用取代的苯胺（例如對(duì)甲苯胺）代替萘2胺進(jìn)行反應(yīng)，然而，我們并沒有得到所期待的苯并喹啉衍生物，可能是因?yàn)閷?duì)甲苯胺的活性比萘2胺低，所有的產(chǎn)物都用核磁共振氫譜（1HNMR），紅外以及元素分析進(jìn)行表征，產(chǎn)物4c進(jìn)一步用X射線衍射進(jìn)行表征，晶體結(jié)構(gòu)見圖1圖14c的TEP圖解根據(jù)文

8、獻(xiàn)，碘在催化這個(gè)反應(yīng)中是一個(gè)中線的路易斯酸，提出的機(jī)理見圖3，在碘存在下酮與烯醇形式的Ⅰ或者Ⅰ’達(dá)到平衡，然而烯醇Ⅰ會(huì)立即與碘活化的Schiff堿形成中間體Ⅱ，然后分子內(nèi)的Friedel–Crafts環(huán)化得到Ⅲ，隨后Ⅲ脫水形成二氫喹啉Ⅳ，Ⅳ進(jìn)一步在空氣中氧化得到芳香的苯并喹啉4。Wang等人用氫譜證明：脂肪醛在碘的存在下可以轉(zhuǎn)變成烯醇，因此，我們選擇β酮酯（因?yàn)槠漭^高的烯醇結(jié)構(gòu)）作為反應(yīng)物，為了得到相應(yīng)3芳基1甲基苯并喹啉2羰基，我們?cè)?/p>