基于雙環(huán)化反應(yīng)構(gòu)建三環(huán)稠合氮雜環(huán)的研究

范 威

(滁州城市職業(yè)學(xué)院 科研處，安徽 滁州 239000)

雜環(huán)化合物是指含有至少1個(gè)雜原子的有機(jī)化合物.按照成環(huán)的個(gè)數(shù)，可將雜環(huán)化合物分為單雜環(huán)[1]和稠合雜環(huán)[2]兩種.稠合雜環(huán)又可分為雙環(huán)稠合[3]、三環(huán)稠合[4]、四環(huán)稠合[5]等.吖啶[6]、吡咯并喹啉[7]、吡啶并吲哚[8]等均為三環(huán)稠合氮雜環(huán).如圖1所示，Oxcarbazepine[9],Flumazenil[10],Anthramycin[11]等活性分子是三環(huán)稠合的氮雜環(huán)衍生物，具有獨(dú)特的藥理活性.雙環(huán)化反應(yīng)常被用來合成多種稠合氮雜環(huán).本文報(bào)道了通過雙環(huán)化反應(yīng)構(gòu)建五元并五元和五元并六元氮雜環(huán)骨架來合成三環(huán)稠合氮雜環(huán)衍生物的方法，探討了反應(yīng)的機(jī)理，為找尋新的三環(huán)稠合骨架構(gòu)建方法奠定了基礎(chǔ).

圖1 含有三環(huán)稠合氮雜環(huán)骨架的活性分子

1 構(gòu)建五元并五元氮雜環(huán)骨架

Luo Y等[12]報(bào)道了二(氰基苯)二氯化鈀催化下構(gòu)建環(huán)戊烯并吡咯骨架的研究.該反應(yīng)的原料為鄰溴芳炔和炔胺，溶劑為甲苯，溫度為80 ℃，通過分子間雙環(huán)化反應(yīng)合成了一系列茚并吡咯衍生物(圖2).

圖2 構(gòu)建環(huán)戊烯并吡咯骨架

Li N等[13]報(bào)道了金催化下兩組分合成吡咯并吲哚酮衍生物的反應(yīng).該反應(yīng)的起始原料為芳炔疊氮和炔醇，溶劑為二氯乙烷，溫度為60 ℃，經(jīng)過Saucy-Marbet重排過程，構(gòu)建了吡呤酮骨架(圖3).

圖3 構(gòu)建吡呤酮骨架

He Y等[14]報(bào)道了在甲苯溶液中構(gòu)建吡咯酮并咪唑骨架的分子間雙環(huán)化反應(yīng).該反應(yīng)的原料為2-甲?；郊姿峒柞ズ鸵叶费苌?，經(jīng)過24 h的親核加成內(nèi)酰胺化反應(yīng)，在0 ℃條件下合成了咪唑并異吲哚酮衍生物(圖4).

圖4 構(gòu)建吡咯酮并咪唑骨架

Huehls C B等[15]報(bào)道了在甲苯中構(gòu)建吡咯酮并吡咯骨架的環(huán)化反應(yīng).該合成方案從N-芳基酮硝酮和炔酮衍生物出發(fā)，通過[5 + 2]反應(yīng)、水解、N-環(huán)化等過程，在60 ℃合成了吡咯酮并吲哚衍生物(圖5).

圖5 構(gòu)建吡咯酮并吡咯骨架

Yu L-Z等[16]研究了1,5-烯炔參與構(gòu)建吡咯并三唑骨架的多組分反應(yīng).該合成路徑涉及疊氮化、重氮化、分子內(nèi)點(diǎn)擊反應(yīng)等歷程，合成了三環(huán)稠合的三唑并異吲哚衍生物，補(bǔ)充了銅催化的雙環(huán)化反應(yīng)(圖6).

圖6 構(gòu)建吡咯并三唑骨架

2 構(gòu)建五元并六元氮雜環(huán)骨架

Akkachairin B等[17]報(bào)道了室溫下構(gòu)建環(huán)戊并吡啶骨架的無金屬催化反應(yīng).該合成路徑從二苯基炔酮和疊氮出發(fā)，經(jīng)過17 h的反應(yīng)，合成了三環(huán)稠合的環(huán)戊并喹啉衍生物，產(chǎn)率為58%(圖7).

圖7 構(gòu)建環(huán)戊并吡啶骨架

Liu C-G等[18]研究了碘催化下構(gòu)建吡咯并吡啶骨架的反應(yīng).該合成策略的原料為烯烴取代的芳胺和異腈，溫度為55 ℃，反應(yīng)12 h后合成了吡咯并喹啉衍生物.該合成策略涉及6π電環(huán)化、重排等過程(圖8).

圖8 構(gòu)建吡咯并吡啶骨架

Deng G-B等[19]報(bào)道了氬氣條件下構(gòu)建吡唑并吡啶骨架的[2+2+1]環(huán)加成反應(yīng).該合成路徑選用的溶劑為正丙基乙腈，溫度為50 ℃，用時(shí)24 h，合成了三芳基取代的吡唑并喹啉衍生物(圖9).

圖9 構(gòu)建吡唑并吡啶骨架

Tang H-T等[20]研究了室溫下構(gòu)建嘧啶并吡唑骨架的單組分雙環(huán)化反應(yīng).該反應(yīng)選用鄰氨基取代的芳炔腙為起始原料，金為催化劑，通過30 min的反應(yīng)合成了三環(huán)稠合的苯并嘧啶并吡唑衍生物(圖10).

圖10 構(gòu)建嘧啶并吡唑骨架

3 結(jié)論

本文論述了基于雙環(huán)化反應(yīng)合成三環(huán)稠合氮雜環(huán)衍生物的研究，構(gòu)建了環(huán)戊烯并吡咯、吡呤酮、吡咯酮并咪唑等五元并五元氮雜環(huán)骨架和環(huán)戊并吡啶、吡咯并吡啶、吡唑并吡啶等五元并六元氮雜環(huán)骨架.合成路線涉及Saucy-Marbet重排、重氮化、[2+2+1]環(huán)加成等反應(yīng)歷程，為探尋三環(huán)稠合氮雜環(huán)的合成新法做了很好的鋪墊.