一种具有抗菌活性的双螺靛红呋喃衍生物及其合成方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种具有抗菌活性的双螺靛红呋喃衍生物及其合成方法和应用，该化合物双螺靛红呋喃衍生物的结构式如式(I)所示，其中R1选自氢、苄基、C1～C4烷基、烯丙基；R2选自氢、甲基、氯；R3选自氢、苄基、C1～C4烷基、烯丙基；R4选自氢、甲基、氯。该双螺靛红呋喃衍生物具有较好的抗菌效果，可以作为一种潜在的抗菌剂使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及杂环化合物的合成领域，具体涉及一种双螺靛红呋喃衍生物及其合成方法和应用。
技术介绍
螺靛红杂环类化合物，特别是螺靛红呋喃在抑制肿瘤细胞生长、抗焦虑、消炎、镇痛及降压和杀虫等医药方面具有许多重要的生理活性。因此，合成和研究螺靛红呋喃衍生物具有一定的意义。螺呋喃靛红的结构如下式所示：目前主要报道了几种合成螺靛红呋喃衍生物的方法：(1)2015年，化学家RongZhou报道了以磷配体为催化剂，二氯甲烷为溶剂，通过靛红与不饱和酮发生串联反应，获得了螺靛红呋喃衍生物(Chem.Commun.,2015,51,14663-14666)。(2)2004年，化学家Jian-HuaXu则报道了取代的靛红在光照的条件下，与炔烃胺发生反应，获得了螺靛红呋喃衍生物(J.Org.Chem.2005,70,3850-3858)。(3)2013年，JianZhou报道了靛红衍生物-靛红不饱和醛与羰基化合物在奎宁衍生物为催化下下，发生串联反应，获得了双螺靛红呋喃衍生物(Angew.Chem.Int.Ed.2013,52,13735–13739)。此外，还有一些其他方法，如文献TetrahedronLetters53(2012)3268–3273也报道了螺靛红呋喃衍生物。这些方法合成了一系列螺靛红呋喃衍生物，而合成双螺靛红呋喃衍生物很少，并且没有研究该类化合物的抗菌性。因此，需要开发一种新的双螺靛红呋喃衍生物及其新的合成方法，并研究它们的抗真菌活性。本专利技术通过合成得到一种新的双螺靛红呋喃衍生物，并对其抗菌活性进行了初步的研究。
技术实现思路
本专利技术提供了一种抗菌良好的双螺靛红呋喃衍生物。本专利技术还提供了一种原料易得，同时操作简便和对环境友好的双螺靛红呋喃衍生物的合成方法。一种双螺靛红呋喃衍生物，结构如式(I)所示：式(I)中，R1选自氢、苄基、C1～C4烷基、烯丙基；R2选自氢、甲基、氯；R3选自氢、苄基、C1～C4烷基、烯丙基；R4选自氢、甲基、氯。本专利技术还提供了一种所述的双螺靛红呋喃衍生物的合成方法，包括步骤：在醚类溶剂的作用下，辛可宁催化下，将取代的3-羟基靛红与缺电子烯烃反应，经处理后得到双螺靛红呋喃衍生物。所述的取代的3-羟基靛红的结构如式(II)所示：所述的缺电子烯烃的结构如式(III)所示：所述的辛可宁的结构如式(IV)所示的结构式如下：该合成方法的作用机制如下：第一、3-羟基靛红的羟基与缺电子烯烃发生麦克加成，第二、麦克加成得到的中间体发生分子内关环和质子迁移得到目标产物。所述的醚类溶剂为四氢呋喃。所述的反应温度为-5～5℃，优选为0℃；反应时间为6～12小时，优选为12小时。所述的后处理可采用合成领域常用的后处理方法，如采用重结晶或柱层析进行提纯，后处理可包括：除去溶剂后用有机溶剂重结晶。所述的有机溶剂可选用乙酸乙酯、石油醚中的一种或者两种。或者，所述的后处理包括：减压除去溶剂，再经柱层析。所述的柱层析的淋洗液选用石油醚和乙酸乙酯的混合液。所述的双螺靛红呋喃衍生物可作为抗菌剂使用，初步对2种常见的菌株枯草芽孢杆菌(ATCC6633)，沙门氏菌(CMCC(B)50115)进行了测试，该类化合物具有一定的抗菌活性。以溶剂存在条件为例，本专利技术各种原料间的反应方程式如下：本专利技术中反应原料取代的3-羟基靛红与缺电子烯烃的用量并没有严格的限定，一般按照化学反应计量比进行反应，也可以是其中一种化合物过量进行反应。本专利技术中反应溶剂用量并没有严格的限定，可根据反应原料的用量调整：反应原料较多增加反应溶剂的用量，反应原料较少减少反应溶剂的用量。本专利技术具有如下优点：本专利技术双螺靛红呋喃衍生物的合成方法，其技术关键是取代的3-羟基靛红与缺电子烯烃为原料，在辛可宁催化下，以四氢呋喃为溶剂，一锅法直接合成双螺靛红呋喃衍生物；具有反应时间灵活，收率较高，操作简便，适用范围广等众多优点，适宜于工业化生产。本专利技术的最后一个目的在于提供双螺靛红呋喃衍生物作为抗菌剂的应用。经过大量的抑菌实验证明，本专利技术的双螺靛红呋喃衍生物可作为抗菌剂使用，尤其是对沙门氏菌、枯草芽孢杆菌等有一定的抑制作用。具体实施方式实施例1在5毫升反应试管中，加入四氢呋喃1毫升、取代的3-羟基靛红1a(36mg,0.15mmol，1.5eq)、缺电子烯烃2a(20mg,0.1mmol，1.0eq)及辛可宁(6mg，0.02mmol)在0℃下搅拌12h。随后减压除去溶剂，以石油醚和乙酸乙酯(石油醚与乙酸乙酯体积比为8:1)的混合液为淋洗液进行柱层析得到结构式如3aa的双螺靛红呋喃衍生物3aa(31mg,产率71％)。反应方程式如下：将上述得到的双螺靛红呋喃衍生物3aa的结构经过核磁共振及高分辨质谱进行鉴定，1HNMR(400MHz,DMSO)δ10.44(s,1H),7.99(s,2H),7.62(d,J＝7.6Hz,1H),7.38(d,J＝7.6Hz,1H),7.31–7.20(m,2H),7.17(dd,J＝10.8,7.2Hz,3H),7.05(s,1H),6.94(s,1H),6.80–6.70(m,3H),6.60(d,J＝7.9Hz,1H),4.95(d,J＝16.0Hz,1H),4.49(d,J＝16.1Hz,1H).13CNMR(101MHz,DMSO)δ177.5,171.7,171.0,143.8,143.5,135.3,132.2,130.4,129.0,127.7,127.5,127.3,127.1,127.0,126.8,123.9,123.4,122.7,121.7,118.1,110.3,88.8,63.2,53.5,43.1.IR(KBr)cm-13413,3325,3290,2196,1721,1567,1615,1468,754,695；ESI-HRMS:calcd.forC26H18N4O3+H435.1427,found435.1379.表明得到的双螺靛红呋喃衍生物具有结构式3aa所示的结构。实施例2在5毫升反应试管中，加入四氢呋喃1毫升、取代的3-羟基靛红1a(36mg,0.15mmol，1.5eq)、缺电子烯烃2b(25mg,0.1mmol，1.0eq)及辛可宁(6mg，0.02mmol)在0℃下搅拌12h。随后减压除去溶剂，以石油醚和乙酸乙酯(石油醚与乙酸乙酯体积比为8:1)的混合液为淋洗液进行柱层析得到结构式如3ab的双螺靛红呋喃衍生物3ab(25mg,产率51％)。反应方程式如下：将上述得到的双螺靛红呋喃衍生物3ab的结构经过核磁共振及高分辨质谱进行鉴定，1HNMR(600MHz,DMSO)δ7.98(s,2H),7.53(d,J＝7.6Hz,1H),7.39(d,J＝7.5Hz,1H),7.36–7.31(m,1H),7.24(td,J＝7.8,1.0Hz,1H),7.18(d,J＝7.2Hz,1H),7.15(t,J＝7.3Hz,2H),7.01(dt,J＝20.9,7.6Hz,2H),6.95(d,J＝7.9Hz,1H),6.73(d,J＝7.3Hz,2H),6.58(d,J＝7.9Hz,1H),4.88(d,J＝16.0Hz,1H),4.48(d,J＝16.1Hz,1H),3.60(dd,J＝13.8,7.4H本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双螺靛红呋喃衍生物，其特征在于，结构如式(I)所示：式(I)中，R1选自氢、苄基、C1～C4烷基、烯丙基；R2选自氢、甲基、氯；R3选自氢、苄基、C1～C4烷基、烯丙基；R4选自氢、甲基、氯。

【技术特征摘要】
1.一种双螺靛红呋喃衍生物，其特征在于，结构如式(I)所示：式(I)中，R1选自氢、苄基、C1～C4烷基、烯丙基；R2选自氢、甲基、氯；R3选自氢、苄基、C1～C4烷基、烯丙基；R4选自氢、甲基、氯。2.一种如权利要求1所述的双螺靛红呋喃衍生物的合成方法，其特征在于，包括步骤：在醚类溶剂中，辛可宁催化下，将取代的3-羟基靛红与缺电子烯烃反应，经后处理得到双螺靛红呋喃衍生物。所述的取代的3-羟基靛红的结构如式(II)所示：所述的缺电子烯烃的结构如式(III)所示：所述的辛可宁的结构如式(IV)所示：3.根据权利要求2所述的双螺靛红呋喃衍生物的合成方法，其特征在于，所述的醚类溶剂为四氢呋喃。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢建武，朱晓倩，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33