1,3-二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物及其中间体化合物、制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及1,3‑二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物及其中间体化合物、制备方法和应用，属于有机化学技术领域。本发明专利技术所述1,3‑二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物的结构通式如式(IV)所示，

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机化学
，具体涉及1,3-二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物及其中间体化合物、制备方法和应用。
技术介绍
化学合成丰富了人们物质世界的同时，不可避免地带来诸多问题，包括资源和能源的浪费、环境的污染。而如何应对化学合成带来的污染已成为现代化学工作者急需思考的问题。理想的化学合成应该是一个绿色环保和高效低碳的过程，美国环境保护组织(U.S.EPA)提出了“绿色化学”概念，认为在设计合成产物和路线时候，应该尽可能的消除或者减少有害物质的产生，遵循原子经济性和过程绿色性等原则。很多药物属于含氮杂环化合物，氮杂环在药物中扮演着十分重要的角色。氮杂环化合物具有丰富多样的生物活性，如抗癌，抗病毒，治疗心脑血管疾病，镇静安眠等等。咪唑并吡啶作为含氮杂环化合物家族中较为重要的一员，已经在很多临床药物中发挥着重要的作用，已经商品化的药物包括法倔唑(fadrozole)，唑吡旦(zolpidem)、莫沙帕明(mosapramine)、奥普力农(olprinone)、佐利咪啶(zolimidine)等。另外，自从吡虫啉(imidacloprid)在1980s年因其杀虫活性被报道以来，新烟碱型类似物因其良好的杀虫活性以及较低的哺乳动物毒性，迅速发展并成为继有机磷农药、氨基甲酸盐及除虫菊酯之后的第四代新型农药。其中N-苄基的硝基烯酮缩胺(NBNKAs)，作为新烟碱中的一类，可以用于具有潜在生物活性产物的合成。季铵盐类化合物由于其特殊的结构，使得溶解性与无机盐性质相似，自然界中存在的季铵盐，不少具有一定的生物活性，有些季铵盐可用作药物、农药以及化学反应中的相转移催化剂等。例如，矮壮素是一种植物生长调节剂，氯化苄基三乙基铵和硫酸氢四丁基铵都是优良的相转移催化剂。将本身就具有活性的色酮类化合物与N-苄基硝基烯酮缩胺进行拼合而合成季铵盐类化合物。可使产物获得更为丰富的性能。目前国内外均有吡啶类抗癌药物的文献及专利报道，如：CN201480033183.5(程炳善)公开了一种氨基吡啶衍生物或其药用可接受盐和包括相同活性成分的药物组合物。CN201410158407.7(郑辉)公开了一种糖基吡啶类化合物及其制备和应用。CN201510152615.0(江岳恒)公开了一种嘧啶或吡啶类化合物、其制备方法和医药用途。CN201410664267.0(兰清源)公开了一种咪唑并吡啶类化合物的用途。CN201280064532.0(李庚翊)公开了一种作为酪氨酸激酶抑制剂的新咪唑并吡啶衍生物。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术的不足，提供1,3-二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物及其中间体化合物、制备方法和应用，该类化合物及其中间体具有良好的抗肿瘤活性，极具应用前景。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：1,3-二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物，该化合物的结构如式(Ⅳ)所示：式(Ⅳ)中，R为卤素原子、氢原子、烷基、烷氧基、芳基、稠芳基、三氟甲基、硝基、氰基或胺基；Ar为苯基、吡啶基、噻唑基的多取代或单取代基团，取代基为卤素原子、氢原子、烷基、烷氧基、胺基、氰基、硝基、芳基或稠芳基；X-为氯离子、溴离子、碘离子、高氯酸根、硫酸根、苯甲酸根、枸橼酸根、乳酸根、苹果酸根、硝酸根、碳酸根、磷酸根、醋酸根、甲磺酸根、三氟甲磺酸根、对甲苯磺酸根、苯磺酸根。本专利技术还提供一种上述1,3-二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物的制备方法，包括如下步骤：在室温或加热条件下，在溶剂中，将如式(I)所示的色酮-3-甲醛类化合物与如式(II)所示的N-苄基硝基烯酮缩胺类化合物进行迈克尔(Michael)加成环化反应至沉淀的量不再增加，然后保持温度不变，加入酸进行开环反应，制得如式(Ⅳ)所示1,3-二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物；其中，式(I)中，R为卤素原子、氢原子、烷基、烷氧基、芳基、稠芳基、三氟甲基、硝基、氰基或胺基；式(II)中，Ar为苯基、吡啶基、噻唑基的多取代或单取代基团，取代基为卤素原子、氢原子、烷基、烷氧基、胺基、氰基、硝基、芳基或稠芳基；所述的溶剂为有机溶剂和/或无机溶剂；所述的酸为有机酸或无机酸。本专利技术另外提供一种上述1,3-二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物的制备方法，包括如下步骤：步骤(1)，用如式(I)所示的色酮-3-甲醛类化合物与式(II)结构的如式(II)所示的N-苄基硝基烯酮缩胺类化合物在溶剂中，室温或加热，在碱性催化剂或无催化剂条件下进行迈克尔(Michael)加成环化反应，得到如式(III)所示的色酮并吡啶类中间体化合物；步骤(2)，将步骤(1)得到的如式(III)所示的色酮并吡啶类中间体化合物与酸在溶剂中，在室温或加热条件下进行开环反应，制得如式(Ⅳ)所示1,3-二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物；其中，式(I)中，R为卤素原子、氢原子、烷基、烷氧基、芳基、稠芳基、三氟甲基、硝基、氰基或胺基；式(II)中，Ar为苯基、吡啶基、噻唑基的多取代或单取代基团，取代基为卤素原子、氢原子、烷基、烷氧基、胺基、氰基、硝基、芳基或稠芳基；式(III)中，R为卤素原子、氢原子、烷基、烷氧基、芳基、稠芳基、三氟甲基、硝基、氰基或胺基；Ar为苯基、吡啶基、噻唑基的多取代或单取代基团，取代基为卤素原子、氢原子、烷基、烷氧基、胺基、氰基、硝基、芳基或稠芳基；步骤(1)所述的溶剂为有机溶剂和/或无机溶剂；步骤(2)所述的溶剂为有机溶剂和/或无机溶剂；所述的酸为有机酸或无机酸。本专利技术还提供1,3-二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物的中间体化合物，该化合物的结构如式(Ⅲ)所示：式(Ⅲ)中，R为卤素原子、氢原子、烷基、烷氧基、芳基、稠芳基、三氟甲基、硝基、氰基或胺基；Ar为苯基、吡啶基、噻唑基的多取代或单取代基团，取代基为卤素原子、氢原子、烷基、烷氧基、胺基、氰基、硝基、芳基或稠芳基。本专利技术同时提供1,3-二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物的中间体化合物的制备方法，包括如下步骤：用如式(I)所示的色酮-3-甲醛类化合物与式(II)结构的如式(II)所示的N-苄基硝基烯酮缩胺类化合物在溶剂中，室温或加热，在碱性催化剂或无催化剂条件下进行迈克尔(Michael)加成环化反应，得到如式(III)所示的色酮并吡啶类中间体化合物，即1,3-二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物的中间体化合物；其中，式(I)中，R为卤素原子、氢原子、烷基、烷氧基、芳基、稠芳基、三氟甲基、硝基、氰基或胺基；式(II)中，Ar为苯基、吡啶基、噻唑基的多取代或单取代基团，取代基为卤素原子、氢原子、烷基、烷氧基、胺基、氰基、硝基、芳基或稠芳基；步骤(1)所述的溶剂为有机溶剂和/或无机溶剂。本专利技术还提供上述1,3-二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物作为制备抗肿瘤药物的应用。本专利技术还同时提供上述1,3-二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物的中间体化合物作为制备抗肿瘤药物的应用。本专利技术中室温为20-25℃。本专利技术中的有机溶剂可以为单一的有机溶剂，也可以为混合的有机溶剂。本明与现有技术相比，其有益效果为：本专利技术利用简单易得的原料(I)与(II)出发，通过一步或分步反应得到一系列结构新颖的1,3-二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物(IV)以及色酮并吡啶类中间体化合物(III)。本专利技术的合成工艺简单绿色环保、高效，条件温和，产率高，且满足原子经济原则本文档来自技高网...

【技术保护点】
1,3‑二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物，其特征在于，该化合物的结构如式(Ⅳ)所示：式(Ⅳ)中，R为卤素原子、氢原子、烷基、烷氧基、芳基、稠芳基、三氟甲基、硝基、氰基或胺基；Ar为苯基、吡啶基、噻唑基的多取代或单取代基团，取代基为卤素原子、氢原子、烷基、烷氧基、胺基、氰基、硝基、芳基或稠芳基；X‑为氯离子、溴离子、碘离子、高氯酸根、硫酸根、苯甲酸根、枸橼酸根、乳酸根、苹果酸根、硝酸根、碳酸根、磷酸根、醋酸根、甲磺酸根、三氟甲磺酸根、对甲苯磺酸根、苯磺酸根。

【技术特征摘要】
1.1,3-二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物，其特征在于，该化合物的结构如式(Ⅳ)所示：式(Ⅳ)中，R为卤素原子、氢原子、烷基、烷氧基、芳基、稠芳基、三氟甲基、硝基、氰基或胺基；Ar为苯基、吡啶基、噻唑基的多取代或单取代基团，取代基为卤素原子、氢原子、烷基、烷氧基、胺基、氰基、硝基、芳基或稠芳基；X-为氯离子、溴离子、碘离子、高氯酸根、硫酸根、苯甲酸根、枸橼酸根、乳酸根、苹果酸根、硝酸根、碳酸根、磷酸根、醋酸根、甲磺酸根、三氟甲磺酸根、对甲苯磺酸根、苯磺酸根。2.权利要求1所述的1,3-二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：在室温或加热条件下，在溶剂中，将如式(I)所示的色酮-3-甲醛类化合物与如式(II)所示的N-苄基硝基烯酮缩胺类化合物进行迈克尔加成环化反应至沉淀的量不再增加，然后保持温度不变，加入酸进行开环反应，制得如式(Ⅳ)所示1,3-二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物；其中，式(I)中，R为卤素原子、氢原子、烷基、烷氧基、芳基、稠芳基、三氟甲基、硝基、氰基或胺基；式(II)中，Ar为苯基、吡啶基、噻唑基的多取代或单取代基团，取代基为卤素原子、氢原子、烷基、烷氧基、胺基、氰基、硝基、芳基或稠芳基；所述的溶剂为有机溶剂和/或无机溶剂；所述的酸为有机酸或无机酸。3.权利要求1所述的1,3-二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将如式(III)所示的色酮并吡啶类中间体化合物与酸在溶剂中，在室温或加热条件下进行开环反应，制得如式(Ⅳ)所示1,3-二氮杂环并吡啶季铵盐类化合物；其中，式(III)中，R为卤素原子、氢原子、烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：严胜骄，陈亮，林军，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：云南;53