一种4-二茂铁基喹啉衍生物的绿色合成方法技术

本发明专利技术公开了一种绿色合成4‑二茂铁基喹啉衍生物的新方法。本发明专利技术的突出特色是在少量有机酸的催化下，二茂铁乙炔、芳香醛和芳香伯胺在水中发生三组分环化反应，一步高效合成了2‑二茂铁基喹啉衍生物。本发明专利技术与现有技术相比具有不使用重金属盐、不使用有毒溶剂甲苯、不需惰性气体保护、反应条件温和、产率高、成本低、绿色环保等优点。对丰富结构多样性的喹啉金属有机衍生物提供了新的有效途径，具有广阔的应用前景。

Green synthesis method of 4 two ferrocenyl quinoline derivatives

The present invention discloses a new method for the synthesis of 4 green two ferrocenyl quinoline derivatives. Highlight the characteristics of the present invention is in a small amount of organic acid under the catalysis of two ferrocene acetylene, aromatic aldehyde and aromatic amine three component cyclization reaction in water, a highly efficient synthesis of 2 two ferrocenyl quinoline derivatives. Compared with the prior art, the invention has the advantages of no heavy metal salt, no toxic solvents, toluene, no inert gas protection, mild reaction conditions, high yield, low cost, and environmental protection. It provides a new effective way to enrich the structure and diversity of quinoline organometallic derivatives, and has a broad application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种4-二茂铁基喹啉衍生物的绿色合成方法
本专利技术属于金属有机杂环化合物的合成领域，具体涉及一种4-二茂铁基喹啉衍生物的绿色合成方法。
技术介绍
喹啉是一种重要的含氮稠杂环有机化合物，其衍生物结构丰富多样，具有广泛的生物活性。在许多天然产物、医药、农药和染料等化学品分子中都有喹啉杂环骨架存在，特别是在新药开发领域，将喹啉环引入某些有机化合物的分子结构中，往往会呈现出诸如抗微生物、抗疟疾、抗艾滋病毒、抗结核病、抗肿瘤等生物活性((a)Heiniger,B.；Gakhar,G.；Prasain,K.；Hua,D.H.；Nguyen,T.A.AnticancerRes.2010,30,3927.(b)Teguh,S.C.；Klonis,N.；Duffy,S.；Lucantoni,L.；Avery,V.M.,Hutton,C.A.；Baell,J.B.；Tilley,L.J.Med.Chem.2013,56,6200.(c)Kouznetsov,V.V.；Gómez,C.M.M.；Derita,M.G.；Svetaz,L.；Olmo,E.；Zacchino,S.A.Bioorg.Med.Chem.2012,20,6506.(d)Puskullu,M.O.；Tekiner,B.；Suzen,S.Mini-Rev.Med.Chem.2013,13,365.)。此外，将喹琳环引入某些小分子药物结构中，可有效提升其生理活性，增强其药效(Biot,C.；Castro,W.；Botte,C.Y.；Navarro,M.DaltonTrans.2012,41,6335.)。因此，喹啉及其衍生物的设计合成方法学研究一直备受青睐。二茂铁是一种重要的金属有机化合物，具有独特的夹心结构，不仅性质稳定，而且毒性低，被广泛用于医学、生物、染料、电化学、液晶材料、感光材料等领域((a)Sen,R.；Saha,P.；Sarkar,A.；Ganguly,S.；Chatterjee,M.FreeRadicalRes.2010,44,1289.(b)Dive,D.；Biot,C.Chem.Med.Chem.2008,3,383.)。研究发现，在某些生物活性分子中引入二茂铁结构能显著提高其生物活性((a)Top,S.；Tang,J.；Vessières,A.；Carrez,D.；Provot,C.；Jaouen,G.Chem.Commun.1996,955.(b)Hillard,E.；Vessières,A.；Thouin,L.；Jaouen,G.；Amatore,C.Angew.Chem.Int.Ed.2006,45,285.(c)Hamels,D.；Dansette,P.M.；Hillard,E.A.；Top,S.；Vessieres,A.；Herson,P.；Jaouen,G.；Mansuy,D.Angew.Chem.Int.Ed.2009,48,9124.(d)Kilpin,K.J.；Dyson,P.J.Chem.Sci.2013,4,1410.)。因此，把二茂铁结构引入喹啉衍生物，不仅可以扩展其结构的多样性，而且有望获得生物活性更好的二茂铁-喹啉衍生物，具有重要的研究意义。鉴于二茂铁所具有的化学结构与反应特性，使二茂铁-喹啉衍生物的合成非常富有挑战性。近年来，随着过渡金属催化的喹啉衍生物合成方法学的发展，某些二茂铁-喹啉衍生物才得以成功合成。例如，通过芳香胺、芳香醛和二茂铁乙炔的三组分反应可以较好地实现4-二茂铁基喹啉衍生物的合成((a)Chen,S.；Li,L.；Zhao,H.；Li,B.Tetrahedron.2013,69,6223.(b)Xi,G.L.；Liu,Z.Q.Eur.J.Med.Chem.2014,86,759.)。然而，这些方法的合成效率较低，尤其是使用了金属催化剂，不仅成本高，而且容易造成重金属污染。此外，合成反应使用了甲苯溶剂，容易带来环境污染，不符合绿色合成的要求。因此，亟需发展一种绿色合成二茂铁-喹啉衍生物方法，高效合成结构多样的二茂铁-喹啉衍生物，对拓展其在各个领域中的应用具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术旨在针对上述技术分析中存在的问题，专利技术了一种绿色合成4-二茂铁基喹啉衍生物的新方法。本专利技术的突出特色是以二茂铁乙炔、芳香醛和芳香伯胺为原料，以有机酸为催化剂，在水或乙醇或甲醇中一步高效合成4-二茂铁基喹啉衍生物。本专利技术与现有技术相比具有不使用重金属盐、不使用有毒溶剂甲苯、不需惰性气体保护、反应条件温和、产率高、成本低、绿色环保等优点，具有广阔的应用前景。本专利技术采用以下技术方案：一种4-二茂铁基喹啉衍生物的绿色合成方法，该合成方法包括：以有机酸为催化剂，二茂铁乙炔、芳香醛和芳香伯胺在溶剂中进行三组分环化反应，一步生成4-二茂铁基喹啉衍生物；所述有机酸为对甲苯磺酸、三氟甲磺酸、三氟乙酸或乙酸，所述溶剂为水、乙醇或甲醇；其中，所述芳香醛的结构式如下所示：Ar-CHO所述芳香伯胺的结构式如下所示：所述4-二茂铁基喹啉衍生物的结构式如下所示：以上结构式中，R为H、CH3、CH3O、OH、NO2、Cl或Br，R可分别位于喹啉环的5、6、7或8位；Ar分别为邻、间、对位含有取代基的苯基或二茂铁基、4-吡啶基、α-呋喃基、α-噻吩基，其中取代基分别为H、CH3、CH3O、OH、NO2、Cl或Br。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有如下有益效果：与现有合成4-二茂铁基喹啉衍生物的方法相比，本专利技术摒弃了重金属盐催化剂和甲苯等的使用，选择对甲苯磺酸、三氟甲磺酸、三氟乙酸或乙酸为催化剂和水、乙醇或甲醇为反应溶剂，优选价格低廉的对甲苯磺酸为催化剂和水为反应溶剂，实现了4-二茂铁基喹啉衍生物的高效、绿色合成，对扩展此类化合物的多样性合成，发现具有潜在应用价值的二茂铁-喹啉衍生物具有重要意义。本专利技术技术不需要惰性气体保护，在水中一步高效合成4-二茂铁基喹啉衍生物，反应条件温和，产率高，成本低，为此类二茂铁-喹啉衍生物的开发利用提供了新的途径，对拓展其在药物化学、材料化学、电化学传感等领域的应用具有重要意义。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作和/或它们的组合。正如
技术介绍
所介绍的，尽管二茂铁-喹啉衍生物具有广阔的开发和应用前景，但其有效合成相对困难，因此，亟需开发高效的绿色合成技术。鉴于此，本专利技术提供一种4-二茂铁基喹啉衍生物的绿色合成方法，该合成方法包括：以有机酸为催化剂，二茂铁乙炔、芳香醛和芳香伯胺在溶剂中进行三组分环化反应，一步生成4-二茂铁基喹啉衍生物；所述有机酸为对甲苯磺酸、三氟甲磺酸、三氟乙酸或乙酸，所述溶剂为水、乙醇或甲醇；其中，所述芳香醛的结构式如下所示：Ar-CHO所述芳香伯胺的结构式如下所示：所述4-二茂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种4‑二茂铁基喹啉衍生物的绿色合成方法，其特征是，该合成方法包括：以有机酸为催化剂，二茂铁乙炔、芳香醛和芳香伯胺在溶剂中进行三组分环化反应，一步生成4‑二茂铁基喹啉衍生物；所述有机酸为对甲苯磺酸、三氟甲磺酸、三氟乙酸或乙酸，所述溶剂为水、乙醇或甲醇；其中，所述芳香醛的结构式如下所示：Ar‑CHO所述芳香伯胺的结构式如下所示：

【技术特征摘要】
1.一种4-二茂铁基喹啉衍生物的绿色合成方法，其特征是，该合成方法包括：以有机酸为催化剂，二茂铁乙炔、芳香醛和芳香伯胺在溶剂中进行三组分环化反应，一步生成4-二茂铁基喹啉衍生物；所述有机酸为对甲苯磺酸、三氟甲磺酸、三氟乙酸或乙酸，所述溶剂为水、乙醇或甲醇；其中，所述芳香醛的结构式如下所示：Ar-CHO所述芳香伯胺的结构式如下所示：所述4-二茂铁基喹啉衍生物的结构式如下所示：以上结构式中，R为H、CH3、CH3O、OH、NO2、Cl或Br，R位于喹啉环的5、6、7或8位；Ar为邻、间或对位含有取代基的苯基或二茂铁基、4-吡啶基、α-呋喃基、α-噻吩基，其中取代基为H、CH3、CH3O、OH、NO2、Cl或Br。2.如权利要求1所述的方法，其特征是：所述芳香醛为邻、间或对位含有不同取代基的苯甲醛，或二茂铁甲醛、4-吡啶甲醛、α-呋喃甲醛、α-噻吩甲醛，其中取代基为H、CH3、CH3O、OH、NO2、Cl或Br。3.如权利要求1所述的方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭佃顺，牟瑞琪，张圣燕，张霞，汪菊琴，
申请(专利权)人：山东师范大学，
类型：发明
国别省市：山东,37