6-(α-氰基亚胺)基菲啶类化合物及其合成方法技术

本发明专利技术涉及一种α‑氰基亚胺取代的菲啶类化合物，该化合物的结构式为：

6-(alpha-cyanoimide) pyridine derivatives and their synthesis methods

The present invention relates to a phenanthridine compound substituted by alpha cyanoimide. The structure formula of the compound is as follows:

【技术实现步骤摘要】
6-(α-氰基亚胺)基菲啶类化合物及其合成方法
本专利技术涉及一种6-(α-氰基亚胺)基菲啶类化合物及其合成方法。
技术介绍
菲啶类化合物是一类非常有价值的有机化合物，广泛存在于天然产物中。因其具有较好的生物活性及光电活性而被广泛应用于药物化学及有机功能材料领域中。例如，Shamma等人从多种植物中提取到了近百种含菲啶骨架的天然产物(见参考文献：Shamma,M.etal,J.Nat.Prod.1984,47,1)。Bastida等人从阿斯图里亚斯水仙中提取到了含有菲啶骨架的化合物Trisphaeridin(见参考文献：Bastida,J.etal,PlantaMed.1997,63,583)。Chai等人合成了多种白屈菜红碱的类似物并测试了其对Bcl-XL和Bak肽的抑制活性，结果表明有三种新化合物均显示出更高的抑制活性(见参考文献：Chai,C.L.L.etal,J.Med.Chem.2008,51,6699)。LaVoie等人合成了一系列具有抗肿瘤活性的菲啶类化合物并对其细胞毒性进行了一系列的研究(见参考文献：LaVoie,E.J.etal,Bioorg.Med.Chem.2005,13,6782)。Turro等人合成了一种含有菲啶骨架的新型荧光探针并研究了其在细胞成像领域的应用(见参考文献：Turro,N.J.etal,J.Am.Chem.Soc.2008,130,7182)。Lakowicz等人合成了一种含有菲啶骨架的聚合物，该聚合物可以显著提高其在440nm波长处的等离子体吸收率(见参考文献：Lakowicz,J.R.J.Phys.Chem.B2005,109,8701)。综上所述，菲啶类化合物是及其重要的化合物，近一百年来，科学家们对菲啶类化合物的合成进行了很多的研究。文献中报道过的合成菲啶类化合物的方法主要有以下几种：(一)Pictet等人以2-苯基苯胺类化合物为原料在氯化锌参与下与芳基甲酸反应，得到了一系列的6-芳基菲啶类化合物(见参考文献：Pictetetal,Chem.Ber.1896,29,1191)。(二)Gilman等人直接以菲啶为底物，以苯基锂为芳基化试剂，实现了菲啶的直接芳基化。但该方法的官能团兼容性较差(见参考文献：Nelson.etal,J.Am.Chem.Soc.1948,70,3316)。(三)Nanni等人以联苯基异腈为原料，在自由基反应条件下发生了自由基串联环化反应，构建了6-取代的菲啶类化合物(见参考文献：Nanni,D.etal,Terahedron1995,51,9045)。该方法经Chatani等人的系统研究后，成为高效构建6-取代的菲啶类化合物的一种重要方法(见参考文献：Chatani,N.etal,Angew.Chem.Int.Ed.2012,51,11363)。(四)李斌等人报道了从三取代亚胺类化合物出发，在醋酸钯的催化下，以碳酸铯为碱，经碳-氢键活化反应构建了6-芳基菲啶类化合物(见参考文献：Li,B.etal,J.Org.Chem.2011,76,9507)。(五)刘绪宗等人利用联苯基重氮盐与氰基化合物的反应，在无金属催化的条件下，构建了6-取代菲啶类化合物。该方法中，氰基化合物作为溶剂参与了反应，因此在有机合成应用中受到很大限制(见参考文献：Liu,S.etal,J.Org.Chem.2015,80,5329)。(六)郭丽娜等人报道了联苯基乙烯基叠氮类化合物在以曙红Y作为光敏剂的条件下，可与N-酰氧基邻苯二甲酰亚胺产生的自由基发生串联环化反应，构建了6-取代菲啶类化合物(见参考文献：Guo,L.etal,J.Org.Chem.2018,83,1598)。目前菲啶类化合物的合成方法主要有以上几种，但是上述方法可以合成的化合物类型仍较为有限，对于一些带有特殊取代基的化合物仍需发展新的合成方法。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种6-(α-氰基亚胺)基菲啶类化合物。本专利技术的目的之二在于提供该化合物的合成方法。为达到上述目的，本专利技术方法采用的反应机理为：其中：R1为氢，甲基，溴，苯基或(三甲基硅基)乙炔基；R2为氢，甲基；R3为氢，甲基，氟，氯。根据上述反应机理，本专利技术采用了如下的技术方案：一种6-(α-氰基亚胺)基菲啶类化合物，其特征在于该化合物的结构式为：其中：R1为氢、甲基、溴、苯基或(三甲基硅基)乙炔基；R2为氢或甲基；R3为氢、甲基、氟或氯。一种制备所述的5,6-二氢菲啶的方法，其特征在于该方法具有如下步骤：在惰性气氛下，将邻溴苯胺、苯硼酸、碳酸钾、双三苯基膦二氯化钯按1.0:1.2:4.0:0.05的摩尔比加入到水和N,N-二甲基甲酰胺以体积比1.0:4.0混合的溶剂中，于80℃搅拌反应至反应原料消失。反应结束后，冷至室温，用硅藻土过滤反应液，并用乙酸乙酯洗涤滤饼。滤液依次用水和饱和氯化钠溶液洗涤，并用硫酸钠干燥。减压除去溶剂后得粗产物；该粗产物经分离提纯得到2-苯基苯胺，其具有如下结构：其中：R1为氢、甲基或溴；R2为氢或甲基；R3为氢、甲基、氟或氯。向吡啶中加入上述2-苯基苯胺与对甲苯磺酰氯(摩尔比为1.0:1.2)，60℃反应12小时。减压除去吡啶，用二氯甲烷溶解残余物，并依次用浓度为2.0mol/L的盐酸溶液、饱和碳酸钠溶液、饱和氯化钠溶液洗涤有机相，用硫酸钠干燥。减压除去溶剂，得到N-对甲苯磺酰基-2-苯基苯胺,其具有如下结构：其中：R1为氢、甲基或溴；R2为氢或甲基；R3为氢、甲基、氟或氯。将上述N-对甲苯磺酰基-2-苯基苯胺加入到硫酸:乙酸以体积比1.0:(4.0～10.0)混合的溶剂中，室温反应12小时。加入水淬灭，过滤并收集残余物。该残余物经分离提纯即得到所述5,6-二氢菲啶。一种制备所述的苯基或(三甲基硅基)乙炔基取代5,6-二氢菲啶的方法，其特征在于该方法具有如下步骤：在惰性气氛下，将N-对甲苯磺酰基-8-溴-5,6-二氢菲啶(其结构式为:)、苯硼酸，碳酸钾、双三苯基膦二氯化钯按1.0:1.2:4.0:0.05的摩尔比加入到水和N,N-二甲基甲酰胺以体积比1.0:4.0混合的溶剂中，于80℃搅拌反应至反应原料消失。反应结束后，冷至室温，用硅藻土过滤反应液，并用二氯甲烷洗涤滤饼。滤液依次用水和饱和氯化钠溶液洗涤，并用硫酸钠干燥。减压除去溶剂后得粗产物；该粗产物经分离提纯得到所述的苯基取代的5,6-二氢菲啶，其结构式为或者在惰性气氛下，N-对甲苯磺酰基-8-溴-5,6-二氢菲啶(其结构式为:)、醋酸钯、碘化亚铜、三甲基硅基乙炔按1.0:0.05:0.05:3.0的摩尔比加入到三乙胺中，90℃反应至原料消失；反应结束后，冷至室温，除去溶剂后得粗产物；该粗产物经分离提纯，即得到所述的(三甲基硅基)乙炔基取代的5,6-二氢菲啶，其结构式为本专利技术方法原料简单易得，并采用叔丁基异腈作为反应的氰基源，在三氟甲磺酸银的催化下展现出较高的反应活性；反应过程中操作简单，条件温和，环境友好，产率一般到中等。氰基亚胺这一特殊官能团可通过一系列化学方法，转化为酰胺(见参考文献：Zhu,J.P.etal,Chem.Eur.J.2012,18,14812)，杂环化合物(见参考文献：Zhao,Y.L.etal,Org.Biomol.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种6‑(α‑氰基亚胺)基菲啶类化合物，其特征在于该化合物的结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种6-(α-氰基亚胺)基菲啶类化合物，其特征在于该化合物的结构式为：其中：R1为氢、甲基、溴、苯基或(三甲基硅基)乙炔基；R2为氢或甲基；R3为氢、甲基、氟或氯。2.一种权利要求1所述的6-(α-氰基亚胺)基菲啶类化合物的制备方法，其特征在于该方法具有如下步骤：在惰性气氛下，将5,6-二氢菲啶、叔丁基异腈、三氟甲磺酸银、二氯二氰基苯醌(DDQ)按1.0:(4.0～5.0):(0.1～0.2):(3.0～4.0)的摩尔比加入到氯代苯溶剂中，回流搅拌反应至反应原料消失；反应结束后，冷至室温，除去溶剂后得粗产物；该粗产物经分离提纯，即得到取代的6-(α-氰基亚胺)基菲啶类化合物；所述的5,6-二氢菲啶的结构式为：其中：R1为氢、甲基、溴、苯基或(三甲基硅基)乙炔基；R2为氢或甲基；R3为氢、甲基、氟或氯。3.一种权利要求2所述的5,6-二氢菲啶的方法，其特征在于该方法具有如下步骤：在惰性气氛下，将邻溴苯胺、苯硼酸、碳酸钾、双三苯基膦二氯化钯按1.0:1.2:4.0:0.05的摩尔比加入到水和N,N-二甲基甲酰胺以体积比1.0:4.0混合的溶剂中，于80℃搅拌反应至反应原料消失。反应结束后，冷至室温，用硅藻土过滤反应液，并用乙酸乙酯洗涤滤饼。滤液依次用水和饱和氯化钠溶液洗涤，并用硫酸钠干燥。减压除去溶剂后得粗产物；该粗产物经分离提纯得到2-苯基苯胺，其具有如下结构：其中：R1为氢、甲基或溴；R2为氢或甲基；R3为氢、甲基、氟或氯。4.一种权利要求2所述的5,6-二氢菲啶的方法，其特征在于：向吡啶中加入上述2-苯基苯胺与对甲苯磺酰氯(摩尔比为1.0:1....

【专利技术属性】
技术研发人员：许斌，李浩，叶容瑄，刘秉新，谭启涛，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海,31