DDQ介导的卟啉meso位碳氧和碳碳偶联的卟啉衍生物的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种DDQ介导的卟啉meso位碳氧和碳碳偶联的卟啉衍生物的制备方法，所述卟啉是5，15位二芳基取代的金属配位卟啉。本发明专利技术所述的制备方法，不需要官能团的介导，也不需要使用昂贵的过渡金属催化，具有效率高、选择性好、反应条件温和、环境友好等优点。本发明专利技术所述卟啉类衍生物通过DDQ催化氧化的过程，成功避免了自身偶联以及亲核试剂与氧化剂之间的偶联反应，并通过向卟啉类化合物中引入极性氧原子，使得其共轭体系进一步增大，水溶性增强，为新的光敏剂开发奠定了坚实的基础。

DDQ mediated synthesis of porphyrin meso-c-o-c coupling porphyrin derivatives

【技术实现步骤摘要】
DDQ介导的卟啉meso位碳氧和碳碳偶联的卟啉衍生物的制备方法
本专利技术属于有机化学领域，特别涉及一种DDQ介导的卟啉meso位碳氧和碳碳偶联的卟啉衍生物的制备方法。
技术介绍
卟啉类化合物作为光动力治疗的光敏剂，在临床上被用于治疗乳腺癌、眼癌、结直肠癌，脑和颈部肿瘤等癌症。同时卟啉类化合物由于其独特的光物理学和光化学性质，在仿生化学、太阳能利用、特种材料、声动力学治疗等方面也发挥着越来越重要的作用。尽管卟啉衍生物的应用价值越来越广，但是由于其结构较复杂、合成较困难等特点，卟啉类化合物衍生方式有限，卟啉的结构和功能拓展受到了一定的局限。氧化交叉偶联反应被认为是构建碳碳和碳杂键的最有效的方式之一，也是目前常用于合成天然化合物和药物的方法。现阶段大部分实现化学和区域选择性碳碳和碳杂键的方式主要有两种，一种是催化底物形成自由基之后发生自由基偶联，另一种是过渡金属配合物催化下的金属转移反应。因此，发展一种效率高，选择性好，反应条件温和的氧化策略是现代有机合成的有效手段。Garg课题组报道了苯酚衍生物之间通过金属镍催化的Suzuki-Miyaura交叉偶联反应形成碳碳键；通过金属铁催化的Kumada交叉偶联反应形成碳氮键等等。可见，目前大部分的交叉偶联反应是通过金属催化实现。2019年，Chao-JunLi课题组在JACS上报道了一篇通过光能够高效实现苯酚衍生物和不同底物之间形成碳碳，碳氧，碳氮键的文章。但是他使用的是有官能团介导的苯酚底物。由此可见，苯酚作为一种廉价易得的亲电子试剂而被广泛的应用于交叉偶联反应中。另一方面，文献报道的常用非金属氧化剂有DDQ、高价碘试剂、电催化等，这些非金属氧化方式都已经成功的应用到构建碳碳键的交叉偶联反应中。然而，对于苯酚和其他底物之间交叉偶联形成碳氧键的方法鲜有报道。在大部分的非金属氧化实例中，芳香类底物经常作为亲核试剂去进攻通过单电子转移过程形成的苯酚自由基。由于苯酚氧自由基较苯酚碳自由基更难稳定。因此，如何能够通过氧化交叉偶联反应实现化学选择性的构建碳氧键而非碳碳键一直是一个难题。卟啉衍生物作为一种具有较大平面结构的芳香亲核试剂而广泛存在于自然界中。而且，卟啉衍生物目前有着广阔的应用价值。比如说卟啉衍生物已经广泛的应用于光合成系统、传感器、非线性光学器件等领域。与此同时，meso位带有苯酚取代的卟啉衍生物Temoporfin被证明是一种具有较好的光动力学治疗效果的药物。基于卟啉的应用价值越来越广阔的前提下，卟啉衍生物的合成方法也不断发展着。包括单点法、[2+2]和[3+3]环加成方法等。然而，这些方法合成不同取代卟啉的收率都很低。近期有文献报道，5，15位二芳基取代的卟啉可以在金属钯的催化下通过溴化和官能团化两个步骤实现卟啉meso位碳氧的形成。在此基础上，我们希望能够发展一种不需要官能团介导的情况下，直接修饰5，15二芳基取代卟啉的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种DDQ介导的卟啉meso位碳氧和碳碳偶联的卟啉衍生物的制备方法，本专利技术所述的制备方法，不需要官能团的介导，也不需要使用昂贵的过渡金属催化，具有效率高、选择性好、反应条件温和、环境友好等优点。本专利技术所述卟啉类衍生物通过DDQ催化氧化的过程，成功避免了自身偶联及亲核试剂与氧化剂之间的偶联反应。并通过向卟啉类化合物中引入极性氧原子，使得其共轭体系进一步增大，水溶性增强，为新的光敏剂开发奠定了坚实的基础。本专利技术所述卟啉meso位衍生化产物通过DDQ氧化剂的氧化实现了卟啉meso位和酚类底物之间C-O键或C-C键的形成。在反应体系中，二氯甲烷或者二氯乙烷作为溶剂，以5，15位二芳基取代金属卟啉类化合物和酚类化合物为原料，在2，3-二氯-5，6-二氰基对苯醌(DDQ)催化下反应得到meso位形成C-C键或C-O键的产物，其制备方法，简单易行。本专利技术的技术方案是：meso-O取代卟啉衍生物的制备方法，有以下步骤：1)将0.05mmol卟啉类化合物1和0.25mmol苯酚类化合物2溶于50mL1，2-二氯乙烷中，90℃下加入50mol％Sc(OTf)3和0.1mmolDDQ，搅拌3小时，直至卟啉类原料反应完全；2)将反应体系旋干，去除溶剂，得粗品；柱层析分离纯化，得到卟啉10位，20位同时氧化产物4，其反应式为：所述卟啉类化合物1中的M为Zn，Cu，Ni金属中的任意一种；Ar为对位取代芳基中的任意一种；R1为C1-C6的烷基、氢、溴、甲氧基的任意一种。所述对位取代芳基为对甲基苯基，对正丁氧基苯基，对三氟甲基苯基中的任意一种。所述C1-C6的烷基为4-甲基，3，4-二甲基，4-叔丁基，3-叔丁基，3，5-二叔丁基，2，4-二甲基中的任意一种。所述甲氧基为4-甲氧基，2-甲氧基。meso-C取代卟啉衍生物的制备方法，有以下步骤：1)将0.05mmol卟啉类化合物1和0.15mmol苯酚类化合物2溶于50mL二氯甲烷中，室温下加入0.2mmolDDQ，搅拌过夜，直至卟啉类原料反应完全；2)将反应体系旋干，去除溶剂，得粗品；3)柱层析分离纯化，得到卟啉10位，20位同时氧化产物5，其反应式为：所述R1为2,6-二甲氧基、2-叔丁基中的任意一种。将反应物苯酚类化合物2替换为萘酚类化合物3时，其反应式为：其制备方法同meso-C取代卟啉衍生物的制备方法。所述R1为氢、溴、甲氧基中的任意一种。本专利技术通过DDQ介导的化学氧化能够直接实现卟啉meso位碳氧或碳碳交叉偶联反应。这种方法不需要官能团的介导，也不需要使用金属催化剂，就能够高效的获得卟啉meso位衍生化的产物，这也是目前第一个报道在非金属氧化条件下利用交叉偶联反应实现卟啉和苯酚衍生物之间的碳氧偶联。同时，本专利技术所述的卟啉meso位衍生化的方法有非常广的底物适用性，其化学选择性主要取决于底物类型的不同。碳碳交叉偶联反应主要适用于酚羟基周围位阻较大的苯酚衍生物，也适用于萘酚衍生物。碳氧交叉偶联反应不仅仅适用于各种苯酚衍生物，而且对于不同金属配位的卟啉底物同样适用。本专利技术所述方法在5，15位二芳基取代的金属卟啉底物跟苯酚类底物之间直接发生碳氧交叉偶联的反应，其反应温和，可以高效的在卟啉meso位直接形成碳氧键，同时通过在卟啉结构中引入氧原子而改善其水溶性，为卟啉结构的丰富和生物领域的应用提供动力。具体实施方式本专利技术所述试剂均采用市售的分析纯试剂。实施例1取100mL的圆底烧瓶，将称量好的5,15-二对甲基苯基锌卟啉(0.05mmol)、对甲基苯酚(0.25mmol)，三氟甲磺酸钪(50mol％)溶解在50mL1，2-二氯乙烷中，将反应体系的温度升至90℃，搅拌3小时直至卟啉原料消失。将反应体系旋干去除溶剂得粗品，柱层析分离纯化，得到产品4a，收率66％。1HNMR(600MHz,CDCl3):δ(ppm)9.35(m,4H)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种meso-O取代卟啉衍生物的制备方法，其特征在于，有以下步骤：/n1)将0.05mmol卟啉类化合物1和0.25mmol苯酚类化合物2溶于50mL1，2-二氯乙烷中，90℃下加入50mol％Sc(OTf)

【技术特征摘要】
1.一种meso-O取代卟啉衍生物的制备方法，其特征在于，有以下步骤：
1)将0.05mmol卟啉类化合物1和0.25mmol苯酚类化合物2溶于50mL1，2-二氯乙烷中，90℃下加入50mol％Sc(OTf)3和0.1mmolDDQ，搅拌3小时，直至卟啉类原料反应完全；
2)将反应体系旋干，去除溶剂，得粗品；
柱层析分离纯化，得到卟啉10位，20位同时氧化产物4，其反应式为：





2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述卟啉类化合物1中的M为Zn，Cu，Ni金属中的任意一种；Ar为对位取代芳基中的任意一种；R1为C1-C6的烷基、氢、溴、甲氧基的任意一种。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对位取代芳基为对甲基苯基，对正丁氧基苯基，对三氟甲基苯基中的任意一种。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述C1-C6的烷基为4-甲基，3，4-二甲基，4-叔丁基，3-叔丁基，3，5-...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳勤，程琦，单长宇，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军军医大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50