吡咯并喹啉类化合物及其合成方法技术

本发明专利技术主要涉及一种吡咯并喹啉及其衍生物的合成方法。本发明专利技术在催化剂和碱的作用下，空气氛围中，实现3‑环己酮基吲哚类化合物、胺类化合物和醛类化合物一锅反应，经历吲哚C‑N键断裂及重组，高选择性得到一种吡咯并喹啉及其衍生物的技术方案。制得结构稳定，化学性质优良的产品及其附加产品，该方法中无需过渡金属催化,为吡咯并喹啉类化合物的合成提供了一条新的路径。具有反应体系简单、反应条件温和、反应设备较少、实验操作简便、用料来源广泛、底物适用性广、原子经济性好、产率优秀等特点。本发明专利技术的吡咯并喹啉衍生物及其合成方法，可用于医药、农药、有机功能材料等多个工业生产领域；特别适合一锅法高效选择性合成吡咯并喹啉类化合物的科学研究与开发利用。

【技术实现步骤摘要】
吡咯并喹啉类化合物及其合成方法
本专利技术涉及一种吡咯并喹啉类化合物及其合成方法，属于有机合成领域。
技术介绍
吡咯并喹啉类化合物是一类重要的含氮杂环化合物，广泛的存在于天然产物中，吡咯并喹啉类结构也广泛存在于药物分子中，因其具有重要的生物活性，被广泛的应用于医药等方面。如从海洋滑行细菌中分离得到的MarinoquinolinesA-F(MQA-F)被证明具有良好的乙酰胆碱酯酶抑制活性、抗菌、抗真菌、抗恶性疟原虫和抗克氏锥虫等活性。吡咯并喹啉类化合物的合成通常需要高度功能化的原料、过渡金属催化剂、多步反应以及苛刻的反应条件等。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种吡咯并喹啉及其衍生物。本专利技术的又一目的是提供一种吡咯并喹啉及其衍生物的合成方法，具有反应条件简单，操作方便、产率高的优点。从而，本专利技术的一种吡咯并喹啉及其衍生物，它的通式为式Ⅰ：其中：R1选自氢原子、烷基，卤素基；R2选自氢原子、芳基甲基、芳基乙基、杂环芳基甲基、烷基、环烷基、芳基、杂环芳基；具有羟基取代基、二甲氨基取代基、杂环取代基的烷基；R3选自氢原子、芳基、杂环芳基、烷基、环烷基。本专利技术还提供一种合成权利要求1所述的吡咯并喹啉及其衍生物的方法，将3-环己酮基吲哚类化合物、胺类化合物和醛类化合物三组分在催化剂、碱、有机溶剂的反应条件下经加热搅拌得到。优选的，本专利技术的方法，所述3-环己酮基吲哚类化合物的通式为式Ⅱ：其中：r>R1选自氢原子、烷基，卤素基。优选的，本专利技术的方法，所述3-环己酮基吲哚类化合物选自：4-氯-3-环己酮基吲哚、5-氯-3-环己酮基吲哚、5-甲基-3-环己酮基吲哚、6-氯-3-环己酮基吲哚、7-甲基-3-环己酮基吲哚。优选的，本专利技术的方法，所述胺类化合物的通式为Ⅲ：R2-NH2Ⅲ其中：R2选自氢原子、芳基甲基、芳基乙基、杂环芳基甲基、芳基、杂环芳基、烷基、环烷基；具有羟基取代基、二甲氨基取代基、杂环取代基的烷基。优选的，本专利技术的方法，所述胺类化合物选自：苄胺、4-甲基苄胺、4-氯苄胺、4-甲氧基苄胺、4-三氟甲氧基苄胺、3-甲基苄胺、3-氯苄胺、2-甲基苄胺、2-氯苄胺、2，6-二氯苄胺、苯乙胺、α-甲基苄胺、4-甲氨基吡啶、2-甲氨基吡啶、2-噻吩甲胺、苯胺、4-甲基苯胺、4-氯苯胺、2-萘胺、对苯二胺、1,5-萘二胺、3-氨基苄胺、8-氨基喹啉、甲胺盐酸盐、正己胺、仲丁胺、环己胺、乙醇胺、己醇胺、缬氨醇、3-二甲氨基-1-丙胺、N-(3-氨丙基)吗啉、N-氨基吗啉。优选的，本专利技术的方法，所述醛类化合物的通式为式Ⅳ：R3-CHOⅣ其中：R3选自氢原子、芳基、杂环芳基、烷基、环烷基。优选的，本专利技术的方法，所述醛类化合物选自：2-萘甲醛、2-噻吩甲醛、2-吡咯甲醛、3-吲哚甲醛、5-吲哚甲醛、正辛醛、环己醛、叔丁醛、2-苯基丙醛、水杨醛、香草醛、藜芦醛。优选的，本专利技术的方法，所述催化剂为：NH4I、单质碘、KI、NIS、IBr、I2O5、NaIO4中的一种。优选的，本专利技术的方法，所述碱为：NaHCO3、Na2CO3、Li2CO3、KHCO3、K2HPO4、醋酸钠、吡啶、吗啉、三乙胺中的一种。优选的，本专利技术的方法，所述有机溶剂选自氯苯、甲苯、三氟甲苯、对二甲苯、1,4-二氧六环、乙腈、环己烷、吡啶、乙基苯、苯甲醚中的一种，所述溶剂的用量为：0-1.0mL。优选的，本专利技术的方法，所述3-环己酮基吲哚类化合物、胺类化合物、醛类化合物、催化剂、碱的摩尔比为1.0：1.0-2.0:1.0-2.0:0.05-0.5:0-4.0；反应温度为130℃-160℃；反应容器的气氛为：空气或氧气氛围；反应时长为2h-16h。本专利技术技术方案，具有如下优点：(I)本专利技术在催化剂和碱的作用下，空气氛围中，实现3-环己酮基吲哚类化合物、胺类化合物和醛类化合物一锅反应，经历吲哚C-N键断裂及重组，高选择性得到一种吡咯并喹啉及其衍生物的技术方案，一步直接选择性的合成目标产物，克服了现有多步合成，需要用金属催化剂的方法带来的人、财、物的巨大浪费问题，节约了大量的研究时间与缩短生产周期；(II)3-环己酮基吲哚类化合物、胺类化合物和醛类化合物三组分在催化剂、碱、有机溶剂的反应条件下经加热搅拌选择性得到一种吡咯并喹啉及其衍生物的技术方案，它具有反应体系简单，反应条件温和，用料来源广泛，产品附加值增加显著且可利用性高，具备可预见的市场商业化前景；(III)3-环己酮基吲哚类化合物、胺类化合物和醛类化合物三组分转化为吡咯并喹啉及其衍生物的技术方案，它工艺科学、合理，基团定位和选择性好，用料来源广泛，原子经济性好，结构稳定，实验操作容易，反应步骤明显缩短，所需仪器设备少；(IV)本专利技术的吡咯并喹啉衍生物及其合成方法，可用于医药、农药、有机功能材料等多个工业生产领域；特别适合一锅法高效选择性合成吡咯并喹啉类化合物的科学研究与开发利用。具体实施方式现在结合下式对本专利技术作进一步详细的说明。这些均为简化的示意，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成：实施例1-19包括以下步骤：⑴在反应容器中加入3-环己酮基吲哚类化合物、胺类化合物、醛类化合物、催化剂、碱和有机溶剂；⑵将反应物充分混合后，进行加热；⑶反应后进行纯化得到产物。3-环己酮基吲哚类化合物、胺类化合物、醛类化合物、反应条件、反应产物及产率见表1所示：表1：实施例1-19中的反应物及反应条件部分实施例的产物的核磁数据为：实施例1产物的核磁数据如下：1HNMR(400MHz,CDCl3,ppm)δ8.41(d,J＝7.1Hz,1H),8.18(d,J＝9.4Hz,1H),7.63–7.52(m,2H),7.22(d,J＝8.5Hz,2H),7.11(d,J＝7.0Hz,3H),6.79(d,J＝8.5Hz,2H),6.38(d,J＝6.5Hz,2H),5.01(s,2H),3.83(s,3H),3.26(t,J＝5.9Hz,2H),2.64(t,J＝5.9Hz,2H),2.00–1.93(m,4H).13CNMR(100MHz,CDCl3,ppm)δ159.6,147.5,142.4,139.6,138.2,132.6,130.0,129.5,128.3,127.7,127.7,126.8,125.5,125.1,125.1,123.8,123.3,113.4,112.8,55.4,47.7,24.0,23.3,22.7,22.5。实施例3产物的核磁数据如下：1HNMR(400MHz,CDCl3,ppm)δ8.39(d,J＝9.5Hz,1H),8.18(d,J＝9.5Hz,1H),7.62–7.51(m,2H),7.22(d本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吡咯并喹啉及其衍生物，它的通式为式Ⅰ：/n

【技术特征摘要】
1.一种吡咯并喹啉及其衍生物，它的通式为式Ⅰ：



其中
R1选自氢原子、烷基，卤素基;
R2选自氢原子、芳基甲基、芳基乙基、杂环芳基甲基、烷基、环烷基、芳基、杂环芳基；具有羟基取代基、二甲氨基取代基、杂环取代基的烷基；
R3选自氢原子、芳基、杂环芳基、烷基、环烷基。


2.一种合成权利要求1所述的吡咯并喹啉及其衍生物的方法，其特征在于，将3-环己酮基吲哚类化合物、胺类化合物和醛类化合物三组分在催化剂、碱、有机溶剂的反应条件下经加热搅拌得到。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述3-环己酮基吲哚类化合物的通式为式Ⅱ：



其中：
R1选自氢原子、烷基，卤素基。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述3-环己酮基吲哚类化合物选自：4-氯-3-环己酮基吲哚、5-氯-3-环己酮基吲哚、5-甲基-3-环己酮基吲哚、6-氯-3-环己酮基吲哚、7-甲基-3-环己酮基吲哚。


5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述胺类化合物的通式为Ⅲ：



其中：
R2选自氢原子、芳基甲基、芳基乙基、杂环芳基甲基、芳基、杂环芳基、烷基、环烷基；具有羟基取代基、二甲氨基取代基、杂环取代基的烷基。


6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述胺类化合物选自：苄胺、4-甲基苄胺、4-氯苄胺、4-甲氧基苄胺、4-三氟甲氧基苄胺、3-甲基苄胺、3-氯苄胺、2-甲基苄胺、2-氯苄胺、2，6-二氯苄胺、苯乙胺、α-甲基苄胺、4-甲氨基吡啶、2-甲氨基吡啶、2-噻吩甲胺、苯胺、4-...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓国军，陈劲进，黄华文，肖福红，陈善平，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43