分子内正交结构的环状三吡咯化合物的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种分子内正交结构的刚性环状三吡咯化合物的合成与提纯方法，该方法基于链状三吡咯化合物，通过一种具有普适性的合成方法，得到了一类四元环的、分子内具有两个正交平面的化合物。其制备方法是从五氟苯基的三吡咯化合物出发，经过溴代，氧化反应，得到端溴取代的共轭三吡咯化合物，然后在有机溶剂中，与对苯二酚类化合物反应得到目标产物。本发明专利技术可以在对苯二酚类化合物引入各类的取代集团，可在光物理性质探究，分子间相互作用等方面展示出巨大的科研潜力。将为低聚吡咯类化合物体系带来更多的可探索性和可能性。本发明专利技术具有条件温和、转化率好、选择性高、取代基引入灵活等特点。灵活等特点。灵活等特点。

Synthesis of cyclic tripyrrole compounds with intramolecular orthorhombic structure

【技术实现步骤摘要】
分子内正交结构的环状三吡咯化合物的合成方法


[0001]本专利技术涉及化学合成领域，特别涉及一类分子内正交结构的环状三吡咯化合物的合成方法。

技术介绍

[0002]尿赤素是一种线性低聚吡咯是在氯化血红素和叶绿素的生物降解过程中发现生物三吡咯。由于链状吡咯的丰富化学性质，特别是在合成各种扩展卟啉其作为重要组成部分方面取得了巨大的进展。我们用对苯二酚桥接末端吡咯，得到刚性环状三吡咯，荧光明显增强。更为重要的是，我们发现桥连苯基垂直于三吡咯平面，这能够赋予分子间相互作用，从而产生固体荧光。因此，这种正交结构启发我们把三吡咯作为受体或供体单元在多发色团系统。
[0003]从微观的分子组成具有功能的宏观物质，通常依赖有序的结构。而超出分子尺度的有序排列，则多依靠弱相互作用力。叶绿素和光敏色素等天然低聚吡咯类化合物的作用方式证明，无论是能量的传递还是信号的传递，除了单分子本身的性质，分子间的排布结构极为重要。在本专利技术中，我们基于链状三吡咯化合物，通过一种具有普适性的合成方法，得到了一类四元环的、分子内具有两个正交平面的化合物。我们相信，本专利技术所述的衍生方法可以为低聚吡咯类化合物体系带来更多的可能性，并且也为分子间相关的弱相互作用贡献了一个可参考的实例。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种通过溴代，氧化，桥接合成多种刚性环状三吡咯化合物的路线。通过桥连反应在吡咯环上灵活引入取代基。此方法可以合成刚性环状三吡咯化合物。另外本路线可以引入各类的取代基团，在药物、天然产物合成以及新型材料开发具有潜在的应用前景。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种合成分子内正交结构刚性环状三吡咯化合物的方法，从五氟苯基三吡咯出发，经溴代、氧化反应、与带有不同取代基的对苯二酚桥连反应得到产物，合成路线如下所示：
[0007][0008]具体包括以下步骤：
[0009]第一步，合成化合物1(五氟苯基三吡咯)
[0010]以五氟苯甲醛为原料，与经中性三氧化二铝纯化的吡咯在室温下反5min。然后加
入三氟乙酸，室温反应10min,最后用三乙胺猝灭反应。反应完后通过快速硅胶柱，真空除去溶剂得到黄色油状液体。再通过体积排阻柱，收集倒数第二个色带，得到五氟苯基三吡咯。真空除去溶剂后，再通过柱层析分离提纯，得到化合物1。
[0011]第二步，合成化合物2(端溴取代的氧化三吡咯)
[0012]在惰性气体保护下，将N
‑
溴代丁二酰亚胺(NBS)的二氯甲烷溶液逐滴加入到化合物1的二氯甲烷溶液中，液氮丙酮浴条件下直至滴加完毕，再加入饱和硫代硫酸钠水溶液，用二氯甲烷进行萃取后收集有机相，用水洗涤有机相，再用无水Na2SO4干燥，真空除去溶剂，然后加入二氯甲烷溶解，加入二氯二氰基苯醌(DDQ)，冰水浴反应10min，通过快速硅胶柱，然后真空除去溶剂，加入少量甲醇重结晶，布氏漏斗过滤，得到绿色固体，即化合物2。
[0013]所述的反应溶剂二氯甲烷为超干溶剂，需提前加入氢化钙蒸馏除水制得；所述的化合物1、NBS，DDQ的摩尔比为1：2.5：3。
[0014]第三步，合成化合物3a
‑
3c
[0015]在惰性气体保护下，以化合物2、相应的醌为原料，溶于反应溶剂中，反应温度为90℃，反应若干小时。通过TLC点板确定反应完全，反应完后，真空除去溶剂，通过柱层析分离，得到化合物3a
‑
3c。
[0016]所述的化合物2、对苯醌的摩尔比为1:1。
[0017]所述的醌为溴氢醌、2，5
‑
二溴对苯二酚、四溴代氢醌、2,3
‑
二溴
‑
5,6
‑
二氰基
‑
1,4
‑
苯醌，分别对应化合物3a
‑
3c：当原料为溴氢醌时，最终合成化合物3a；当原料为2，5
‑
二溴对苯二酚时，最终合成化合物3b；当原料为四溴代氢醌时，最终合成化合物3c。
[0018]所述的反应溶剂为乙腈。
附图说明
[0019]图1为实施化合物3a的核磁共振氢谱(ppm,CD3CN)；
[0020]图2为实施化合物3b的核磁共振氢谱(ppm,CDCl 3
)；
[0021]图3为实施化合物3c的核磁共振氢谱(ppm,CDCl 3
)；
具体实施方式
[0022]以下结合附图和技术方案，进一步说明本专利技术的具体实施方式。
[0023]第一步，合成化合物1。
[0024]先将吡咯(2.04g，0.03mol)经过中性三氧化二氯纯化，然后与五氟苯甲醛(2g,0.01mol)混合于25ml的圆底烧瓶中，搅拌5min，然后加入三氟乙酸(74uL,0.001mol)继续反应10min，反应完后用三乙胺(2
‑
3滴)猝灭反应。然后通过快速硅胶柱(Flash Column)，以二氯甲烷洗脱，除掉聚吡咯等大极性的副产物，真空除去溶剂后得黄色油状液体。再通过体积排阻柱(Bio
‑
Beads S
‑
X1)甲苯为洗脱剂，收集倒数第二个色带。再以石油醚:二氯甲烷＝1:1的极性过硅胶柱以去除杂质。真空除去溶剂，在真空干燥箱中干燥得橙色固体666mg，产率11％。1H NMR(400MHz,CDCl3,298K)δ8.11(s,2H,NH),8.01(d,J＝13.8Hz,1H,NH),6.73(s,2H,pyrroleα
‑
CH),6.14(s,2H,pyrrole,β
‑
CH),5.99(s,2H,pyrroleβ
‑
CH),5.92(s,2H,pyrroleβ
‑
CH),5.82(s,2H,meso
‑
CH)。
19
F NMR(377MHz,CDCl3,298K)δ
‑
141.77(d,2F,o
‑
F),
‑
155.40(td,4F,J＝21.0,7.2Hz,p
‑
F),
‑
161.05(tt,4F,J＝22.3,7.4Hz,m
‑
F)。
13
C NMR
(101MHz,CDCl3,298K)δ157.57,154.66,151.87,137.50,134.99,131.42,120.94。
[0025]第二步，合成化合物2。
[0026]在50ml圆底烧瓶中，将化合物1(200mg,0.36mmol)溶于重蒸的二氯甲烷(10ml)，放入冰浴中，在恒压滴液漏斗中将溴代丁二酰亚胺(130mg，0.73mmolNBS)溶于10ml二氯甲烷，在氮气保护下滴加，滴完后。加入饱和的硫代硫酸钠水溶液，然后用水和二氯甲烷分液，有机层用水洗，然后用无水硫酸钠干燥本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分子内正交结构的刚性环状三吡咯化合物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、在有机溶剂中，端溴取代的共轭三吡咯化合物与带有不同取代基的对苯醌在氮气保护下进行加热回流反应；S2、待反应完全后，真空除去溶剂；S3、通过柱层析法分离提纯，得到目标产物。2.根据权利要求1所述的分子内正交结构的刚性环状三吡咯化合物的合成方法，其特征在于，合成步骤的化学式为：3.根据权利要求2所述的分子内正交结构的刚性环状三吡咯化合物的合成方法，其特征在于，所述步骤S2中所述的化合...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐鸿雪，张静，王俊飞，
申请(专利权)人：中国科学院大学，
类型：发明
国别省市：