CN102659786A - 6a,7-二氢-间二氮杂萘[1,2-a]-喹唑啉-5,8（6H）-二酮及其制备方法 - Google Patents

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尹鸿宇
吴凡
钱群
林昆华
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Abstract

本发明涉及一种6a,7-二氢-间二氮杂萘[1,2-a]-喹唑啉-5,8（6H）-二酮化合物及其制备方法。该化合物的结构式为：本发明的6a,7-二氢-间二氮杂萘[1,2-a]-喹唑啉-5,8（6H）-二酮是一类重要的药物分子的活性骨架以及有机合成中间体，在药物化学中占有重要的地位，具有潜在的生理活性。本发明的原料易得，反应产率高。

Description

6a,7-二氢-间二氮杂萘[1,2-a]-喹唑啉-5,8(6H)-二酮及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种喹唑啉类化合物及其制备方法，特别是一种6a,7-二氢-间二氮杂萘[1,2-a]-喹唑啉-5,8（6H）-二酮及其制备方法。
背景技术
    本发明化合物是通过胍的分子内发生重排而生成一种螺旋体基元结构，螺旋体基元结构广泛应用于材料的设计和制备中（Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 1 – 6）。由于螺旋体材料具有很好的偏振光透过和阻隔体系，因此其对光电材料的应用有重要的意义。本发明提供一种制备螺旋材料体系的新方法，对螺旋体材料的制备有重要意义。
目前文献中合成“苯并多环”螺旋化合物的方法虽然较多，但大都需要多步复杂制备方法。例如,下面报道的两个制备方法虽然较简便，但各有不同的缺陷：
第一种方法：它主要是通过酰胺和酰氯发生亲和取代反应（J. Org. Chem., Vol. 46, No. 8, 1981）。该产物的特征是新生成的两个六元环不是平面结构，因为与三个氮原子相连的碳原子是四取代的sp3杂化体系。它反应步骤如下：
Figure 2012101090260100002DEST_PATH_IMAGE002
第二种方法：通过金属催化反应来制备（Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 1 – 6），其反应条件苛刻，底物合成困难，且所用到Pd催化剂非常昂贵。
Figure 2012101090260100002DEST_PATH_IMAGE004
  发明内容
   本发明的目的之一在于提供一种新喹唑啉类化合物6a,7-二氢-间二氮杂萘[1,2-a]-喹唑啉-5,8（6H）-二酮，该化合物为晶体结构，其晶体表面该类化合物的两个苯环具有良好的面夹角，从而使该类分子具有很好的螺旋体基元结构特性。
本发明的目的之二在于提供该化合物的制备方法。
   为达到上述目的，本发明方法采用的反应机理为：
Figure 2012101090260100002DEST_PATH_IMAGE006
根据上述机理，本发明采用如下技术方案：
一种6a,7-二氢-间二氮杂萘[1,2-a]-喹唑啉-5,8（6H）-二酮，其特征在于该化合物的结构式为：
 
Figure 2012101090260100002DEST_PATH_IMAGE008
。
一种制备上述的6a,7-二氢-间二氮杂萘[1,2-a]-喹唑啉-5,8（6H）-二酮的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：
a.将摩尔比为1︰1的邻氨基苯甲酸和邻溴苯甲酸，在催化剂用量的铜和碘化亚铜的催化作用下，在100～150℃温度下，反应10～30小时，生成双邻苯甲酸；所述的催化剂铜和碘化亚铜中，铜和碘化亚铜的摩尔比为5：100；反应结束后，用大量水稀释，有大量固体析出，过滤得粗产物双邻苯甲酸，在100～150℃烘干；
b.将步骤a所得粗产物双邻苯甲酸与单保护胍进行缩合反应，用六氟磷酸苯并***-1-氧基三吡咯烷基磷PyBOP为缩合剂，氮甲基吗啉做碱，反应物双邻苯甲酸、单保护胍、缩合剂和氮甲基吗啉的摩尔比1:1.2:1.5:5～1:2:5:10，在室温条件下，反应7～10小时，反应结束后用大量水稀释，用乙酸乙酯萃取，过硅胶柱，得含双保护基双胍；
c.将步骤b所得含双保护基双胍在催化剂用量的钯碳催化剂的催化作用下，在为1～1.5atm的氢气压强下，进行脱保护基团反应，生成无保护基双胍；所述的钯碳催化剂中钯和碳的摩尔比为1：5～1：10, 反应结束后过滤除去钯碳既的所要产物无保护基双胍；
d.将步骤c所得无保护基双胍溶解在二甲亚砜DMSO，在80-120℃温度下，反应2～3小时，生成白色固体，即为6a,7-二氢-间二氮杂萘[1,2-a]-喹唑啉-5,8（6H）-二酮。
本发明的6a,7-二氢-间二氮杂萘[1,2-a]-喹唑啉-5,8（6H）-二酮是以胍基为母体，胍在一般条件下，是一种非常稳定的化合物。但是从此发明可得知其在亲核试剂存在条件下，在温度为100～150℃条件下能够发生分子内重排，并能够生成另一个具有平面结构的新型胍分子结构。从而使苯环平面互相靠近，而发生很强的排斥作用，导致整个分子平面发生扭曲，形成螺旋状结构，参见图1。胍是一种碱性比较强的分子，能够发生氢键自组装。其在材料和超分子领域都有广泛应用。德国科学家schmuck对胍的研究较多。此制备方法对新型螺旋体结构材料的快速制备有重要价值。
附图说明
图1为本发明的6a,7-二氢-间二氮杂萘[1,2-a]-喹唑啉-5,8（6H）-二酮德结构示意图。
具体实施方式
以下通过实施例更详细地说明本发明。实施例中未作特别限定时，反应物质的比例为摩尔比。元素分析用Carlo Erba 1106型元素分析仪测定；红外光谱采用KBr压片法，用美国尼高力公司AVATAR370型红外光谱仪测定；熔点由SGWX-4显微熔点仪(上海光学仪器厂)测定，温度计未经校正。核磁分析用德国BRUKER 公司AVANCE/AV 500 MHz傅立叶超导核磁共振波谱仪，配有正相宽带多核探头(BBO)、三共振检测探头(TXO)、三共振宽带反相探头(TXI)和CP/MAS固体宽带探头。质谱，单晶用有德国BRUKER AXS公司BRUKER SMART APEX II 单晶衍射仪。质谱用Thermo Scientific赛默飞世尔Orbitrap Elite型质谱仪。
所用试剂均为分析纯或化学纯，使用前没有进一步提纯。
实施例一：
1.在250毫升的单口烧瓶中，依次加入3.0g邻氨基苯甲酸，5.0g邻溴苯甲酸，0.80g碳酸钾，0.056g碘化亚铜，0.025g铜和100mL DMF，加热至130℃，保温反应15小时后，减压去除DMF，加入100mL水，用浓盐酸调节PH=4，有大量固体析出，过滤，烘干固体得到5.13g化合物1双邻苯甲酸，产率：90%。化合物1未经纯化，直接用于下一步反应。
1 H NMR (500 MHz, DMSO): δ 7.90 (2H, d, J = 7.8 Hz), 7.46(2H, d, J = 7.8 Hz), 7.42 (2H, t,J = 7.8 Hz), 6.95 (2H, t, J = 7.8 Hz).
2.在100 毫升单口烧瓶中，依次加入2.0g化合物1,3.0g化合物2，10.0g六氟磷酸苯并***-1-氧基三吡咯烷基磷(PyBOP)，4.0mL氮甲基吗啉(NMM)和10.0mL无水DMF，室温搅拌10小时后，将反应液加入到100mL水中，有大量白色固体析出，将固体过滤，经过硅胶柱纯化（洗脱剂为体积比3:7的乙酸乙酯：石油醚），得2.83g白色固体化合物3含双保护基双胍，收率：60%。
1 H NMR (500 MHz, DMSO): δ 8.12-8.10 (2H, d), 7.77-7.67(2H,m), 7.65-7.48(2H, m),7.48-7.46(2H, d),7.38-7.47(10H,m),5.17(4H,s)
13 C NMR (CDCl3, 125 MHz): δ169.2, 159.9, 148.4, 136.1, 133.1, 128.9, 128.4,127.6, 127.1, 120.7, 119.2, 118.3, 66.5.
3.在50毫升单口烧瓶中，依次加入1.0g化合物3,0.10g钯碳，15.0mL无水甲醇，15.0mL乙酸乙酯。置换气体后接通氢气，室温反应15小时。反应结束后，过滤除去钯碳，旋蒸掉溶剂后得到0.53g白色固体化合物4无保护基双胍，产率：95%。
1 H NMR (500 MHz, CDCl 3 ): δ：8.05-8.04 (d, 2H ,J = 7.8 Hz), 7.96-7.94 (d,2H, J = 7.8 Hz), 7.69-7.67 (m,2H), 7.46-7.43 (t, 2H, J = 7.8 Hz)；
13 C NMR (125 MHz, CDCl 3 ): δ：168.10, 159.06, 138.08, 132.15, 127.25, 125.51, 122.40, 118.47；
4.取0.20g化合物4，用DMSO（2mL）在100℃ 下加热溶解，保温2小时后冷却至室温，析出固体化合物6a,7-二氢-间二氮杂萘[1,2-a]-喹唑啉-5,8（6H）-二酮，该化合物的物性参数为：。
分子式：C15H11N3O2
分子量：335.13
外观：白色固体 
核磁共振氢谱 (500 MHz, CDCl3): δ：8.05-8.04 (d, 2H ,J = 7.8 Hz), 7.96-7.94 (d, 2H, J = 7.8 Hz), 7.69-7.67 (m,2H), 7.46-7.43 (t, 2H, J = 7.8 Hz)；
核磁共振碳谱 (125 MHz, CDCl3): δ：168.10, 159.06, 138.08, 132.15, 127.25, 125.51, 122.40, 118.47；
质谱 (EI, m/z)：264 (M+),265.1,528.2。

Claims (2)

1.一种6a,7-二氢-间二氮杂萘[1,2-a]-喹唑啉-5,8（6H）-二酮，其特征在于该化合物的结构式为：
  
Figure 2012101090260100001DEST_PATH_IMAGE002
。
2.一种制备根据权利要求1所述的6a,7-二氢-间二氮杂萘[1,2-a]-喹唑啉-5,8（6H）-二酮的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：
a．将摩尔比为1︰1的邻氨基苯甲酸和邻溴苯甲酸，在催化剂用量的铜和碘化亚铜的催化作用下，在100～150℃温度下，反应10～30小时，生成双邻苯甲酸；所述的催化剂铜和碘化亚铜中，铜和碘化亚铜的摩尔比为5：100；反应结束后，用大量水稀释，有大量固体析出，过滤得粗产物双邻苯甲酸，在100～150℃烘干；
b．将步骤a所得粗产物双邻苯甲酸与单保护胍进行缩合反应，用六氟磷酸苯并***-1-氧基三吡咯烷基磷PyBOP为缩合剂，氮甲基吗啉做碱，反应物双邻苯甲酸、单保护胍、缩合剂和氮甲基吗啉的摩尔比1:1.2:1.5:5～1:2:5:10，在室温条件下，反应7～10小时，反应结束后用大量水稀释，用乙酸乙酯萃取，过硅胶柱，得含双保护基双胍；
c．将步骤b所得含双保护基双胍在催化剂用量的钯碳催化剂的催化作用下，在为1～1.5atm的氢气压强下，进行脱保护基团反应，生成无保护基双胍；所述的钯碳催化剂中钯和碳的摩尔比为1：5～1：10, 反应结束后过滤除去钯碳既的所要产物无保护基双胍；
d.将步骤c所得无保护基双胍溶解在二甲亚砜DMSO，在80-120℃温度下，反应2～3小时，生成白色固体，即为6a,7-二氢-间二氮杂萘[1,2-a]-喹唑啉-5,8（6H）-二酮。
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CN110964020A (zh) * 2018-09-28 2020-04-07 中国科学院大连化学物理研究所 一种制备3’,4’-二氢螺[吲哚啉-3,2’-吡咯]化合物的方法

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CN110964020A (zh) * 2018-09-28 2020-04-07 中国科学院大连化学物理研究所 一种制备3’,4’-二氢螺[吲哚啉-3,2’-吡咯]化合物的方法
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