CN107129499B - 含咪唑环的稠杂环类化合物及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种式(II)所示的含咪唑环的稠杂环类化合物及其制备方法和应用。所述的方法为将三嗪化合物与4‑甲基查尔酮混合加入溶剂中，在金属铜催化剂、氧化物的存在下，于60～135℃温度下搅拌反应9～15小时，反应结束后，反应液后处理制得式(II)所示的含咪唑环的稠杂环类化合物；所述金属铜催化剂为铜的卤化物；所述氧化物为碘。本发明所述的咪唑并均三嗪类化合物可应用于制备抗菌药物或抗菌剂，抗菌药物优选为抑制大肠杆菌活性的药物。

Description

含咪唑环的稠杂环类化合物及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及一类新的含咪唑环的稠杂环类化合物及其制备方法和应用。
背景技术
稠杂环类化合物广泛存在于天然产物中，其中含咪唑环的稠杂环类化合物是多种药物的基本骨架，具有多种生物活性。到目前为止，对该类化合物的合成方法报道较少。
发明内容
本发明提供一类新的含咪唑环的稠杂环类化合物及其制备方法和应用。
本发明采用如下技术方案：
一种如式(II)所示的含咪唑环的稠杂环类化合物：
式(II)中，X为C1～C3烷基或杂原子；所述杂原子为氧原子、氮原子或硫原子。
进一步，本发明式(II)中，X优选为亚甲基或氧原子。
本发明提供一种如式(II)所示的含咪唑环的稠杂环类化合物的制备方法，所述方法为：
将式(I)所示的三嗪化合物与4-甲基查尔酮混合加入溶剂中，在金属铜催化剂、氧化物的存在下，于60～135℃温度下搅拌反应9～15小时，反应结束后，反应液后处理制得式(II)所示的含咪唑环的稠杂环类化合物；所述金属铜催化剂为铜的卤化物；所述氧化物为碘；所述溶剂为芳烃类；式(I)所示的三嗪类化合物与4-甲基查尔酮、金属铜催化剂、氧化物的物质的量比为1：0.6～3.0：0.12～0.3：1.2～2.4；
式(II)中，X为C1～C3烷基或杂原子；所述杂原子为氧原子、氮原子或硫原子；式(I)中所述X与式(II)中X相同。
进一步，本发明所述金属铜催化剂优选为碘化亚铜或氯化铜。
进一步，本发明所述溶剂优选为甲苯或氯苯。
通常，所述溶剂的体积用量以式(I)所示的三嗪化合物的质量计为10～50mL/g。
本发明所述后处理为：反应结束后，加入硫代硫酸钠水溶液，用乙酸乙酯萃取，合并有机层，浓缩，柱层析分离，以体积比100:1的二氯甲烷与甲醇混合液为洗脱机，收集含目标化合物的洗脱液，减压蒸除溶剂并干燥，得到目标产物。
本发明还提供式(II)所示的含咪唑环的稠杂环类化合物在制备抗菌药物或抗菌剂中的应用。
进一步，所述抗菌药物优选为抑制大肠杆菌活性的药物。
本发明所使用的式(I)所示的2-氨基均三嗪类化合物是根据文献的方法，按以下方法制备：
本发明所使用的原料式(I)化合物由甲酸甲酯和双胍在甲醇钠作用下，于室温反应制得；甲酸甲酯、双胍与甲醇钠的投料物质的量之比为1：0.4：1；具体合成方法参见文献(Bioorganic&Medicinal Chemistry Letters,19(2009),5644-5647)。
本发明开发了结构新颖的含咪唑环的稠杂环类化合物及其制备方法，该工艺反应条件温和，操作方便，成本低，有着广泛的工业应用前景。本发明所提供的含咪唑环的稠杂环类化合物显示一定的抗菌活性，为新药筛选及开发奠定了基础，具有较好的实用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1：2-氨基-4-哌啶基-1,3,5-三嗪类化合物的制备
将哌啶双胍盐酸盐(0.4100g，1.9933mmol)、甲醇钠(0.2300g，5.9799mmol)在甲醇(10mL)中混合，在室温条件下反应4h，向反应液中逐滴加入甲酸甲酯(0.3015g，5mmol)后，室温下继续反应24h后，减压蒸除溶剂，加水10mL，过滤，固体重结晶得到目标化合物，0.3470g，收率88％。
实施例2：2-氨基-4-吗啉基-1,3,5-三嗪类化合物的制备
将哌啶双胍盐酸盐改为吗啉双胍盐酸盐(0.4330g，2.0851mmol)、其他操作同实施例1，得到目标化合物，0.3470g，收率88％。
实施例3：4－甲基查尔酮的制备
将4-甲基苯甲醛(1.2472g，10.3803mmol)和苯乙酮(1.2352g，10.2803mmol)溶于30mL乙醇中，在0℃下滴加NaOH水溶液(0.8000g，20.0016mmol溶于30mL水)，滴加完毕后在室温下搅拌3小时，过滤，固体重结晶得目标物，1.9377g，收率87％。
实施例4:化合物III-1的制备
将2-氨基-4-哌啶基-1,3,5-三嗪(0.1817g，1.0028mmol)、4－甲基查尔酮(0.1381g，0.6213mmol)和氯苯(2mL)，碘(0.3175g,1.2509mmol)和氯化铜(0.0164g，0.1220mmol)加入到反应器中，在氧气条件下回流反应(135℃)9h。反应结束后冷却，加入0.4M硫代硫酸钠水溶液30mL中和过量的碘，搅拌5分钟，用乙酸乙酯萃取(20mL×3)，合并有机层，浓缩，柱层析(洗脱剂为二氯甲烷：甲醇＝100：1，v：v)，收集Rf值0.15～0.2的洗脱液(TLC监测，展开剂同洗脱剂)，减压蒸馏除去溶剂，干燥得目标化合物(II-1)0.2229g，89％。1H NMR(500MHz,CDCl3)δ9.89(s,1H),7.50-7.44(m,2H),7.32-7.28(m,1H),7.22(d,J＝8.0Hz,2H),7.14-7.07(m,2H),6.86(d,J＝8.0Hz,2H),4.02(s,4H),3.85-3.71(m,4H),2.23(s,3H).
实施例5：
将氯化铜用量改为(0.042g，0.3125mmol)，其他操作同实施例4，得量0.1903g，收率76％。
实施例6：
将碘用量改为(0.6352g，2.5018mmol)，其他操作同实施例4，得量0.1453g，收率58％。
实施例7：
将催化剂改为CuI(0.0239g，0.1255mmol)，其他操作同实施例4，得量0.1503g，收率60％。
实施例8：
将4－甲基查尔酮的量改为(0.6687g，3.0084mmol)，其他操作同实施例4，得量0.1303g，收率52％。
实施例9：
将油浴温度改为60℃，其他操作同实施例4，得量0.025g，收率10％。
实施例10：
将溶剂的量改为1.4mL,其他操作同实施例4，得量0.1377g，收率55％。
实施例11：
将溶剂的量改为7mL,其他操作同实施例4，得量0.1578g，收率63％。
实施例12：
将反应溶剂改为甲苯，其他操作同实施例4，得量0.115g，收率46％。
实施例13：
将反应时间改为15h，其他操作同实施例4，得量0.2125g，收率85％。
实施例14：化合物II-2的制备
操作同实施例4，只是将2-氨基-4-哌啶基-1,3,5-三嗪盐酸盐改为2-氨基-4-吗啉基-1,3,5-三嗪盐酸盐(0.1796g，1.0021mmol)，制得目标化合物(II-2)0.2091g，收率84％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ9.85(s,1H),7.49-7.44(m,2H),7.31-7.26(m,1H),7.22(d,J＝8.0Hz,2H),7.14-7.06(m,2H),6.85(d,J＝8.0Hz,2H),3.97(s,4H),2.23(s,3H),1.77-1.63(m,6H).
实施例15：对大肠杆菌(E.coli,Ec)的体外抑菌活性测试
采用扩散法(打孔法)研究了目标化合物在浓度为10mg/mL时对大肠杆菌(E.coli,Ec)的体外抑菌作用。
方法：用灭过菌的打孔器在涂布菌液的平皿上十字对称打6个孔，用无菌微量注射器分别加入100μL质量浓度为10mg/mL的样品二甲基亚砜溶液，并以氨苄青霉素为对照品。将培养皿置于恒温(28℃)培养箱中培养24h，取出观察有无抑菌作用，结果见表1。
表1化合物浓度为10mg/mL体外抗菌活性
测试编号 化合物 Ec
1 实施例4制备的(II-1) ++
2 实施例14制备的(II-2) ++
对照品 氨苄青霉素 +++

Claims (9)

1.一种如式(II)所示的含咪唑环的稠杂环类化合物：
式(II)中，X为C1～C3亚烷基或杂原子；所述杂原子为氧原子、氮原子或硫原子。
2.如权利要求1所述的含咪唑环的稠杂环类化合物，其特征在于：式(II)中，X为亚甲基或氧原子。
3.一种如权利要求1所述的含咪唑环的稠杂环类化合物的制备方法，其特征在于所述方法为：
将式(I)所示的三嗪化合物与4-甲基查尔酮混合加入溶剂中，在金属铜催化剂、氧化物的存在下，于60～135℃温度下搅拌反应9～15小时，反应结束后，反应液后处理制得式(II)所示的含咪唑环的稠杂环类化合物；所述金属铜催化剂为铜的卤化物；所述氧化物为碘；所述溶剂为芳烃类；式(I)所示的三嗪类化合物与4-甲基查尔酮、金属铜催化剂、氧化物的物质的量比为1：0.6～3.0：0.12～0.3：1.2～2.4；
式(II)中，X为C1～C3亚烷基或杂原子；所述杂原子为氧原子、氮原子或硫原子；式(I)中所述X与式(II)中X相同。
4.如权利要求3所述的含咪唑环的稠杂环类化合物的制备方法，其特征在于：所述金属铜催化剂为碘化亚铜或氯化铜。
5.如权利要求3所述的含咪唑环的稠杂环类化合物的制备方法，其特征在于：所述溶剂为甲苯或氯苯。
6.如权利要求3所述的含咪唑环的稠杂环类化合物的制备方法，其特征在于：所述溶剂的体积用量以式(I)所示的三嗪化合物的质量计为10～50mL/g。
7.如权利要求3所述的含咪唑环的稠杂环类化合物的制备方法，其特征在于所述后处理为：反应结束后，加入硫代硫酸钠水溶液，用乙酸乙酯萃取，合并有机层，浓缩，柱层析分离，以体积比100:1的二氯甲烷与甲醇混合液为洗脱剂，收集含目标化合物的洗脱液，减压蒸除溶剂并干燥，得到目标产物。
8.如权利要求1所述的含咪唑环的稠杂环类化合物在制备抗菌药物或抗菌剂中的应用。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于：所述抗菌药物为抑制大肠杆菌活性的药物。
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