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铜催化喹唑啉衍生物的合成

王辰  
【摘要】:氮杂环化合物在自然界中广泛存在,许多含氮化合物表现出很好的生物活性和药理活性。喹唑啉是一类重要的氮杂环化合物,其结构单元常见于天然产物中。近年来,因其衍生物具有广泛的生物药理活性和结构多样性而倍受化学工作者关注。本论文围绕铜催化制备喹唑啉及其衍生物展开研究,取得了如下研究成果: 建立了铜催化邻卤代芳甲胺与芳甲酰胺一锅反应制备喹唑啉衍生物的新方法。以邻溴苄胺与苯甲酰胺反应为模型,研究了催化剂、碱、溶剂等反应条件对反应活性的影响,并筛选出了优化后的反应条件:1当量的邻卤代苄胺和1.5当量的酰胺作为底物,10mol%CuI为催化剂,2当量K2CO3为碱,异丙醇为溶剂,于110℃下封管中反应。反应在空气氛条件下进行,在此最优条件下合成了一系列喹唑啉衍生物。实验结果表明,含有给电子基团的邻卤代芳甲胺呈现较低的反应性。该方法对底物的官能团容忍性较好,适用于氟基、硝基、醚基的芳香酰胺以及杂环的酰胺化合物,并具有操作简单、高效,无需添加任何配体或添加剂等优点。反应的机理经历了N-芳基化、分子内关环以及空气氧化三步串联反应过程。 建立了铜催化邻卤代苯并咪唑衍生物与芳基甲胺反应制备苯并咪唑并[1,2-c]喹唑啉衍生物的新方法。以2-(2-溴代苯基)苯并咪唑和苄胺为模型底物,对催化剂、碱、溶剂等反应条件进行了筛选。实验结果表明,优化后的反应条件为:1当量的取代2-(2-卤代苯基)苯并咪唑和1.5当量的芳基甲胺作为底物,2当量的K2CO3为碱,20mol%CuI为催化剂,DMSO为溶剂,反应在90℃下进行。在空气气氛条件下,邻卤代苯并咪唑衍生物与芳基甲胺反应,合成了一系列的苯并咪唑并[1,2-c]喹唑啉衍生物。实验结果表明,由于空间位阻的原因,邻位含有甲基的底物反应活性较低;而邻溴代芳基咪唑的反应活性要低于邻碘代芳基咪唑。反应的机理经历了连续的N-芳基化、空气氧化形成C=N双键、分子内环化加成和空气氧化多步串联反应,从而得到目标物。该方法操作简单、起始原料廉价易得,无需任何的配体或添加剂,为氮杂环化合物的制备提供了一条新的途径。


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