微波辐射下螺吲哚取代吡唑并[3,4-b]吡啶衍生物的合成
毕业论文关键词：5-氨基吡唑、靛红、螺吲哚取代的吡唑并[3,4-b]吡啶衍生物
Synthesis of Indole-Spiro Pyrazole[3,4-b]pyridine Derivatives under Microwave Irradiation
Abstract: The reaction of indole-spiro pyrazole[3,4-b]pyridine accompanied with high yields has been completed with the assistance of microwave irradiation. This derivatives are produced by the action of the raw materials of this reaction containing 5-aminopyrazole, isatins and benzoyl acetonitrile in acetic acid. This kind of compounds is obtained by the method of using three-component into one-pot manipulation, which is an effective form to produce a series of new indoles. What’s more, it has many advantages such as simple operation, mild conditions. Short reaction periods and high reaction efficiency are also the advantages of this reaction.
Keywords: 5-aminopyrazole, isatins, Indole-spiro pyrazole[3,4-b]pyridine
一、前言
含氮杂环如吡唑、吡啶，广泛存在于天然产物和合成药物中，其高效合成方法具有重要的理论研究和应用价值。吡唑类衍生物具有许多生物活性，比如抗菌性、抗肿瘤活性，它们也可用于合成除草剂以及杀菌剂等。吡啶也由于生物活性化合物和天然产物中存在的部分饱和性和饱和性而受到关注。吡啶类衍生物是一种重要的中间体，可以用来合成杂环化合物类医药和农药，并且由于此类化合物的医药和生物活性，使得这种药物具有较宽的应用范围，如2-氨基-3-甲基吡啶可用于制作成止痛剂、抗菌药、抗哮喘药和抗爱滋病药等，它也可与一氧化氮作用生成酶抑制剂。
由于吡唑和吡啶均具有较强的活性，故将二者导入一种分子结构即吡唑并吡啶衍生物的合成更具有重大意义。吡唑并吡啶类衍生物是一种十分重要的稠杂环，并且由于它的结构和吲哚、氮杂吲哚等比较类似，并且它具有特定的生理活性，所以近来受到了人们广泛的关注[1]。该类化合物在医学领域也有很好的应用，这种药物在治疗癌症、哮喘以及老年痴呆症等方面具有显著的疗效[2-4]。因此，这种化合物的合成引起了众多化学工作者们的研究兴趣。
早在19世纪末，Haufel等[5]就使用以下方法以51%～80%的产率生成了化合物1，但是该反应的时间比较长，基本上都超过了24 h。
若5-氨基吡唑的4位连有酰基，那么极有可能会发生分子间的羰基-氨基缩合反应[6]。
此外，5-氨基吡唑还可以与乙氧基亚甲基丙二酸二甲酯发生加热浓缩反应，先消去两分子的乙醇后关环，最终生成吡唑并[3,4-b]吡啶衍生物3 [7-10]。
假若5-氨基吡唑的4位连有氰基或羰基的话，也可以与1,3-二羰基化合物作用，例如它可以和乙酰乙酸乙酯反应，得到吡唑并[3,4-b]吡啶衍生物4 [11-16]。这种反应基本上都很容易进行，多数情况下稍微加热就行，并且反应时间比较短，仅需几个小时，但是有时候还是需要投入催化剂如四氯化锡等[17]。
屠树江等[18-19]用1-苯基-3-甲基-5-氨基吡唑、芳醛和芳亚甲基丙二腈等作原料，微波辐射下进行反应，一步生成吡唑并[3,4-b]吡啶衍生物5、6。反应过程中需加入少许的乙二醇作溶剂，反应时间为2～8 min即可，产率为71%～90%。
5-氨基吡唑变成吡唑基亚胺后，在微波条件下可以和1-芳基-2-硝基乙烯发生双烯合成反应，以较高产率得到吡唑并[3,4-b]吡啶衍生物7、8 [20]。