微波辐射下吡咯并[4,3,2-de]喹啉衍生物的合成
毕业论文关键词:多组分反应; 吡咯并[4,3,2-de]喹啉衍生物; 微波辐射
Synthesis of Pyrrolo[4,3,2-de]quinoline Derivatives under Microwave Irradiation
Abstract: A series of pyrrolo[4,3,2-de]quinolines with moderate yields were synthesized in DMF under microwave heating through the four-component reaction of pyrazol-5-amines, aromatic amine, dimedone and arylglyoxals using p-toluenesulfonic acid as a promoter.
Keywords: Multicomponent reaction, Pyrrolo[4,3,2-de]quinolines, Microwave irradiation
一、 前言
芳酮醛水合物、芳胺、5-氨基吡唑和达米酮是容易得到的原料，利用这些原料合成吡咯并喹啉衍生物，符合绿色化学发展方向，且吡咯并喹啉衍生物具有很好的药理活性 [1]。
多组分反应是将三个或三个以上的原料一锅法合成一个产品。多组分反应不仅节省反应时间,还节省金钱和能源。在反应过程中不涉及物质的分离，显著减少了纯化和合成的步骤，有效避免了合成路线长的缺点，明显减少了溶剂的浪费合成的成本、对环境的污染，充分提高了目标产物的产率和效率，可以明显减少反应中官能团的保护和去保护的步骤[2]。组合化学领域很容易实现自动化并且反应条件温和能适用于液相和固相介质 [3]。多组分一锅法在药物合成、有机合成和生物化学等方面发挥了重要作用[4]。近年来，微波辅助下的多组分一锅法发展迅速，在微波辅助下一锅法的方法简便，无需分离中间体，产率高，在有机合成中的应用占据了相当大的比重[5]，并且多组分一锅法合成复杂的杂环化合物的反应被不断报道[6]。
芳酮醛水合物在构建杂环方面显示出独特的优越性，主要是其两个高活性的亲电中心。我们课题组在芳酮醛水合物参与的杂环化合构建方面积累了丰富的经历。2011年，我们以芳酮醛水合物、链状烯胺酮和芳胺三组分高效合成了具有高度非对映选择性的4,5-二氢吡咯衍生物[7]。
Scheme 1
同年该课题组在微波辅助加热条件下，利用简单易得的亲核试剂芳酮醛水合物、芳胺和烯胺酮以醋酸或p-TsOH为溶剂三组分一锅法合成一系列稠合吡咯衍生物[8]。
Scheme 2
我们在微波辐射、无催化剂条件下以简单易得的烯胺酮、醛、季酮酸三组分为原料，利用一锅法合成了一系列N-取代呋喃[3,4-b]喹啉衍生物，该反应以醋酸溶剂，产率高，反应时间短，后期处理简单，而且适用性范围广[9]。为合成喹啉衍生物提供了一种快捷高效的方法。
Scheme 3
2011年屠课题组[9-11]以芳酮醛水合物和脂肪羧酸以及N-芳基烯胺酮成功的合成了一系列的稠合吡咯化合物，该反应无金属催化剂参与，直接通过分子间烯丙基C-H官能化来合成稠合吡咯衍生物。
Scheme 4
为了进一步拓展芳酮醛水合物参与的多组分反应，实现重要功能杂环的高效合成，我们拟用芳酮醛水合物与5-氨基吡唑、芳胺和达米酮行四组分反应，合成四环稠合的吡咯并[4,3,2-de]喹啉衍生物。
Scheme 5
二、实验部分
实验仪器及药品
薄层硅胶板(TLC)跟踪，紫外灯检测， FTIR-Tensor-27型红外光谱仪（KBr压片），Initiator-EXP微波合成仪，Bruker DPX 400 MHZ型共振谱仪，BRUKER micrOTOF-Q II HPLC/MS型质谱仪，XT-5型数字熔点仪。试剂均为市售分析纯。
实验合成方法
将芳酮醛水合物、芳胺、1,3-二甲基-5-氨基吡唑、p-TsOH和达米酮五组分在DMF中混合均匀后，放入 10 mL Initiator 微波合成仪专用反应容器中，在微波辐射下加热到120 oC，用TLC跟踪反应进程，反应约20min后取出冷却。随后向反应体系中加入少量冷水充分搅拌，使有机物析出，离心之后倒掉上清液，留下固体为粗产品，所得粗产品用95%乙醇配合少量DMF进行重结晶，最终得到纯的四环稠合的吡咯并[4,3,2-de]喹啉衍生物。