碘催化下一種高效和高選擇性的通過三組分反應(yīng)合成3-芳基苯并喹啉

1、碘催化下一種高效和高選擇性的通過三組分反應(yīng)合成碘催化下一種高效和高選擇性的通過三組分反應(yīng)合成3芳基苯并喹啉衍生物的方法基苯并喹啉衍生物的方法摘要：主要研究了一種中性的，高效的，高選擇性的方法，通過芳香醛，萘2胺和酮或者β酮酯三組分反應(yīng)并用碘做為催化劑合成苯并喹啉衍生物，應(yīng)該注意的是當使用酮或者β酮酯與帶有兩個α氫原子物質(zhì)在不同的環(huán)境下作為反應(yīng)物反應(yīng)時卻只得到一種產(chǎn)物，具有很高的選擇性關(guān)鍵詞：苯并喹啉，碘，酮，β酮酯，合成多組分反應(yīng)，常常

2、是三個或者更多的反應(yīng)物一次加入到一個反應(yīng)瓶內(nèi)，產(chǎn)生復雜的有機物，這種反應(yīng)在上個世紀很受科研人員青睞，他們認為在節(jié)約反應(yīng)步驟上是一種新型的綠色化學，由于傳統(tǒng)的多步合成產(chǎn)生很多污染物，主要是在每步反應(yīng)之后由于繁瑣的分離步驟常常需要一些貴重的、有毒有害的溶劑。因此，多步反應(yīng)為快速構(gòu)建復雜的有機分子并且不需要中間的分離純化步驟提供一個簡便的方法，這種方法產(chǎn)生最少的污染物，節(jié)省勞動，時間和費用。他們?yōu)橐黄亢铣刹煌膹碗s的化合物以及小的類藥物的雜環(huán)

3、化合物提供了強有力的工具。苯環(huán)取代的喹啉以及衍生物在很多化、生物、藥物領(lǐng)域是一種非常重要的物質(zhì)，其中的一些物質(zhì)具有抗菌性，UTG，抑制性、抗微生物、抗瘧疾性、刺激性能、抗精神病活性和拮抗物活性等展示了良好的活性。由于苯并喹啉及它的衍生物的重要性，Kozlov及其他的團隊研究了幾種合成苯并喹啉的方法，然而，其中報道的一些方法存在一些缺點，例如：苛刻的反應(yīng)條件，產(chǎn)率低，反應(yīng)時間過長以及繁瑣的產(chǎn)物分離步驟。再者，Kozlov等人報道的Schi

4、ff堿和酮類的有機反應(yīng)中，酮幾乎局限于丙酮或者乙酰酮。因此，研究有效的、中性的，尤其是在合成具有生物活性的3芳香基喹啉衍生物的高選擇性上越來越吸引研究者。Wang等人最近報道了Schiff堿在碘的催化下能跟脂肪醛反應(yīng)，得到3芳基2取代的喹啉，證明了碘是有效的反應(yīng)催化劑。然而，并沒有探索酮在這種碘的催化下的反應(yīng)，尤其是在為了研究酮和a氫原子在不同的環(huán)境下的選擇性方面沒有進行嘗試。與我們前面研究的多組分反應(yīng)相聯(lián)系，這里所報道的程序成功的實現(xiàn)

5、了芳香醛，萘2胺和酮或者β酮酯在碘化下的三組分反應(yīng)，而省去了中間的分離純化步驟，并且得到高產(chǎn)率的苯并喹啉。尤其重要的是當選用酮或β酮酯與α氫原子作為不同環(huán)境下的反應(yīng)初始物卻僅僅分離出了單一的3芳基1取代的高選擇性的苯并喹啉產(chǎn)物。4氟苯甲醛（1a），萘2胺（2）和2戊酮在四氫呋喃中，并且在摩爾分數(shù)為5%的碘下回流，選擇性的得到相關(guān)的3（4氟苯基）1（正丙基）苯并喹啉圖2歸納在表2中的結(jié)果表明反應(yīng)過程苯甲醛的取代基可以是吸電子基團也可以使給

6、電子基團。總之，這個反應(yīng)可以在中性的回流條件下有效的進行，得到對應(yīng)的苯并喹啉（表2122）。然而，當使用脂肪醛時我們并沒有得到期待的產(chǎn)物，我們也測試了空間位阻較大的3甲基2丁酮，4、4二甲基2戊酮，3、3二甲基2丁酮和苯乙酮，如果用3甲基2丁酮代替2戊酮或者2己酮我們得到了相應(yīng)的產(chǎn)物，但是產(chǎn)率卻很低（表223和24）或許由于空間位阻效應(yīng)3甲基2丁酮在碘的存在下不易轉(zhuǎn)變成烯醇的形式。在我們后續(xù)的測試中，我們用4、4二甲基2戊酮或者3、3二

7、甲基2丁酮作為反應(yīng)物也沒有得到相對應(yīng)的苯并喹啉，令我們高興的是，丙酮不存在α亞甲基部分，卻成功的得到了滿意的產(chǎn)率（表225和26），為了展示這個反應(yīng)的大體的范圍，我們也用取代的苯胺（例如對甲苯胺）代替萘2胺進行反應(yīng)，然而，我們并沒有得到所期待的苯并喹啉衍生物，可能是因為對甲苯胺的活性比萘2胺低，所有的產(chǎn)物都用核磁共振氫譜（1HNMR），紅外以及元素分析進行表征，產(chǎn)物4c進一步用X射線衍射進行表征，晶體結(jié)構(gòu)見圖1圖14c的TEP圖解根據(jù)文

8、獻，碘在催化這個反應(yīng)中是一個中線的路易斯酸，提出的機理見圖3，在碘存在下酮與烯醇形式的Ⅰ或者Ⅰ’達到平衡，然而烯醇Ⅰ會立即與碘活化的Schiff堿形成中間體Ⅱ，然后分子內(nèi)的Friedel–Crafts環(huán)化得到Ⅲ，隨后Ⅲ脫水形成二氫喹啉Ⅳ，Ⅳ進一步在空氣中氧化得到芳香的苯并喹啉4。Wang等人用氫譜證明：脂肪醛在碘的存在下可以轉(zhuǎn)變成烯醇，因此，我們選擇β酮酯（因為其較高的烯醇結(jié)構(gòu)）作為反應(yīng)物，為了得到相應(yīng)3芳基1甲基苯并喹啉2羰基，我們在