采用五羰基铁作为CO释放源制备喹诺酮类化合物的方法与流程

本发明属于喹诺酮类化合物的合成技术领域，具体涉及一种以fe(co)5作为一氧化碳(co)释放源，2-碘苯胺类化合物作为反应底物，在不需要添加任何配体的条件下，以醋酸钯为催化剂、磷酸钾和哌嗪为碱，在温和条件下合成喹诺酮类化合物的方法。

背景技术：

喹诺酮类化合物是一种很重要的杂环化合物，具有广泛的生物活性以及药用价值，如：抗疟疾、抗病毒、抗炎、抗癌等，其母核结构在药物合成研究中被认为是一种核心的结构，在有机合成中具有重要意义。因此在有机合成领域和制药领域引起广泛的关注。

合成这种化合物的方法有多种，钯催化羰基化方法是便捷高效的方法。早期通常使用co气体作为羰基源，二乙胺为碱，在钯和配体存在下催化2-碘苯胺类化合物和端炔来制备喹诺酮类化合物，反应通常需要高温高压条件，成本较高，反应时间较长。因此寻找一种条件温和、安全高效的合成方法是有必要的。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于克服现有喹诺酮类化合物制备方法存在的缺点，提供一种改变co来源，无需添加配体、反应条件温和、反应时间短、反应产物单一、安全高效、产率高的喹诺酮类化合物的制备方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：以乙腈为溶剂，将2-碘苯胺类化合物与端炔、五羰基铁在醋酸钯和碱作用下，20～60℃反应8～10小时，得到喹诺酮类化合物。

上述的2-碘苯酚类化合物为式中r¹、r²、r³、r⁴各自独立的代表h、f、ch3中任意一种，优选r¹、r⁴代表h，r²、r³各自独立的代表ch3或f。

上述的端炔为式中r′代表苯基、c1～c5烷基取代苯基、c1～c2烷氧基取代苯基、c5～c8烷基、2-噻吩基、卤代苯基中任意一种，优选r′代表苯基、对甲氧基苯基、对甲基苯基、对乙基苯基、对戊基苯基、戊基、3-甲基苯基、2-噻吩基、间氟苯基中任意一种。

上述的碱为磷酸钾、三乙胺、碳酸钾中任意一种和哌嗪的混合物。

上述制备方法中，优选2-碘苯胺类化合物与端炔的摩尔比为1:1.2～2.0，五羰基铁的加入量是2-碘苯胺类化合物摩尔量的20％～60％，醋酸钯的加入量是2-碘苯胺类化合物摩尔量的1％～10％，磷酸钾或三乙胺或碳酸钾的加入量是2-碘苯胺类化合物摩尔量的2.0～4.0倍，哌嗪的加入量是2-碘苯胺类化合物摩尔量的1.0～2.0倍。

本发明以五羰基铁作为co释放源，在醋酸钯为催化剂、磷酸钾和哌嗪为碱条件下，使2-碘苯胺类化合物与端炔发生偶联反应生成喹诺酮类化合物。相对于直接以co气体为羰基供给源，本发明以五羰基铁作为co释放源，操作简便、毒性比较小，易于控制，克服了co气体毒性比较大、储存不方便、反应需要一定压力对设备要求比较高的缺点。另外，本发明无需添加配体，所用催化剂对空气和水稳定，反应条件温和、反应时间短、原子经济性高、后处理简单且目标产物收率高，适合工业化生产。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明所要保护的范围不仅限于这些实施例。

实施例1

制备结构式如下的2-苯基喹啉-1h-4-酮

将0.1095g(0.5mmol)2-碘苯胺、66μl(0.60mmol)苯乙炔、0.0056g(0.025mmol)醋酸钯、磷酸钾0.3184g(1.5mmol)、0.0431g(0.5mmol)哌嗪和34μl(0.25mmol)五羰基铁、3ml无水乙腈加入史莱克管，在50℃下搅拌反应10小时，停止反应，自然降至室温，柱色谱分离，得到固体2-苯基喹啉-1h-4-酮，其收率为86％，结构表征数据为：¹hnmr(600mhz,dmso)δ11.72(s,1h),8.11(dd,j＝8.0,0.9hz,1h),7.87–7.82(m,2h),7.78(d,j＝8.3hz,1h),7.71–7.65(m,1h),7.60(dd,j＝4.9,1.5hz,3h),7.35(t,j＝7.4hz,1h),6.34(s,1h)；¹³cnmr(151mhz,dmso)δ176.93,150.14,140.61,134.25,131.76,130.39,128.96,127.38,124.78,124.67,123.29,118.85,107.25.

实施例2

制备结构式如下的2-(4-甲氧基苯基)喹啉-1h-4-酮

在实施例1中，所用的苯乙炔用等摩尔4-甲氧基苯乙炔替换，其他步骤与实施例1相同，得到固体2-(4-甲氧基苯基)喹啉-1h-4-酮，其收率为81％，结构表征数据为：¹hnmr(600mhz,dmso)δ11.59(s,1h),8.09(d,j＝7.9hz,1h),7.79(dd,j＝25.1,8.3hz,3h),7.65(t,j＝7.5hz,1h),7.32(t,j＝7.4hz,1h),7.13(d,j＝8.6hz,2h),6.31(s,1h),3.85(s,3h)；¹³cnmr(151mhz,dmso)δ176.83,161.03,149.68,140.51,131.59,128.80,126.26,124.77,124.64,123.06,118.60,114.37,106.47,55.42.

实施例3

制备结构式如下的2-(4-甲基苯基)喹啉-1h-4-酮

在实施例1中，所用的苯乙炔用等摩尔4-甲基苯乙炔替换，其他步骤与实施例1相同，得到固体2-(4-甲基苯基)喹啉-1h-4-酮，其收率为84％，结构表征数据为：¹hnmr(600mhz,dmso)δ11.65(s,1h),8.10(d,j＝7.5hz,1h),7.81–7.61(m,4h),7.44–7.27(m,3h),6.32(s,1h),2.40(s,3h)；¹³cnmr(151mhz,dmso)δ176.90,149.88,140.50,140.31,131.69,131.28,129.51,127.20,124.85,124.68,123.13,118.64,106.91,20.86.

实施例4

制备结构式如下的2-(4-乙基苯基)喹啉-1h-4-酮

在实施例1中，所用的苯乙炔用等摩尔4-乙基苯乙炔替换，其他步骤与实施例1相同，得到固体2-(4-乙基苯基)喹啉-1h-4-酮，其收率为80％，结构表征数据为：¹hnmr(400mhz,cdcl3)δ8.23(d,j＝8.0hz,1h),7.85(d,j＝8.1hz,2h),7.69(t,j＝7.7hz,1h),7.56(d,j＝8.4hz,1h),7.41(t,j＝7.5hz,1h),7.35(d,j＝8.0hz,2h),6.81(s,1h),2.73(q,j＝7.6hz,2h),1.28(t,j＝7.6hz,4h)；¹³cnmr(101mhz,cdcl3)δ178.61,163.80,156.41,148.62,133.78,129.33,128.72,126.50,125.83,125.26,124.15,118.19,107.17,28.97,15.37.

实施例5

制备结构式如下的2-(4-戊基苯基)喹啉-1h-4-酮

在实施例1中，所用的苯乙炔用等摩尔4-戊基苯乙炔替换，其他步骤与实施例1相同，得到固体2-(4-戊基苯基)喹啉-1h-4-酮，其收率为85％，结构表征数据为：¹hnmr(600mhz,dmso)δ11.65(s,1h),8.10(d,j＝7.8hz,1h),7.71(dt,j＝14.7,9.1hz,4h),7.48–7.26(m,3h),6.33(s,1h),2.66(t,j＝7.3hz,2h),1.69–1.54(m,2h),1.32(dd,j＝11.7,5.2hz,4h),0.87(t,j＝6.6hz,3h)；¹³cnmr(151mhz,dmso)δ176.90,150.03,145.11,142.04,140.53,131.68,128.88,127.27,124.83,124.68,123.15,118.67,106.94,34.80,30.79,30.40,21.90,13.88.

实施例6

制备结构式如下的2-(2-噻吩基)喹啉-1h-4-酮

在实施例1中，所用的苯乙炔用等摩尔2-乙炔基噻吩替换，其他步骤与实施例1相同，得到固体2-(2-噻吩基)喹啉-1h-4-酮，其收率为84％，结构表征数据为：¹hnmr(600mhz,dmso)δ11.65(s,1h),8.10(d,j＝7.0hz,1h),8.01–7.59(m,4h),7.33(d,j＝36.4hz,2h),6.35(s,1h)；¹³cnmr(151mhz,dmso)δ176.78,143.51,140.38,136.17,131.90,129.56,128.52,128.17,124.63,123.41,118.58,106.14.

实施例7

制备结构式如下的2-戊基喹啉-1h-4-酮

在实施例1中，所用的苯乙炔用等摩尔1-庚炔替换，其他步骤与实施例1相同，得到固体2-戊基喹啉-1h-4-酮，其收率为45％，结构表征数据为：¹hnmr(600mhz,dmso)δ11.48(s,1h),8.04(d,j＝7.9hz,1h),7.61(t,j＝7.1hz,1h),7.53(d,j＝8.2hz,1h),7.27(t,j＝7.4hz,1h),5.92(s,1h),2.58(t,j＝7.7hz,2h),1.72–1.62(m,2h),1.32(d,j＝3.3hz,5h),0.88(t,j＝6.8hz,4h)；¹³cnmr(101mhz,dmso)δ177.58,154.01,140.63,131.88,125.23,125.13,123.17,118.33,108.10,33.68,31.17,28.48,22.29,14.31.

实施例8

制备结构式如下的6-甲基-2-苯基喹啉-1h-4-酮

在实施例1中，所用的2-碘苯胺用等摩尔4-甲基-2-碘苯胺替换，其他步骤与实施例1相同，得到固体6-甲基-2-苯基喹啉-1h-4-酮，其收率为82％，结构表征数据为：¹hnmr(600mhz,dmso)δ11.58(s,1h),7.99(d,j＝8.0hz,1h),7.82(d,j＝3.2hz,2h),7.56(d,j＝25.3hz,4h),7.17(d,j＝7.9hz,1h),6.29(s,1h),2.44(s,3h)；¹³cnmr(151mhz,dmso)δ176.82,149.75,141.83,140.68,134.28,130.33,128.95,127.34,124.90,124.71,122.91,117.96,107.23,21.37.

实施例9

制备结构式如下的6-甲基-2-(4-甲氧基苯基)喹啉-1h-4-酮

在实施例1中，所用的2-碘苯胺用等摩尔4-甲基-2-碘苯胺替换，苯乙炔用等摩尔4-甲氧基苯乙炔替换，其他步骤与实施例1相同，得到6-甲基-2-(4-甲氧基苯基)喹啉-1h-4-酮，其收率为90％，结构表征数据为：¹hnmr(600mhz,dmso)δ11.48(s,1h),7.97(d,j＝8.0hz,1h),7.78(d,j＝8.0hz,2h),7.53(s,1h),7.13(t,j＝8.8hz,3h),6.25(s,1h),3.84(s,3h),2.43(s,3h)；¹³cnmr(151mhz,dmso)δ176.78,160.99,149.46,141.71,140.64,128.76,126.25,124.77,124.66,122.77,117.88,114.38,106.37,55.45,21.38.

实施例10

制备结构式如下的6-甲基-2-(3-甲基苯基)喹啉-1h-4-酮

在实施例1中，所用的2-碘苯胺用等摩尔4-甲基-2-碘苯胺替换，苯乙炔用等摩尔3-甲基苯乙炔替换，其他步骤与实施例1相同，得到固体6-甲基-2-(3-甲基苯基)喹啉-1h-4-酮，其收率为91％，结构表征数据为：¹hnmr(600mhz,dmso)δ11.56(s,1h),8.00(d,j＝7.8hz,1h),7.60(dd,j＝29.9,23.4hz,3h),7.48–7.33(m,2h),7.16(d,j＝7.5hz,1h),6.28(s,1h),2.43(d,j＝10.0hz,6h)；¹³cnmr(151mhz,dmso)δ176.80,149.85,141.78,140.67,138.31,134.24,130.94,128.86,127.79,124.86,124.70,124.46,122.91,117.94,107.15,21.38,20.96.

实施例11

制备结构式如下的6-甲基-2-间氟苯基喹啉-1h-4-酮

在实施例1中，所用的2-碘苯胺用等摩尔4-甲基-2-碘苯胺替换，苯乙炔用等摩尔3-氟苯乙炔替换，其他步骤与实施例1相同，得到固体6-甲基-2-间氟苯基喹啉-1h-4-酮，其收率为70％，结构表征数据为：¹hnmr(600mhz,dmso)δ11.61(s,1h),8.00(d,j＝7.9hz,1h),7.80–7.57(m,3h),7.53(s,1h),7.43(s,1h),7.18(d,j＝7.6hz,1h),6.35(s,1h),2.45(s,3h)；¹³cnmr(151mhz,dmso)δ176.87,163.00,161.38,148.26,142.04,140.61,136.48,131.10(d,j＝8.3hz),124.89(d,j＝58.2hz),123.58,122.92,117.99,117.14(d,j＝20.8hz),114.33(d,j＝23.4hz),107.54,21.37.

实施例12

制备结构式如下的7-氟-2-苯基喹啉-1h-4-酮

在实施例1中，所用的2-碘苯胺用等摩尔5-氟-2-碘苯胺替换，其他步骤与实施例1相同，得到固体7-氟-2-苯基喹啉-1h-4-酮，其收率为75％，结构表征数据为：¹hnmr(600mhz,dmso)δ11.76(s,1h),8.16(dd,j＝8.7,6.6hz,1h),7.84(s,2h),7.66–7.44(m,4h),7.21(t,j＝7.8hz,1h),6.36(s,1h)；¹³cnmr(151mhz,dmso)δ176.25,164.44,162.89,150.47,133.96,130.54,129.02,127.99(d,j＝5.3hz),127.29,121.83,111.98(d,j＝16.9hz),107.50,103.78(d,j＝15.6hz)。