一种5‑氢‑1,4‑苯并二氮杂卓类化合物及其合成方法与流程

本发明属于杂环化合物及其合成技术领域，特别涉及一种5-氢-1，4-苯并二氮杂卓类化合物及其合成方法。

背景技术：

苯并二氮杂卓类结构单元存在于一系列具有生理活性的天然产物及药物分子中；例如，1，5-苯并二氮杂卓是一类具有重要药理活性和生理活性的化合物，常用作抗焦虑、抗抑郁剂、抗惊厥、镇静、镇痛等方面的药物，此外，该类化合物还具有抗菌、抗病毒和拮抗等作用；而1，4-苯并二氮杂卓类化合物也显示出良好的生物活性，如常用作抗焦虑、抗抑郁剂等药物。

作为一类重要的1，4-苯并二氮杂卓类化合物，5-氢-1，4-苯并二氮杂卓类化合物的研究较少。就其合成方法而言，目前只在有限的文献中报道、采用多步反应，或反应产率较低；如Hulme等人使用2-氨基苄胺类化合物、二酮化合物、和异腈类化合物反应来制备5-氢-1，4-苯并二氮杂卓类化合物，但反应所得到的产率较低，只有14-56％的产率(Ayaz，M.；Martinez-Ariza，G.；Hulme，C.Synlett 2014，1680.)；Crescentini等人使用2-氨基苄胺类化合物与1，2-二氮杂-1，3-二烯化合物实现了5-氢-1，4-苯并二氮杂卓类化合物的合成，但反应的收率较低且1，2-二氮杂-1，3-二烯化合物的合成需要多步反应得到(Attanasi，O.A.；Crescentini，L.D.；Favi，G.；Mantellini，F.；Nicolini，S.J.Org.Chem.2011，76，8320.)。因此，寻找一种原料廉价易得、反应操作简单、产物收率高的合成5-氢-1，4-苯并二氮杂卓类化合物的方法具有重要的意义。

技术实现要素：

本发明提供一种5-氢-1，4-苯并二氮杂卓类化合物，在反应温度50～140℃，碘单质或碘化物为催化剂下，以1，2-二取代乙炔类化合物和2-氨基苄胺类化合物为原料制得所述的化合物，解决现有技术中的上述缺陷，具有原料廉价易得、反应操作简单、产物收率高等优点。

本发明的技术方案如下：

一种5-氢-1，4-苯并二氮杂卓类化合物，其结构通式为：

其中，R¹选自氢原子、甲基或氟；R²和R³分别选自苯基衍生物、萘基或噻吩。

本发明还公开一种上述的5-氢-1，4-苯并二氮杂卓类化合物的合成方法，包括以下步骤：

(1)向反应装置中，分别加入1～50mol％的碘单质或碘化物催化剂、1，2-二取代乙炔类化合物和有机溶剂，在50～140℃加热下反应；

(2)之后，再加入2-氨基苄胺类化合物和酸性化合物，继续加热反应；

(3)反应完全后，经后处理得到所述的5-氢-1，4-苯并二氮杂卓类化合物。

优选为，所述的碘化物为碘化钾、碘化钠或二乙酸碘苯中的一种；所述的催化剂更为优选为碘单质；

优选为，所述的1，2-二取代乙炔类化合物为1，2-二(4-甲基苯基)乙炔、1，2-二(4-乙基苯基)乙炔、1，2-二(4-叔丁基苯基)乙炔、1，2-二(4-甲氧基苯基)乙炔、1，2-二(3-甲氧基苯基)乙炔、1，2-二(4-氟基苯基)乙炔、1，2-二(1-萘基)乙炔、1，2-二(2-噻吩基)乙炔、1-苯基-2-(4-甲基苯基)乙炔、1-(4-甲氧基苯基)-2-苯基乙炔、1-(4-氟苯基)-2-苯基乙炔、1-(4-甲酸甲酯苯基)-2-苯基乙炔、1-(1-萘基)-2-苯基乙炔、1-(4-甲氧基苯基)-2-(4-甲基苯基)乙炔、1-(4-氟苯基)-2-(4-甲氧基苯基)乙炔或1-(4-甲氧基苯基)-2-(1-萘基)乙炔中的一种。

优选为，所述的有机溶剂为乙酸乙酯、正己烷、环己烷、四氢呋喃、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、乙腈、甲苯、苯、二甲苯、1，4-二氧六环、甲醇、N，N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜或甲基叔丁基醚中的一种；更为优选为二甲基亚砜。

优选为，所述的2-氨基苄胺类化合物为2-氨基苄胺、2-胺甲基-4-氟苯胺、2-胺甲基-4-甲基苯胺、2-胺甲基-5-甲基苯胺或2-胺甲基-6-甲基苯胺中的一种。

优选为，所述的酸性化合物为甲酸、乙酸、苯甲酸、盐酸、硫酸或磷酸中的一种，更为优选为乙酸。

优选为，所述的催化剂、所述的炔烃和所述的2-氨基苄胺类化合物的摩尔比为1∶(1-100)∶(1-500)；更为优选为1∶(1-50)∶(1-200)，特别优选为1∶(1-20)∶(1-80)。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

一、本发明的一种5-氢-1，4-苯并二氮杂卓类化合物，结构上具有较大的新颖性，可为今后对该类化合物的活性等研究提供了重要的基础；

二、本发明的一种5-氢-1，4-苯并二氮杂卓类化合物，首次以碘单质或碘化物为催化剂，以2-氨基苄胺类化合物和1，2-二取代乙炔类化合物为起始原料合成5-氢-1，4-苯并二氮杂卓类化合物，该方法具有原料廉价易得、反应操作简单、产物收率高等优点。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明的一种5-氢-1，4-苯并二氮杂卓类化合物的结构通式；

图2为本发明的一种5-氢-1，4-苯并二氮杂卓类化合物的合成路线图；

图3为本发明实施例4的2，3-二(4-甲氧基苯基)-5-氢-1，4-苯并二氮杂卓化合物的氢谱核磁谱图；

图4为本发明实施例4的2，3-二(4-甲氧基苯基)-5-氢-1，4-苯并二氮杂卓化合物的碳谱核磁谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应该理解，这些实施例仅用于说明本发明，而不用于限定本发明的保护范围。在实际应用中本领域技术人员根据本发明做出的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。

为了更好的说明本发明，下方结合附图对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明的一种5-氢-1，4-苯并二氮杂卓类化合物，其结构通式(I)为：

其中，R¹选自氢原子、甲基或氟；R²和R³分别选自苯基衍生物、萘基或噻吩。

本发明的一种5-氢-1，4-苯并二氮杂卓类化合物的合成路线如图2所示；其具体的合成方法，包括以下步骤：

(1)向反应装置中，依次加入1～50mol％的碘单质催化剂、1，2-二取代乙炔类化合物和有机溶剂，在50～140℃加热下反应；

(2)反应一段时间后，再依次加入2-氨基苄胺类化合物和酸性化合物，继续加热反应；

(3)反应完全后，经柱层析得到所述的5-氢-1，4-苯并二氮杂卓类化合物。

在步骤(1)中，反应温度可选择为80-140℃，一般在反应过程中会更为选择为130℃；在步骤(2)中，反应温度可选择为80-120℃，一般在反应过程中会更为选择为100℃。

以下通过若干个实施例用以阐述本发明上述技术方案的可行性，并达到对充分公开本发明的要求，支持本发明所要求保护的权利要求。

实施例1

2，3-二(4-甲基苯基)-5-氢-1，4-苯并二氮杂卓(化合物1)的合成，其结构式为：

制备方法一：向反应管中，依次加入10.1mg碘单质、41.2mg 1，2-二(4-甲基苯基)乙炔、2mL二甲基亚砜，在130℃油浴中反应24小时，反应液冷却到室温，然后再依次加入97.7mg 2-氨基苄胺和1mL乙酸，并置于100℃油浴中反应20小时，最后经常规后处理得到48.0mg化合物1，产率74％。

制备方法二：向反应管中，依次加入12.9mg二乙酸碘苯、41.2mg 1，2-二(4-甲基苯基)乙炔、2mL二甲基亚砜，在130℃油浴中反应24小时，反应液冷却到室温，然后再依次加入97.7mg 2-氨基苄胺和1mL乙酸，并置于100℃油浴中反应20小时，最后经常规后处理得到3.0mg化合物1，产率5％。

制备方法三：向反应管中，依次加入10.1mg碘单质、41.2mg 1，2-二(4-甲基苯基)乙炔、2mL二甲基亚砜，在130℃油浴中反应24小时，反应液冷却到室温，然后再依次加入97.7mg 2-氨基苄胺和1.0g苯甲酸，并置于100℃油浴中反应20小时，最后经常规后处理得到47.0mg化合物1，产率72％。

化合物1的熔点为150-152℃。

化合物1的核磁表征结果为：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ7.72(d，J＝8.0Hz，2H)，7.51(d，J＝7.7Hz，1H)，7.45-7.30(m，4H)，7.21-7.09(m，3H)，7.00(d，J＝7.8Hz，2H)，4.81(d，J＝10.6Hz，1H)，3.95(d，J＝10.6Hz，1H)，2.31(s，3H)，2.22(s，3H)；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ 21.4，21.5，54.7，125.6，126.5，127.9，128.3，128.5，129.1，129.3，131.0，134.9，135.2，140.0，141.0，147.7，160.4，164.7.

化合物1的高分辨质谱HRMS(ESI)计算为：C₂₃H₂₁N₂(M+H)⁺，325.1705，发现：325.1694。

实施例2

2，3-二(4-乙基苯基)-5-氢-1，4-苯并二氮杂卓(化合物2)的合成，其结构式为：

向反应管中，依次加入10.1mg碘单质、46.8mg 1，2-二(4-乙基苯基)乙炔、2mL二甲基亚砜，在130℃油浴中反应24小时，反应液冷却到室温，然后再依次加入97.7mg 2-氨基苄胺和1mL乙酸，并置于100℃油浴中反应20小时，最后经常规后处理得到55.0mg化合物2，产率78％。

化合物2的熔点为81-82℃。

化合物2的核磁表征结果为：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ 7.76(d，J＝8.2Hz，2H)，7.50(d，J＝7.8Hz，1H)，7.45(d，J＝8.2Hz，2H)，7.36(t，J＝8.0Hz，1H)，7.21-7.15(m，3H)，7.05(d，J＝8.1Hz，2H)，4.81(d，J＝10.6Hz，1H)，3.95(d，J＝10.6Hz，1H)，2.64(q，J＝7.6Hz，2H)，2.55(q，J＝7.6Hz，2H)，1.21(t，J＝7.6Hz，3H)，1.13(t，J＝7.6Hz，3H)；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ 15.2，15.3，28.7，28.9，54.7，125.6，126.5，127.9，128.0，128.2，128.4，128.5，128.6，131.0，135.1，135.4，146.4，147.3，147.7，160.4，164.8.

化合物2的高分辨质谱HRMS(ESI)计算为：C₂₃H₂₅N₂(M+H)⁺，353.2018，发现：353.2015。

实施例3

2，3-二(4-叔丁基苯基)-5-氢-1，4-苯并二氮杂卓(化合物3)的合成，其结构式为：

向反应管中，依次加入10.1mg碘单质、58.1mg 1，2-二(4-叔丁基苯基)乙炔、2mL二甲基亚砜，在130℃油浴中反应24小时，反应液冷却到室温，然后再依次加入97.7mg 2-氨基苄胺和1mL乙酸，并置于100℃油浴中反应20小时，最后经常规后处理得到69.5mg化合物3，产率85％。

化合物3的熔点为136-138℃。

化合物3的核磁表征结果为：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ 7.79(d，J＝8.5Hz，2H)，7.49(d，J＝8.4Hz，3H)，7.35(d，J＝7.8Hz，3H)，7.34(t，J＝7.4Hz，1H)，7.24(d，J＝7.8Hz，2H)，7.16(t，J＝7.4Hz，1H)，4.80(d，J＝10.6Hz，1H)，3.94(d，J＝10.6Hz，1H)，1.30(s，9H)，1.22(s，9H)；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ 31.2，31.3，34.8，35.0，54.7，125.4，125.5，125.7，127.9，128.1，128.3，128.5，131.0，134.8，135.1，147.8，153.2，154.2，160.2，164.7.

化合物3的高分辨质谱HRMS(ESI)计算为：C₂₉H₃₃N₂(M+H)⁺，409.2644，发现：409.2643。

实施例4

2，3-二(4-甲氧基苯基)-5-氢-1，4-苯并二氮杂卓(化合物4)的合成，其结构式为：

向反应管中，依次加入10.1mg碘单质、47.6mg 1，2-二(4-甲氧基苯基)乙炔、2mL二甲基亚砜，在130℃油浴中反应24小时，反应液冷却到室温，然后再依次加入97.7mg 2-氨基苄胺和1mL乙酸，并置于100℃油浴中反应20小时，最后经常规后处理得到63.4mg化合物4，产率89％。

化合物4的熔点为148-150℃。

化合物4的核磁表征结果为：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ 7.78(d，J＝8.9Hz，2H)，7.52-7.43(m，3H)，7.40-7.36(m，2H)，7.17(td，J＝7.5，1.1Hz，1H)，6.85(d，J＝8.9Hz，2H)，6.72(d，J＝8.9Hz，2H)，4.78(d，J＝10.6Hz，1H)，3.94(d，J＝10.6Hz，1H)，3.77(s，3H)，3.70(s，3H)；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ 54.6，55.3，55.4，113.8，114.0，125.5，126.3，127.9，128.5，130.0，130.3，130.4，130.6，131.0，147.8，159.7，160.9，161.6，164.1.

化合物4的氢谱核磁谱图如图3所示，碳谱核磁谱图如图4所示。

化合物4的高分辨质谱HRMS(ESI)计算为：C₂₃H₂₁N₂O₂(M+H)⁺，357.1603，发现：357.1601。

实施例5

2，3-二(3-甲氧基苯基)-5-氢-1，4-苯并二氮杂卓(化合物5)的合成，其结构式为：

向反应管中，依次加入10.1mg碘单质、47.6mg 1，2-二(3-甲氧基苯基)乙炔、2mL二甲基亚砜，在130℃油浴中反应24小时，反应液冷却到室温，然后再依次的加入97.7mg 2-氨基苄胺和1mL乙酸，并置于100℃油浴中反应20小时，最后经常规后处理得到52.8mg化合物5，产率74％。

化合物5的熔点为145-146℃。

化合物5的核磁表征结果为：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ 7.53(d，J＝7.7Hz，1H)，7.49(s，1H)，7.43-7.34(m，2H)，7.29(d，J＝7.4Hz，1H)，7.25-7.14(m，3H)，7.08(t，J＝7.7Hz，1H)，6.99(d，J＝7.4Hz，1H)，6.90(d，J＝7.2Hz，1H)，6.79(d，J＝7.2Hz，1H)，4.85(d，J＝10.6Hz，1H)，3.96(d，J＝10.6Hz，1H)，3.79(s，3H)，3.71(s，3H)；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ54.8，55.3，55.4，112.4，112.6，116.3，117.1，121.3，121.7，125.7，126.9，128.0，128.6，129.4，129.6，130.7，138.8，139.2，147.5，159.6，159.8，160.4，164.5.

化合物5的高分辨质谱HRMS(ESI)计算为：C₂₃H₂₁N₂O₂(M+H)⁺，357.1603，发现：357.1591。

实施例6

2，3-二(4-氟基苯基)-5-氢-1，4-苯并二氮杂卓(化合物6)的合成，其结构式为：

向反应管中，加入10.1mg碘单质、42.8mg 1，2-二(4-氟基苯基)乙炔、2mL二甲基亚砜，在130℃油浴中反应24小时，反应液冷却到室温，然后再依次加入97.7mg 2-氨基苄胺和1mL乙酸，并置于100℃油浴中反应20小时，最后经常规后处理得到51.2mg化合物6，产率77％。

化合物6的熔点为121-123℃。

化合物6的核磁表征结果为：¹H NMR(400MHz，CDCl₃)：δ 7.80(dd，J＝8.7，5.4Hz，2H)，7.56-7.44(m，3H)，7.39(t，J＝7.5Hz，2H)，7.23(t，J＝7.5Hz，1H)，7.04(t，J＝8.6Hz，2H)，6.90(d，J＝8.6Hz，2H)，4.85(d，J＝10.6Hz，1H)，3.94(d，J＝10.6Hz，1H)；¹³C NMR(100MHz，CDCl₃)δ 54.8，115.6(d，J＝22.0Hz)，115.9(d，J＝22.0Hz)，126.9(d，J＝224.0Hz)，127.9(d，J＝166.0Hz)，130.5(d，J＝8.0Hz)，130.6，130.7(d，J＝9.0Hz)，133.5(d，J＝3.1Hz)，133.9(d，J＝3.1Hz)，147.4，159.1，162.5，163.0，165.0，165.5.

化合物6的高分辨质谱HRMS(ESI)计算为：C₂₁H₁₅N₂F₂(M+H)⁺，333.1203，发现：333.1205。

实施例7

2-(4-甲氧基苯基)-3-(4-氟基苯基)-5-氢-1，4-苯并二氮杂卓(化合物7)的合成，其结构式为：

向反应管中，加入10.1mg碘单质、45.3mg 1-(4-氟基苯基)-2-(4-甲氧基苯基)乙炔、2mL二甲基亚砜，在130℃油浴中反应24小时，反应液冷却到室温，然后再依次加入97.7mg 2-氨基苄胺和1mL乙酸，并置于100℃油浴中反应20小时，最后经常规后处理得到48.9mg化合物7，产率71％。

化合物7的熔点为140-142℃。

化合物7的核磁表征结果为：1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ7.75(d，J＝8.9Hz，2H)，7.62-7.45(m，3H)，7.39(t，J＝7.9Hz，2H)，7.31-7.14(m，1H)，7.06-6.80(m，4H)，4.83(d，J＝10.6Hz，1H)，3.96(d，J＝10.6Hz，1H)，3.81(s，3H)；13C NMR(100MHz，CDCl3)δ29.8，55.1(d，J＝65.7Hz)，114.1，115.5(d，J＝22.0Hz)，125.7，127.6(d，J＝213.1Hz)，128.0，130.3，130.5(d，J＝9.1Hz)，130.7，134.0，147.7，159.3，161.8，162.5，163.5.

化合物7的高分辨质谱HRMS(ESI)计算为：C22H18N2FO(M+H)+，345.1403，发现：345.1404。

本发明首次以碘单质或碘化物为催化剂，以2-氨基苄胺类化合物和炔烃化合物为起始原料，在加热条件下反应，得到5-氢-1，4-苯并二氮杂卓类化合物，该方法具有原料廉价易得、反应操作简单、产物收率高等优点；本发明合成的一系列5-氢-1，4-苯并二氮杂卓类化合物，为今后对该类化合物的研究提供了重要的基础。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。