新型多取代Tröger’s base衍生物的合成及其晶体结构

李正义, 庄 跃, 朱美兰, 殷 乐, 孙小强*(. 常州大学 石油化工学院，江苏 常州 364; . 常州四药制药有限公司，江苏 常州 3004)

·研究论文·

新型多取代Tröger’s base衍生物的合成及其晶体结构

李正义1, 庄 跃1, 朱美兰2, 殷 乐1, 孙小强1*
(1. 常州大学 石油化工学院，江苏 常州 213164; 2. 常州四药制药有限公司，江苏 常州 213004)

以邻氨基二苯甲酮为原料，经两分子环化缩合反应制得6,12-二芳基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯(2a～2d); 2a～2d经LiAlH4还原制得6,12-二芳基-5,6,11,12-四氢二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛(3a～3d); 3a～3d与醛(或酮)反应，合成了一系列新型的多取代Tröger’s base衍生物(4a～4d和5a～7a)，其结构经1H NMR,13C NMR, HR-MS(ESI)和X-射线单晶衍射表征。通过分析架桥前后3a(CCDC: 1498564)和6a(CCDC: 1498555)的晶体结构，解释了该类化合物1H NMR中NCH质子及桥上取代基质子裂分的原因，并进一步证实了4～7为非C2轴对称结构。

多取代Tröger’s Base衍生物; 合成; 晶体结构; 质子裂分

1887年，Tröger[1]首次以对甲苯胺和甲醛为原料，在盐酸催化下合成了2,8-二甲基-6H,12H-5,11-甲基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛(TB, Chart 1)。至此，对TB类化合物的研究已有百年历史。由于TB特殊的倒V型扭折构型和C2轴手性[2]使其在分子识别[3-5]、催化[6-8]、医药[9-12]和新材料[13-18]等领域得到了广泛应用。

合成TB类化合物的方法主要有两种。(1)

Scheme 1

Chart 1

一步合成法：盐酸催化下甲缩醛和对甲苯胺反应合成TB。虽然该方法在后续研究工作中得到了大量改进，如利用Lewis酸(如AlCl3)[19], TFA[20]，超强酸[21]或离子液体[22]作催化剂，但该方法只适用于合成含烷基等推电子基团的对称TB衍生物。(2)片段合成法：先合成不同取代2-氨基-N-芳基苄胺中间体，然后与醛缩合环化合成TB衍生物[23-24]。该方法克服了一步合成法的底物缺陷，适用于合成不对称TB类衍生物，但也存在中间体的合成步骤较多，TB总收率相对较低等缺点。Didier D等[23]以1H-苯并[d][1,3]噁嗪-2,4-二酮为原料，先与对溴苯胺反应制得2-氨基-N-(4-溴苯基)苯甲酰胺，然后将酰胺还原制得2-氨基-N-(4-溴苯基)苄胺前体，最后与多聚甲醛在三氟乙酸催化下发生环化缩合反应，合成了不对称的2-溴-6H,12H-5,11-甲基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛，3步反应的总收率仅6.3%。

TB的结构修饰位点较为单一，多为芳环、杂环侧翼体系，对6,12-位亚甲基进行结构修饰的方法鲜有报道。Dawaigher S等[25]报道了一种由TB直接合成6,12-取代TB衍生物的方法。但是该方法的反应条件比较苛刻，且后处理复杂。因此，寻找一种简便、高效的合成多取代(尤其是6,12-取代)TB衍生物的方法具有重要的实际意义。

本文以邻氨基二苯甲酮(1a～1d)为原料，经两分子环化缩合反应制得6,12-二芳基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯(2a～2d); 2a～2d经LiAlH4还原制得6,12-二芳基-5,6,11,12-四氢二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛(3a～3d); 3a～3d与醛(或酮)反应，合成了一系列新型的多取代Tröger’s base衍生物(4a～4d和5a～7a, Scheme 1)，其结构经1H NMR,13C NMR, HR-MS(ESI)和X-射线单晶衍射表征。通过对比分析架桥前后3a和6a的晶体结构和1H NMR，研究了该类化合物的对称结构。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

SGW X-4型显微熔点仪；AVANCE 300 MHz型核磁共振仪(CDCl3为溶剂，TMS为内标)；Agilent 6540型质谱仪。

所用试剂均为分析纯。

1.2 合成

(1) 2a～2d的合成(以2a为例)

在单口烧瓶中依次加入1a 5.92 g(30 mmol)，无水氯化铝2.24 g(16.8 mmol)和氯苯45 mL，回流反应7～8 h。冷却至室温，减压蒸除溶剂，残余物用二氯甲烷(40 mL)溶解,依次用稀NaOH溶液和饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，抽滤,滤液浓缩后用混合溶剂[A=V(二氯甲烷) ∶V(乙醇)=1 ∶5]重结晶得2a 5.01 g。

用类似的方法合成2b～2d。

6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯(2a): 黄色固体,收率85%, m.p.185～187 ℃(191～193 ℃[26]);1H NMRδ: 7.78～7.75(m, 4H), 7.40～7.25(m, 8H), 7.05～6.95(m, 6H);13C NMRδ: 169.6, 159.9, 138.0, 131.1, 129.7, 129.4, 128.2, 127.6, 126.9, 123.4, 120.9。

6,12-二(3-甲基苯基)二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯(2b): 黄色固体,收率76%, m.p.190～191 ℃(190～191 ℃[27]);1H NMRδ: 7.13～7.10(m, 2H), 6.98～6.95(m, 2H), 6.88～6.85(m, 4H), 6.78～6.73(m, 8H), 4.51(s, 2H), 2.14(s, 6H);13C NMRδ: 150.8, 138.4, 136.2, 134.4, 129.0, 128.0, 124.6, 119.7, 109.9, 82.7, 20.9。

2,8-二氯-6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯(2c): 黄色固体,收率79%, m.p.216～218 ℃(217～219 ℃[26]);1H NMRδ: 7.74～7.71(m, 4H), 7.46～7.29(m, 8H), 6.99～6.95(m, 4H);13C NMRδ: 168.8, 150.2, 137.2, 131.6, 130.1, 129.4, 129.1, 128.4, 128.1, 127.2,122.5。

2,8-二氯-6,12-二(2-氟苯基)二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯(2d): 黄色固体,收率70%, m.p.219～220 ℃;1H NMRδ: 7.86～7.80(m, 2H, ArH), 7.48～7.40(m, 2H, ArH), 7.32～7.28(m, 2H, ArH), 7.24～7.18(m, 2H, ArH), 7.07～6.91(m, 6H, ArH);13C NMRδ: 165.9, 163.0, 159.6, 148.3, 133.1, 131.3, 130.1, 129.6, 126.0, 124.2, 122.7, 116.9, 116.6; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C26H15N2F2Cl2{[M+H]+}463.058 0, found 463.057 2。

(2) 3a～3d的合成(以3a为例)

在单口烧瓶中依次加入2a 5.01 g(14 mmol)，氢化铝锂0.66 g(17.4 mmol)和乙醚60 mL，回流反应12～16 h。冷却至室温，减压蒸除溶剂，加水10 mL，用CHCl3萃取，有机相用无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液浓缩后用混合溶剂A重结晶得3a 3.85 g。

用类似的方法合成3b～3d。

6,12-二苯基-5,6,11,12-四氢二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛(3a): 白色固体,收率76%, m.p.225～226 ℃;1H NMRδ: 7.34～7.21(m, 10H, ArH), 7.07～7.01(m, 2H, ArH), 6.82～6.72(m, 6H, ArH), 5.66(s, 2H, CH), 4.46(s, 2H, NH);13C NMRδ: 150.9, 141.3, 134.1, 129.1, 128.1, 127.2, 126.8, 124.6, 119.8, 110.1, 83.1; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C26H23N2{[M+H]+}363.186 1, found 363.186 8。

6,12-二(3-甲基苯基)-5,6,11,12-四氢二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛(3b): 白色固体,收率67%, m.p.203～204 ℃;1H NMRδ: 7.19～7.10(m, 8H, ArH), 7.07～7.01(m, 2H, ArH), 6.82～6.72(m, 6H, ArH), 5.64(s, 2H, CH), 4.55(s, 2H, NH), 2.32(s, 6H, CH3);13C NMRδ: 147.0, 140.4, 136.6, 131.2, 130.8, 129.1, 127.8, 127.3, 122.3, 121.1, 64.6, 21.1; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C28H27N2{[M+H]+}391.217 4, found 391.216 5。

2,8-二氯-6,12-二苯基-5,6,11,12-四氢二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛(3c): 白色固体,收率72%, m.p.227～228 ℃;1H NMRδ: 7.36～7.23(m, 10H, ArH), 7.03(dd,J=8.4 Hz, 2.4 Hz, 2H, ArH), 6.79～6.72(m, 4H, ArH), 5.59(s, 2H, CH), 4.57(s, 2H, NH);13C NMRδ: 145.0, 142.1, 132.4, 130.5, 128.7, 128.1, 127.6, 127.2, 126.3, 123.8, 64.5; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C26H21N2Cl2{[M+H]+}431.108 2, found 431.107 3。

2,8-二氯-6,12-二(2-氟苯基)-5,6,11,12-四氢二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛(3d): 白色固体,收率69%, m.p.219～220 ℃;1H NMRδ: 7.43～7.27(m, 10H, ArH), 7.15～7.14(m, 2H, ArH), 6.91(d,J=2.1 Hz, 2H, ArH), 5.33(s, 2H, CH), 4.85(s, 2H, NH);13C NMRδ: 144.9, 142.3, 137.4, 130.4, 130.1, 129.1, 128.9, 128.4, 127.9, 127.6, 127.5, 72.0; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C26H18N2F2Cl2{[M+H]+}466.081 5, found 466.082 1。

(3) 4a～4d和5a的合成(以4a为例)

在单口烧瓶中加入3a 1.81 g(5 mmol), 37%甲醛5 mL和甲苯30 mL，回流反应至终点(TLC检测，展开剂：B=乙酸乙酯/石油醚=1/6,V/V)。冷却至室温，减压蒸除溶剂，加水15 mL,用CH2Cl2(3×25 mL)萃取，合并有机相，用无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液浓缩后用混合溶剂(A=1/6)重结晶得4a 1.72 g。

用类似的方法合成4b～4d和5a(以37%乙醛替代37%甲醛)。

6,12-二苯基-6H,12H-5,11-甲基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛(4a): 白色固体,收率92%, m.p.171～173 ℃;1H NMRδ: 7.77(d,J=5.7 Hz, 1H, ArH), 7.49～7.28(m, 9H, ArH), 7.02～6.91(m, 4H, ArH), 6.83(d,J=7.8 Hz, 1H, ArH), 6.73～6.67(m, 1H, ArH), 6.24(d,J=6.6 Hz, 1H, ArH), 5.95(s, 1H, CH), 5.65(d,J=8.1 Hz, 1H, ArH), 5.49(s, 1H, CH), 4.40(q,J=12.9 Hz, 2H, CH2);13C NMRδ: 149.4, 143.6, 143.4, 140.2, 132.7, 131.5, 130.6, 129.5, 129.22, 129.19, 129.1, 129.0, 128.3, 128.2, 127.8, 127.4, 127.3, 125.4, 125.2, 123.8, 123.6, 70.3, 70.0, 62.8; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C27H23N2{[M+H]+}375.186 1, found 375.187 2。

6,12-二(3-甲基苯基)-6H,12H-5,11-甲基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛(4b): 白色固体,收率92%, m.p.213～214 ℃;1H NMRδ: 7.65(d,J=6.3 Hz, 1H, ArH), 7.43(d,J=7.8 Hz, 1H, ArH), 7.27～7.25(m, 4H, ArH), 7.17(d,J=7.8 Hz, 2H, ArH), 6.95～6.80(m, 5H, ArH), 6.75～6.69(m, 1H, ArH), 6.10(d,J=6.9 Hz, 1H, ArH), 5.91(s, 1H, CH), 5.70(d,J=8.1 Hz, 1H, ArH), 5.45(s, 1H, CH), 4.39(q,J=12.9 Hz, 2H, CH2), 2.38(s, 3H, CH3), 2.36(s, 3H, CH3);13C NMRδ: 149.4, 143.7, 140.6, 137.9, 137.11, 137.08, 132.6, 131.4, 130.8, 129.4, 129.3, 129.2, 129.0, 128.9, 128.0, 127.7, 125.3, 125.2, 123.7, 123.5, 70.1, 69.8, 62.7, 21.3, 21.1; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C29H27N2{[M+H]+}403.217 4, found 403.216 7。

2,8-二氯-6,12-二苯基-6H,12H-5,11-甲基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛(4c): 白色固体,收率85%, m.p.172～173 ℃;1H NMRδ: 7.73(d,J=6.3 Hz, 1H, ArH), 7.41～7.32(m, 9H, ArH), 7.10～7.24(m, 1H, ArH), 6.92(d,J=2.4 Hz, 1H, ArH), 6.85～6.84(m, 1H, ArH), 6.68(dd,J=8.7 Hz, 2.4 Hz, 1H, ArH), 6.28(d,J=6.6 Hz, 1H, ArH), 5.88(s, 1H, CH), 5.55(d,J=9.0 Hz, 1H, ArH), 5.38(s, 1H, CH), 4.33(q,J=12.9 Hz, 2H, CH2);13C NMRδ: 147.7, 147.2, 142.3, 142.0, 141.5, 139.0, 132.7, 132.1, 131.2, 130.53, 130.45, 129.4, 129.31, 129.29, 128.8, 128.7, 128.6, 128.5, 128.3, 127.9, 127.8, 126.6, 126.5, 125.9, 70.2, 69.8, 62.7; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C27H21N2Cl2{[M+H]+}443.108 2, found 443.108 8。

2,8-二氯-6,12-二(2-氟苯基)-6H,12H-5,11-甲基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛(4d): 白色固体,收率82%, m.p.>300 ℃;1H NMRδ: 7.55(dd,J=8.7 Hz, 3.0 Hz, 1H, ArH), 7.42～7.26(m, 8H, ArH), 7.24～7.17(m, 1H, ArH), 7.04(t,J=7.5 Hz, 1H, ArH), 6.95～6.82(m, 2H, ArH), 5.64(s, 2H, CH), 5.31(d,J=7.8 Hz, 1H, CH), 3.99(d,J=15.9 Hz, 2H, CH2);13C NMRδ: 163.3, 160.0, 147.6, 147.5, 147.3, 141.5, 130.8, 130.1, 130.04, 129.95, 129.92, 129.4, 129.3, 129.04, 128.97, 128.92, 128.89, 128.75, 128.69, 128.5, 128.2, 127.9, 126.6, 126.50, 126.45, 123.90, 123.85, 123.82, 116.0, 115.7, 69.9, 64.1, 64.0, 63.74, 63.71, 55.2; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C27H18N2FCl2{[M+H]+}478.081 5, found 478.081 1。

13-甲基-6,12-二苯基-6H,12H-5,11-甲基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛(5a): 白色固体,收率71%, m.p.169～171 ℃;1H NMRδ: 7.77～7.68(m, 3H, ArH), 7.48～7.24(m, 7H, ArH), 7.14(d,J=7.5 Hz, 1H, ArH), 7.01～6.89(m, 3H, ArH), 6.80～6.69(m, 2H, ArH), 6.06(d,J=7.8 Hz, 1H, ArH), 5.94(s, 1H, NCH), 5.77(d,J=8.1 Hz, 1H, ArH), 5.53(s, 1H, NCH), 4.72(q,J=6.9 Hz, 1H, NCHN), 0.99(d,J=6.9 Hz, 3H, CH3);13C NMRδ: 152.6, 143.1, 140.2, 132.8, 131.7, 131.3, 131.0, 129.5, 129.4, 128.5, 128.2, 128.1, 128.0, 127.7, 127.3, 127.1, 126.7, 125.7, 125.0, 123.6, 123.3, 71.9, 71.2, 66.9, 20.5; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C28H25N2{[M+H]+}389.201 8, found 389.201 0。

(4) 6a和7a的合成

在单口烧瓶中加入3a 1.50 g(4 mmol)，四异丙醇钛3.4 g(12 mmol)和丙酮30 mL，回流反应至终点(TLC检测，展开剂：B)。冷却至室温，减压蒸除溶剂，残余物用二氯甲烷(40 mL)溶解，依次用稀NaOH溶液和饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥，抽滤，滤液浓缩后经硅胶柱层析(洗脱剂：B)纯化得6a 1.37 g。

以环戊酮替代丙酮，用类似的方法合成7a。

13,13-二甲基-6,12-二苯基-6H,12H-5,11-甲基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛(6a): 白色固体,收率85%, m.p.196～198 ℃;1HNMRδ: 7.72(d,J=7.5 Hz, 3H, ArH), 7.49～7.41(m, 2H, ArH), 7.37～7.25(m, 5H, ArH), 7.14(d,J=7.5 Hz, 1H, ArH), 7.01～6.88(m, 3H, ArH), 6.77～6.64(m, 2H, ArH), 5.99(d,J=7.8 Hz, 1H, ArH), 5.88(s, 1H, CH), 5.76(d,J=8.1 Hz, 1H, ArH), 5.63(s, 1H, CH), 1.56(s, 3H, CH3), 1.01(s, 3H, CH3);13C NMRδ: 151.4, 143.9, 143.8, 140.8, 132.9, 132.5, 131.4, 130.9, 129.5, 128.7, 128.2, 128.04, 128.00, 127.9, 127.83, 127.80, 127.2, 126.5, 126.2, 125.3, 123.5, 123.2, 71.5, 69.2, 65.9, 29.4, 27.3; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C29H27N2{[M+H]+}403.217 4, found 403.218 2。

6′,12′-二苯基-6′H,12′H-螺[环戊烷-1,13′-[5,11]甲基二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛(7a): 白色固体,收率84%, m.p.214～215 ℃;1H NMRδ: 7.75～7.68(m, 3H, ArH), 7.50～7.28(m, 5H, ArH), 7.26～7.23(m, 2H, ArH), 7.14(d,J=7.2 Hz, 1H, ArH), 6.98～6.87(m, 3H, ArH), 6.75(d,J=7.8 Hz, 1H, ArH), 6.64(t,J=7.8 Hz, 1H, ArH), 5.99(d,J=7.8 Hz, 1H, ArH), 5.87(s, 1H, CH), 5.78(d,J=8.1 Hz, 1H, ArH), 5.60(s, 1H, CH), 2.21～1.79(m, 2H, CH2), 1.76～1.63(m, 2H, CH2), 1.58～1.00(m, 4H, CH2);13C NMRδ: 151.9, 144.8, 143.8, 141.0, 132.8, 132.14, 132.05, 130.7, 129.5, 128.9, 128.4, 128.2, 127.94, 127.91, 127.7, 127.6, 127.2, 126.5, 126.0, 125.1, 123.4, 123.0, 82.3, 69.2, 66.6, 36.83, 36.76, 22.08, 22.05; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C31H29N2{[M+H]+}429.233 1, found 429.232 4。

1.3 晶体结构测定

分别将3a(0.22 mm×0.19 mm×0.18 mm)和6a(0.32 mm×0.28 mm×0.27 mm)的单晶置于衍射仪上，用经石墨单色化的MoKα射线(λ=0.071 073 nm)，于296 K以ω-2θ扫描方式收集衍射点(13 022个和11 201个，其中独立衍射点2 178个和3 810个)。3a和6a的结构采用直接法解出[29]，经全矩阵最小二乘法修正，氢原子位置由理论加氢法确定。

2 结果与讨论

2.1 合成

首先，以1a～1d为原料，氯苯为溶剂，在无水三氯化铝催化下发生双分子脱水缩合环化反应制得2a～2d(70%～85%)[26-28]；然后，采用LiAlH4在乙醚中将2的C=N还原制得3a～3d (67%～76%); 最后,3a～3d与不同类型的醛、酮进行脱水缩合反应，高效地合成了4a～4d和5a～7a(71%～92%)。

在第3步架桥反应过程中，醛、酮与3的反应条件不同。以3a为模型底物，使用甲醛或乙醛架桥时，直接选用醛的水溶液(37%)参与反应，无需任何催化剂，在甲苯中回流反应即可合成4a(92%)和5a(71%)。但是选用丙酮或环戊酮架桥时，由于酮的反应活性相对较低且空间位阻较大，则需要以酮自身作溶剂，同时加入催化剂催化反应。以3a与丙酮的架桥反应为模型反应，分别考察了四异丙醇钛、无水氯化铝和四氯化钛的催化活性，结果表明：6a收率分别为85%, 13%和19%。因此，最佳催化剂为四异丙醇钛。

2.2 晶体结构

图1和图2分别为3a和6a的晶体结构和1H NMR谱图，表1为3a和6a的晶体结构参数。

图1 3a和6a的晶体结构

δ

Comp3a6aCCDC14985641498555EmpiricalformulaC26H22N2C29H26N2Formulaweight362．47402．53Temperature/K296296CrystalsystemmonoclinicmonoclinicSpacegroupP21/cC2/ca/nm8．9477(12)16．315(4)b/nm11．4292(15)7．8202(14)c/nm11．1688(11)34．198(6)α/(°)9090β/(°)123．19095．775(8)γ/(°)9090V/nm3955．8(2)4341．1(15)Z28Dc/g·cm-31．2591．232μ/mm-10．0740．072F(000)38417122θrange/(°)5．42～47．344．58～59．72Limitingindices-7≤h≤11-14≤k≤14-14≤l≤13-9≤h≤19-9≤k≤9-40≤l≤39Reflectionscollected/unique6190/2178[R(int)=0．0534]11591/3810[R(int)=0．0718]Data/restraints/parameters2178/0/1273810/0/280GOFonF21．0160．961R1，wR2a0．0621，0．19070．0626，0．1533R1，wR2b0．1123，0．24220．1148，0．1854

a[I>2σ(I)];b[all data]。

由图1可见，架桥前后八元环骨架的构象不同。架桥前，3a的空间群为P21/c，八元环骨架呈现椅式构象，四个苯环两两对称分布，整个分子为中心对称结构，导致1H NMR中八元环骨架上两个NCH的吸收峰只呈现一个单峰。架桥后，6a的空间群为C2/c，与经典的TB结构类似，八元环骨架呈现倒V型构象，其中八元环骨架并连的两个苯环(C8～C12), (C14～C19)和一个取代苯环(C1～C6)处于同侧，另一个取代苯环(C21～C26)处于异侧，整个分子为非对称结构，导致1H NMR中八元环骨架上两个NCH的吸收峰为两个单峰，且桥上两个甲基质子也表现为两个单峰。此外，6a苯环上芳氢的裂分组数也明显增多。

此外，与经典的C2轴对称TB衍生物结构不同，6,12-二芳基取代TB衍生物具有特殊的立体结构，其1H NMR谱中显示八元氮杂环骨架上的两个NCH质子的吸收峰为两个单峰，表明该类化合物为非C2轴对称结构。

合成了一系列结构新颖的多取代TB衍生物(4a～4d和5a～7a)。该方法具有修饰方法简单、操作简便和收率高等特点，尤其是可以方便地引入6,12-取代基和不同的桥环。通过对比分析架桥前后3a和6a的晶体结构和1H NMR，解释了该类化合物的1H NMR中NCH质子和桥上取代基质子裂分的原因，证实了该类化合物的非C2轴对称结构，为该类化合物的结构和应用研究提供了重要参考。

[1] Tröger J. Ueber einige mittelst nascirendenformaldehydes entstehende basen[J].J Prakt Chem,1887,36：225-245．

[2] Slater N H， Buckley B R， Elsegood M R J，etal. Controlling the assembly of C2-symmetric molecular tectons using a thiocarbamate appended carbocyclic cleft molecule analogous to Tröger′s base[J].Cryst Growth Des,2016,16(7)：3846-3852．

[3] Shanmugaraju S， Dabadie C， Byrne K，etal. A supramolecular Tröger’s base derived coordination zinc polymer for fluorescent sensing of phenolic-nitroaromatic explosives in water[J].Chem Sci,2017,8(2)：1535-1546．

[4] Kejík Z， Bríza T， Havlík M，etal. Specific ligands based on Tröger’s base derivatives for the recognition of glycosaminoglycans[J].Dyes Pigments, 2016,134：212-218．

[5] Bhaskar R M， Shailaja M， Manjula A，etal. Design and synthesis of Troger’s base ditopic receptors:Host-guest interactions,a combined theoretical and experimental study[J].Org Biomol Chem,2015,13(4)：1141-1149．

[6] Du X， Sun Y， Tan B，etal. Tröger’s base-functionalised organic nanoporous polymer for heterogeneous catalysis[J].Chem Commun,2010,46(6)：970-972．

[7] Wu H， Chen X M， Wan Y，etal. Stereoselective Mannich reactions catalyzed by Tröger’s base derivatives in aqueous media[J].Tetrahedron Lett,2009,50(9)：1062-1065．

[8] Cabreroantonino J R， García T， Rubiomarqués P，etal. Synthesis of organic-inorganic hybrid solids with copper complex framework and their catalytic activity for theS-arylation and the azide-alkyne cycloaddition reactions[J].Acs Catal,2011,1(2)：147-158．

[9] Murphy S， Bright S A， Poynton F E，etal. Synthesis,photophysical and cytotoxicity evaluations of DNA targeting agents based on 3-amino-1,8-naphthalimide derived Tröger’s bases[J].Org Biomol Chem,2014,12(34)：6610-6623．

[10] Kaplánek R， Havlík M， Dolensk B，etal. Synthesis and biological activity evaluation of hydrazone derivatives based on a Tröger’s base skeleton[J].Bioorg Med Chem,2015,23(7)：1651-1659．

[11] Manda B R， Alla M， Ganji R J，etal. Discovery of Tröger’s base analogues as selective inhibitors against human breast cancer cell line: design, synthesis and cytotoxic evaluation[J].Eur J Med Chem, 2014,86：39-47．

[12] Shishkanova T V， Havlík M， Dendisová M，etal. Synthesis and deposition of Tröger base polymer on electrode surface for potentiometric detection of neuroblastoma tumor marker metabolite[J].Chem Commun,2016,52(80)：11991-11994．

[13] Xiao Y， Zhang L， Xu L，etal. Molecular design of Tröger’s base-based polymers with intrinsic microporosity for gas separation[J].J Membrane Sci,2017,521：65-72．

[14] Zhuang Y， Seong J G， Do Y S，etal. Soluble,microporous,Troger’s Base copolyimides with tunable membrane performance for gas separation[J].Chem Commun,2016,52(19)：3817-3820．

[15] Neogi I， Jhulki S， Ghosh A，etal. Amorphous host materials based on Troger's base scaffold for application in phosphorescent organic light-emitting diodes[J].Acs Appl Mater Interfaces,2015,7(5)：3298-3305．

[16] Braukyla T， Sakai N， Daskeviciene M，etal. Synthesis and investigation of the V-shaped Tröger’s base derivatives as hole-transporting materials[J].Chem Asian J,2016,11(14)：2049-2056．

[17] Neogi I， Jhulki S， Rawat M，etal. Organic amorphous hole-transporting materials based on Tröger’s base:Alternatives to NPB[J].Rsc Adv,2015,5(34)：26806-26810．

[18] 褚衍环,韩辉,李维,等. 具有聚集态荧光增强性质的新型Tröger′s Base衍生物的合成与表征[J].有机化学,2016,36(2):336-345.

[19] Satishkumar S， Periasamy M. Chiral recognition of carboxylic acids by Tröger’s base derivatives[J].Tetrahedron Asymmetry,2009,20(19)：2257-2262．

[20] Ghanem B， Alaslai N， Miao X，etal. Novel 6FDA-based polyimides derived from sterically hindered Tröger′s base diamines:Synthesis and gas permeation properties[J].Polymer,2016,96：13-19．

[21] Vardelle E， Martin-Mingot A， Jouannetaud M P，etal. An efficient access to new Tröger’s bases using superacidic chemistry[J].Tetrahedron Lett,2009,50(10)：1093-1096．

[22] Hui W， Pu Z， Yang S，etal. Convenient syntheses of Tröger’s base derivatives in ionic liquids[J].Synlett,2007,38(25)：336-338．

[23] Didier D， Sergeyev S. Bromination and iodination of 6H,12H-5,11-methanodibenzo[b,f][1,5]diazocine:A convenient entry to unsymmetrical analogs of Tröger’s base[J].Eur J Org Chem,2007,(23)：3905-3910．

[24] Webb T H， Wilcox C S. Improved synthesis of symmetrical and unsymmetrical 5,11-methanodibenzo[b,f][1,5]diazocines:Readily available nanoscale structural units[J].J Org Chem,1990,21(28)：269-272．

[25] Dawaigher S， Månsson K， Ascic E，etal. A protocol for theexo-mono andexo,exo-bis functionalization of the diazocine ring of Tröger's base[J].J Org Chem,2015,80(24)：12006-12014．

[26] Metlesics W， Resnick T， Silverman G，etal. 6,12-Diphenyldibenzo[b,f][1,5]diazocines[J].J Med Chem,1966,9(4)：633-634．

[27] Zhao N， Qiu L， Wang X，etal. Trifluoroacetic acid catalyzed dibenzodiazocine synthesis:Optimization and mechanism study[J].Tetrahedron,2012,68(47)：9665-9671．

[28] Pettersson B， Bergman J， Svensson P H. Synthetic studies towards 1,5-benzodiazocines[J].Tetrahedron,2013,69(12)：2647-2654．

[29] Sheldrick G M. A short history of SHELX[J].Acta Cryst,2008,64(1)：112-122．

告 作 者

为适应我国信息化建设需要,实现科技期刊编辑、出版、发行工作的电子化,推进科技信息交流网络化的进程,扩大作者学术交流渠道,本刊已加入《中国学术期刊(光盘版)》，“中国期刊网”，超星“域出版”，“万方数据——数字化期刊群”，“中教数据”和博看网等出版平台。

作者著作权使用费与本刊稿酬一次性给付。如作者不同意将文章编入该数据库,请在来稿时声明,本刊将作适当处理。

本刊所载论文经“学术不端文献检测系统”检测，凡属“疑似学术不端文献”[由“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社”提供]均在所有网络版中删除。

《合成化学》编辑部

Synthesis and Crystal Structures of Multi-substitutedTröger’s Base Derivatives

LI Zheng-yi1, ZHUANG Yue1, ZHU Mei-lan2, YIN Yue1, SUN Xiao-qiang1*

(1. School of Petrochemical Engineering, Changzhou University, Changzhou 213164, China;2. Changzhou Siyao Pharmaceuticals Co., Ltd., Changzhou 213004, China)

6,12-Diaryldibenzo[b,f][1,5]diazocines(2a～2d) were obtained by two molecules cyclizative condensation, using 2-aminobenzophenones as raw material. 6,12-Diaryl-5,6,11,12-tetrahydrodibenzo[b,f][1,5]diazocines(3a～3d) were achieved by LiAlH4-reduction of 2a～2d. A series of novel multi-substituted Tröger’s base derivatives(4a～4d and 5a～7a) were synthesized by the reaction of 3a～3d with different alydehydes or ketones. The structures were characterized by1H NMR,13C NMR, HR-MS(ESI) and X-ray single crystal diffraction. The splitting of protons of NCH and substituents in bridge in1H NMR was well explained by analyzing crystal structures of 3a(CCDC: 1498564) and 6a(CCDC: 1498555), which further confirmed that 4～7 adopted non-C2-axisymmetric structure.

multi-substituted Tröger’s base derivative; synthesis; crystal structure; proton spliting

2017-04-11

国家自然科学基金资助项目(21572026)； 江苏省高校自然科学研究重大项目(14KJA150002)； 江苏省先进催化与绿色制造协同创新中心资助项目(ACGM2016-06-05)

李正义(1979-)，男，汉族，江苏扬州人，博士，主要从事有机合成和催化的研究。 E-mail: zyli@cczu.edu.cn

孙小强，教授， E-mail: sunxiaoqiang@yahoo.com

O621.3; O625.63

A

10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2017.08.17084