酸催化下两分子偶氮萘关环制备二苯并吩嗪胺基甲酸酯

2020-06-12易俊丹

云南化工 2020年5期

易俊丹

(西华师范大学化学化工学院，四川南充 637000)

1 研究背景

吩嗪骨架是一种特殊的杂环支架，广泛存在于各种天然产物和生物活性化合物中，在细菌生态适应性等多种生化变化中发挥重要作用，并表现出抗癌和抗疟疾作用[1]。2012年，Xiang小组通过邻碘苯胺合成了吩嗪，产率中等，且反应温度较高[2]。2016年，Seth小组通过C-H活化形成C-N键合成了吩嗪，产率较高，但反应时间太长[3]。2018年，Rajesh小组在温和条件下，在硅胶存在下，以中等的产率得到了目标产物吩嗪。但是，总是存在副产物[4]。同年，Yoshinori小组以较高产率合成了吩嗪，但是需要在惰性氛围中[5]。

2 课题的提出

基于此，我们想发展一个全新的合成方法。我们设想偶氮萘在酸催化下能否发生两分子关环反应得到吩嗪骨架。

3 实验部分

3.1 实验试剂和仪器

实验试剂均在安耐吉、麦克林、阿达马斯等公司购买。主要实验仪器有BSA224S电子天平、R205旋转蒸发仪、Bruker-X射线单晶衍射仪。

3.2 反应过程

取一只干燥的反应试管，向其中加入偶氮萘1a （0.1mmol），（PhO）2PO2H（1eq），CH3CN（1mL），在25℃反应48 h，经柱层析得到目标产物2a。我们对产物2a用扩散法进行单晶培养，用Bruker-X单晶衍射仪确定了单晶2a的绝对构型。

4 实验数据分析

4.1 反应条件优化

我们首先对催化剂进行了考察。以（PhO）2PO2H（1eq）和 PhSO3H（1eq）为催化剂，CH3CN（1mL）为溶剂，在25℃下反应48 h。考察结果显示：当催化剂为（PhO）2PO2H时，达到了48%yield，产率相对较高（表1，Entry1）。因此我们选择（PhO）2PO2H为最优催化剂。我们又对催化剂的量进行了考察。以（PhO）2PO2H（1eq、1.2 eq）为催化剂，CH3CN （1mL）为溶剂，在25℃下反应48h。考察结果显示：当（PhO）2PO2H用量为1.2eq时，达到50%yield，反应时间缩短为24 h（表 1，Entry3）。因此我们选择（PhO）2PO2H最佳用量为1.2 eq。

在考察完催化剂以后，我们对氧化剂进行了考察。以（PhO）2PO2H （1.2eq）为催化剂， DQ（1eq）为氧化剂，CH3CN（1mL）为溶剂，在25℃下反应24 h。考察结果显示：当DQ作氧化剂时，产率升高，达到60%yield（表1，Entry 4）。因此我们选择DQ为最佳氧化剂。又对氧化剂的量进行了考察。我们以（PhO）2PO2H（1.2eq）为催化剂，以DQ（1eq、1.2eq）为氧化剂，CH3CN（1mL）为溶剂，在25℃下反应24 h。考察结果显示：当DQ用量为1.2 eq时，达到66%yield（表1，Entry 5）。因此，我们选DQ最佳用量为1.2 eq。

接着，我们对溶剂进行考察。以（PhO）2PO2H（1.2 eq）为催化剂，DQ（1.2 eq）为氧化剂，溶剂用量为1mL，在25℃下反应24 h，考察了CH3CN和EA对反应的影响。考察结果显示：当CH3CN做溶剂时，达到66%yield（表1，Entry 5）。因此，我们选CH3CN作为最佳溶剂。

最后，在确定了以上最优条件后，我们又对温度进行了考察。以（（PhO）2PO2H（1.2eq）为催化剂，DQ（1.2eq）为氧化剂，CH3CN（1mL）为溶剂，反应温度为（25、60）℃，反应24h。考察结果显示：25℃时，产率相对较高，达到66%yield（表1，Entry 5）。因此，我们选25℃作为最佳反应温度。