全氟烷基取代苯并咪唑并异喹啉酮类化合物及其制备方法

本发明公开了一种全氟烷基取代苯并咪唑并异喹啉酮类化合物及其制备方法。本发明以N‑甲基丙烯酰基‑2‑苯基苯并咪唑类化合物和全氟碘代烷为原料，在TMEDA (四乙基二胺)的作用下合成全氟烷基取代苯并咪唑并异喹啉酮类化合物。该方法具有原料廉价易得、反应条件温和、操作简便、易于放大的优点，具有工业化生产应用前景。该类衍生物在医药/有机合成等研究领域具有潜在的应用价值，本发明为苯并咪唑并异喹啉酮类化合物的合成提供了新的方法。

技术领域

本发明涉及化学合成领域，具体涉及一种全氟烷基取代苯并咪唑并异喹啉酮类化合物的制备方法。

背景技术

苯并咪唑并异喹啉酮类化合物是一类重要的骨架，在生物化学、药物化学和材料化学等都有多样化的应用。例如已经应用于抗炎药，抗糖尿病药甚至抗肿瘤药等方面。由于其结构重要性，科研工作者为制备苯并咪唑并异喹啉酮类化合物作出了大量努力。例如我们通过脱羧偶联反应实现该类化合物的合成（Chem. Commun.,2019, 55(19), 2861-2864.）。但该方法使用了银和当量的氧化剂。

同时，氟化官能团越来越多地应用于药物，农业化学工业以及材料科学领域。将氟化烷基部分引入生物活性分子中对其物理化学和生物学性质具有深远影响，导致增强的亲脂性，生物利用度和代谢稳定性。我们在此公开了一种有效且方便的光催化无金属无光敏剂的自由基环化反应，全氟烷基取代苯并咪唑并异喹啉酮类化合物通过简单官能化N-甲基丙烯酰基-2-苯基苯并咪唑与易得的全氟碘代烷在温和反应条件下的一锅反应制备。这是首次实现制备全氟烷基取代苯并咪唑并异喹啉酮类化合物。

发明内容

本发明提出了一种全氟烷基取代苯并咪唑并异喹啉酮类化合物的制备方法，该合成方法反应条件温和，简便安全，原料价廉易得，是一种环境友好的绿色合成方法。

实现本发明的技术方案是：一种苯并咪唑并异喹啉酮类化合物，结构式如下：

，

其中，R1为甲基，甲氧基，乙基，氯，溴，三氟甲基等；Rf为C4F9、C5F11,C10F21。

所述的全氟烷基取代苯并咪唑并异喹啉酮类化合物的制备方法，步骤如下：将芳基苯并咪唑类化合物和全氟碘代烷溶解在乙腈溶剂中，然后加入TMEDA (四乙基二胺)光照下进行反应，反应结束后，减压蒸去溶剂，经柱层析分离得到全氟烷基取代苯并咪唑并异喹啉酮类化合物。

所述N-甲基丙烯酰基-2-苯基苯并咪唑的结构式如下：

，

其中R1为甲基，甲氧基，乙基，氯，三氟甲基等。

所述的全氟烷基取代苯并咪唑并异喹啉酮类化合物的制备方法，步骤如下：将N-甲基丙烯酰基-2-苯基苯并咪唑类化合物和全氟碘代烷溶解在乙腈溶剂中，然后加入TMEDA进行反应，反应结束后，减压蒸去溶剂，经柱层析分离得到苯并咪唑并异喹啉酮类化合物。

所述全氟烷基取代苯并咪唑并异喹啉酮类化合物的结构式如下：

，

其中，R1为甲基，甲氧基，乙基，氯，三氟甲基等。Rf为C4F9、C5F11,C10F21,CF2COOEt等。

所述溶剂为乙腈；

所述芳基苯并咪唑、全氟碘代烷、TMEDA的摩尔比为1: 2: 2。

所述的反应温度为35℃，反应时间为12 h。

反应光源为25 W LED灯, 反应在氮气保护下进行。

本发明所述制备方法的反应通式如下：

，

本发明的有益效果是：本发明提供了一种光催化全氟烷基取代苯并咪唑并异喹啉酮类化合物的制备方法，所述方法条件温和，无金属无光敏剂，操作简便、区域选择性高、产率高、有利于工业化生产，为苯并咪唑并异喹啉酮类化合物的合成提供了新的方法。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

全氟烷基取代苯并咪唑并异喹啉酮类化合物的制备方法，步骤如下：

在25 mL反应管中加入N-甲基丙烯酰基-2-苯基苯并咪唑(0.2 mmol)，全氟碘代丁烷(0.4 mmol)，TMEDA (四乙基二胺) (0.4 mmol)，2mL乙腈，氮气保护，在35℃下25 W 蓝色LEDs照射下搅拌12 h。反应结束后，减压蒸去溶剂，硅胶柱层析分离，得终产物的产率为76%。

具体结果如下：

，

1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.53 (dd,J= 7.7, 1.5 Hz, 1H), 8.36 (m,3.1 Hz, 1H), 7.84 (dd,J= 6.4, 2.6 Hz, 1H), 7.65 – 7.40 (m, 5H), 3.66 – 3.46(m, 1H), 2.91 (m, 1H), 1.79 (s, 3H).13C NMR (101 MHz, Chloroform-d) δ 170.99,149.26, 144.07, 138.67, 131.54, 131.43, 128.41, 126.52 (d,J= 2.7 Hz),126.32, 126.14, 125.79, 122.25, 119.96, 115.76, 124.399 – 105.689 (m), 44.93(d,J= 3.0 Hz), 40.14, 31.63.19F NMR (376 MHz, Chloroform-d) δ -81.11 (d,J= 10.4 Hz, 3F), -107.84 (dd,J= 273.8, 14.7 Hz, 1F), -111.43 – -112.67 (m,1F), -124.70 (s, 2F), -125.53 – -126.19 (m, 4F)。

实施例2

全氟烷基取代苯并咪唑并异喹啉酮类化合物的制备方法，步骤如下：

在25 mL反应管中加入N-甲基丙烯酰基-2-苯基苯并咪唑(0.2 mmol)，全氟碘代戊烷(0.4 mmol)，TMEDA (0.4 mmol)，2mL乙腈，氮气保护，在35℃下25 W 蓝色LEDs照射下搅拌12 h。反应结束后，减压蒸去溶剂，硅胶柱层析分离，得终产物的产率为80%。

具体结果如下具体结果如下：

1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.54 (d,J= 7.9 Hz, 1H), 8.37 (d,J=6.6 Hz, 1H), 7.85 (m, 1H), 7.66 – 7.40 (m, 5H), 3.55 (dd,J= 32.9, 15.2 Hz,1H), 2.91 (m, 1H), 1.78 (s, 1H).13C NMR (101 MHz, Chloroform-d) δ 170.98,149.25, 144.09, 138.68, 131.52, 131.44, 128.38, 126.50 (d,J= 2.6 Hz),126.32, 126.11, 125.77, 122.28, 119.96, 115.75, 121.83 – 104.99 (m), 44.95(d,J= 3.0 Hz), 40.26 (t,J= 19.6 Hz), 31.58.19F NMR (376 MHz, Chloroform-d) δ -80.88 (d,J= 10.2 Hz, 3F), -107.69 (m, 1F), -111.94 (m, 1F), -122.57(m, 2F), -124.03 (t,J= 13.7 Hz, 2F), -125.90 – -126.95 (m, 2F)。

实施例3

全氟烷基取代苯并咪唑并异喹啉酮类化合物的制备方法，步骤如下：

在25 mL反应管中加入N-甲基丙烯酰基-2-苯基苯并咪唑(0.2 mmol)，全氟碘代葵烷(0.4 mmol)，TMEDA (0.4 mmol)，2mL乙腈，氮气保护，在35℃下25 W 蓝色LEDs照射下搅拌12 h。反应结束后，减压蒸去溶剂，硅胶柱层析分离，得终产物的产率为64%。

具体结果如下：

，

1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.54 (dd,J= 7.8, 1.5 Hz, 1H), 8.37(dd,J= 6.7, 2.4 Hz, 1H), 7.85 (dd,J= 6.4, 2.3 Hz, 1H), 7.62 – 7.41 (m,5H), 3.55 (dd,J= 32.9, 15.4 Hz, 1H), 2.91 (m, 1H), 1.78 (s, 3H).13C NMR(101 MHz, Chloroform-d) δ 170.98, 149.25, 144.07, 138.68, 131.54 (d,J= 5.9Hz), 131.43, 128.42 (d,J= 5.8 Hz), 126.50 (d,J= 2.5 Hz), 126.35 (d,J=5.7 Hz), 126.15 (d,J= 6.0 Hz), 125.81 (d,J= 5.9 Hz), 122.29 (d,J= 5.7Hz), 119.98 (d,J= 5.7 Hz), 115.78 (d,J= 5.8 Hz), 118.50 – 107.74 (m),44.95 (d,J= 3.0 Hz), 40.26 (t,J= 19.5 Hz), 31.65.19F NMR (376 MHz,Chloroform-d) δ -80.90 (t,J= 10.1 Hz, 3F), -107.67 (m, 1F), -111.89 (m,1F), -121.59 (s, 2F), -121.95 (d,J= 39.7 Hz, 8F), -122.83 (d,J= 17.3 Hz,2F), -123.84 (d,J= 17.0 Hz, 2F), -126.22 (d,J= 14.7 Hz, 2F)。

实施例4

全氟烷基取代苯并咪唑并异喹啉酮类化合物的制备方法，步骤如下：

在25 mL反应管中加入N-甲基丙烯酰基-2-对甲苯基苯并咪唑(0.2 mmol)，全氟碘代丁烷(0.4 mmol)，TMEDA (0.4 mmol)，2 mL乙腈，氮气保护，在35℃下25 W 蓝色LEDs照射下搅拌12 h。反应结束后，减压蒸去溶剂，硅胶柱层析分离，得终产物的产率为73%。

具体结果如下：

1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.41 (m, 1H), 8.36 (dd,J= 7.0, 2.7 Hz,1H), 7.86 – 7.78 (m, 1H), 7.43 (m, 2H), 7.37 – 7.30 (m, 1H), 7.27 (d,J= 3.1Hz, 1H), 3.54 (dd,J= 33.0, 15.5 Hz, 1H), 2.90 (m, 1H), 2.46 (t,J= 2.4 Hz,3H), 1.77 (t,J= 2.4 Hz, 3H).13C NMR (101 MHz, Chloroform-d) δ 171.14,149.52, 144.14, 142.22, 138.72, 131.41, 129.49, 126.89 (d,J= 2.3 Hz),126.22, 126.00, 125.49, 119.76, 119.60, 115.67, 121.84 – 105.34 (m), 44.87(d,J= 2.9 Hz), 40.10 (t,J= 19.6 Hz), 31.57, 21.73.19F NMR (376 MHz,Chloroform-d) δ -81.27 (t,J= 9.9 Hz, 3F), -108.00 (m. 1F), -112.32 (m, 1F),-124.83 (d,J= 13.1 Hz, 1F), -125.96 (dd,J= 17.9, 9.4 Hz, 2F), -126.07 (m,2F)。

实施例5

全氟烷基取代苯并咪唑并异喹啉酮类化合物的制备方法，步骤如下：

在25 mL反应管中加入N-甲基丙烯酰基-2-对甲氧基苯基苯并咪唑(0.2 mmol)，全氟碘代丁烷(0.4 mmol)，TMEDA (0.4 mmol)，2 mL乙腈，氮气保护，在35℃下25 W 蓝色LEDs照射下搅拌12 h。反应结束后，减压蒸去溶剂，硅胶柱层析分离，得终产物的产率为72%。

具体结果如下：

1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.47 (d,J= 8.8 Hz, 1H), 8.33 (dd,J=7.5, 1.6 Hz, 1H), 7.84 – 7.74 (m, 1H), 7.42 (m, 2H), 7.08 (dd,J= 8.8, 2.4Hz, 1H), 6.95 (d,J= 2.2 Hz, 1H), 3.92 (s, 3H), 3.63 – 3.44 (m, 1H), 2.95 –2.76 (m, 1H), 1.77 (s, 3H).13C NMR (101 MHz, Chloroform-d) δ 170.95, 162.33,149.42, 144.22, 140.75, 131.36, 128.29, 126.00, 125.27, 119.55, 115.60,115.15, 113.93, 112.48 (d,J= 2.7 Hz), 121.51 – 108.41 (m), 55.61, 45.09 (d,J= 3.0 Hz), 40.22 (t,J= 19.8 Hz), 31.81.19F NMR (376 MHz, Chloroform-d) δ-81.08 (t,J= 10.4 Hz, 3F), -107.79 (d,J= 274.3 Hz, 1F), -112.15 (d,J=274.5 Hz, 1F), -124.67 (s, 2F), -125.89 (m, 2F)。

实施例6

全氟烷基取代苯并咪唑并异喹啉酮类化合物的制备方法，步骤如下：

在25 mL反应管中加入N-甲基丙烯酰基-2-对乙基苯基苯并咪唑(0.2 mmol)，全氟碘代丁烷(0.4 mmol)，TMEDA (0.4 mmol)，2 mL乙腈，氮气保护，在35℃下25 W 蓝色LEDs照射下搅拌12 h。反应结束后，减压蒸去溶剂，硅胶柱层析分离，得终产物的产率为72%。

具体结果如下：

1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.44 (d,J= 8.1 Hz, 1H), 8.39 – 8.31(m, 1H), 7.86 – 7.78 (m, 1H), 7.48 – 7.34 (m, 3H), 7.28 (s, 1H), 3.64 – 3.44(m, 1H), 2.92 (m, 1H), 2.76 (q,J= 7.6 Hz, 2H), 1.77 (s, 3H), 1.29 (t,J=7.6 Hz, 3H).13C NMR (101 MHz, Chloroform-d) δ 171.19, 149.52, 148.45, 144.15,138.74, 131.40, 128.31, 126.38, 126.04, 125.82 (d,J= 2.4 Hz), 125.52,119.78, 115.69, 121.51 – 108.41 (m), 44.99 (d,J= 3.1 Hz), 40.07 (t,J=19.6 Hz), 31.74, 29.18, 15.27.19F NMR (376 MHz, Chloroform-d) δ -81.13 (t,J= 9.7 Hz, 3F), -107.83 (m,1F), -112.15 (m,1F), -124.77 (q,J= 11.0, 10.1 Hz,2F), -125.73 – -126.14 (m, 2F)。

实施例7

苯并咪唑并异喹啉酮类化合物的制备方法，步骤如下：

在25 mL反应管中加入N-甲基丙烯酰基-2-对氯苯基苯并咪唑(0.2 mmol)，其他试验方法和条件同实施例1，具体结果如下:

1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.47 (d,J= 8.5 Hz, 1H), 8.38 – 8.31(m, 1H), 7.86 – 7.80 (m, 1H), 7.54 – 7.42 (m, 4H), 3.65 – 3.46 (m, 1H), 2.86(m, 1H), 1.79 (s, 3H).13C NMR (101 MHz, Chloroform-d) δ 170.26, 148.31,143.98, 140.30, 137.84, 131.35, 129.08, 127.71, 126.75 (d,J= 2.3 Hz),126.30, 126.04, 120.91, 120.04, 115.74, 121.79 – 105.66 (m), 44.93 (d,J=3.0 Hz), 40.22 (t,J= 19.7 Hz), 31.41.19F NMR (376 MHz, Chloroform-d) δ -81.19 (d,J= 10.6 Hz, 3F), -107.69 (m,1F), -112.19 (m, 1F), -124.70 (d,J=11.5 Hz, 2F), -125.99 (m, 2F)。

实施例8

苯并咪唑并异喹啉酮类化合物的制备方法，步骤如下：

在25 mL反应管中加入N-甲基丙烯酰基-2-对三氟甲基苯基苯并咪唑(0.2 mmol)，其他试验方法和条件同实施例1，具体结果如下:

1H NMR (400 MHz, Chloroform-d) δ 8.67 (d,J= 8.2 Hz, 1H), 8.44 – 8.32(m, 1H), 7.95 – 7.83 (m, 1H), 7.79 (dd,J= 8.3, 1.6 Hz, 1H), 7.73 (s, 1H),7.55 – 7.44 (m, 2H), 3.70 – 3.52 (m, 1H), 3.03 – 2.85 (m, 1H), 1.83 (s, 3H).13C NMR (101 MHz, Chloroform-d) δ 170.11, 147.69, 143.96, 139.24, 133.19 (q,J= 32.9 Hz), 131.40, 127.02, 126.50 (d,J= 4.4 Hz), 125.54, 125.27 (q,J=3.6 Hz), 124.82, 123.67 (q,J= 3.9 Hz), 122.12, 120.37, 115.86, 121.44 –109.76 (m), 45.12 (d,J= 3.3 Hz), 40.22 (t,J= 19.8 Hz), 31.41.19F NMR (376MHz, Chloroform-d) δ -59.59 – -70.61 (m, 3F), -81.22 (d,J= 10.5 Hz, 3F), -107.51 (d,J= 274.4 Hz, 1F), -111.93 (d,J= 273.7 Hz, 1F), -124.34 – -126.62 (m, 4F)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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