[发明专利]基于光反应的螺异喹啉类多环杂环化合物的合成方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及化学合成领域中螺环异喹啉类化合物的合成方法。

背景技术

螺杂环化合物如螺环异喹啉、螺环吲哚啉及螺环恶唑啉是很多具有生物活性的化合物的重要结构单元。因此，有效构建该类螺环化合物的方法具有重要的意义。

从植物体内提取的含有螺环五元氮杂环结构的吲哚衍生物已被证实是一种令人致幻的生物碱【A. Jossang, P. Jossang, A. H. Hamid, etal. J. Org. Chem.1991, 56, 6527】。但目前为止，除了生物提取物，人工合成螺环吲哚啉的方法少有报道。2002年Vijiay Nair等报道了通过氰基叶立德与邻二羰基化合物反应合成出螺环吲哚恶唑啉衍生物的方法【V. Nair, D. Sethumadhavan, S. M. Nair, etal. Tetrahedron2002, 58, 3003】。该叶立德要通过苯基以及硝基苯基使其稳定，因此限制了恶唑环的衍生化。XiuChun Zhang等报道了具有缺电子的吲哚烯烃与联烯酸乙酯在磷化物的催化作用下合成螺环吲哚啉【X. C. Zhang, S. H. Cao, Y. W, etal.Chem. Comm.2011, 47,1548】,该合成方法对底物具有较高的要求。最近，Joseph J. Badillod等报道了利用2,3-二羰基吲哚与2-芳基-5-烷氧基恶唑，在四氯化钛的催化作用下，生成螺环吲哚恶唑啉。但该反应要求恶唑2位必须为芳香基，限制了其衍生化，而且其对无水条件要求较高【J. B. Joseph, E. A. Gary, C. F. James, etal. Org. Lett.2011,13, 418】。

同样作为邻二羰基的异喹啉三酮是一类具有生物活性的化合物，它们已被用于构建苯基菲啶生物碱【M. S. Malamas, T. C. Hohman, J. Millen. J.Med. Chem.1994, 37, 2043】。由于其与吲哚的结构类似，螺环异喹啉类化合物很可能具有类似的生物活性，因此构建螺环异喹啉类化合物具有重要合成与生物学意义。但到目前为止，关于螺环异喹啉类化合物的合成鲜有报道。

Griesbeck Axel G.等报道了恶唑与链式羰基化合物光致环加成，从而合成出具有双环及恶唑结构的氧杂环丁烷，其进一步水解得到β-羟基-α-氨基酸【A. G. Griesbeck, S. Bondock. Aust. J. Chem.2008, 61, 573】。β-羟基-α-氨基酸是组成也是构建许多复杂天然产物的结构单元。β-羟基酪氨酸及β-羟基苯丙氨酸衍生物是医用抗生素糖肽万古霉素的结构单元【A. V. R. Rao, M. K. Gurjar, K. L. Reddy. Chem. Rev.1995,95, 2135】【D. H. Williams, Acc.Chem. Res.1984, 17, 364】。此外，作为α,α-双取代非质子氨基酸，其可作为某些酶的潜在抑制剂【R. R. Rando, Acc.Chem. Res. 1975, 8, 281】。

本专利通过多取代恶唑与1,3,4-异喹啉三酮的光反应，高区域选择性高立体选择性的得到螺环异喹啉氧杂环丁烷，氧杂环丁烷在弱酸的条件下水解得到β-羟基-α-氨基酸，其中前者具有潜在的生物活性，后者大多具有生物活性或被用于构建天然产物结构单元。氧杂环丁烷在大量盐酸或者在催化量Lewi酸或有机酸催化下水解得到螺环异喹啉恶唑啉。该合成方法操作简单，易于衍生化，可用于螺环异喹啉恶唑啉的高效合成。

发明内容

发明目的：本发明针对上述技术空白，提供一种螺环异喹啉类多环杂环化合物的合成方法，该方法操作简单，合成效率高。