[发明专利]萘并[1′,2′:4,5]咪唑并[1,2-a]吡啶-5,6-二酮化合物的合成方法

说明书

本发明公开了萘并[1',2':4,5]咪唑并[1,2‑a]吡啶‑5,6‑二酮化合物的合成方法，属于有机化学技术领域。该合成方法以2‑芳香基咪唑并[1,2‑a]吡啶类化合物和重氮乙腈为原料，在催化剂存在下合成3‑位氰甲基化咪唑并[1,2‑a]吡啶类化合物3，接着与醇在酸作用下得到咪唑并[1,2‑a]吡啶‑3‑乙酸酯类化合物4，最后PPA加热缩合成环的同时形成萘并[1',2':4,5]咪唑并[1,2‑a]吡啶‑5,6‑二酮5。本发明方法整个过程中，均在空气中进行，使用的均为常见催化剂，价廉且环境友好，原料易得，为该类化合物提供了新的合成途径。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及萘并[1′,2′:4,5]咪唑并[1,2-a]吡啶-5,6-二酮化合物的合成方法。

背景技术

萘并[1′,2′:4,5]咪唑并[1,2-a]吡啶-5,6-二酮(NPDOs)是一种新型的N-杂环稠合邻二萘醌化合物。研究发现，该类化合物是NADPH依赖的单电子转移及双电子转移黄素酶的有效电子接受体，可通过产生活性氧(ROS)而导致NADPH的降低。另外，该类化合物还对人肺癌细胞(A-549)和人乳腺癌细胞(MCF-7)表现出较高的细胞毒活性，具有较高的研究和应用价值。

现有的文献报道中，该类化合物经由2-氨基吡啶类化合物与2,3-二氯-1,4-萘醌衍生物经过缩合反应的方法制备。然而，该合成方法尚存在产物收率低、副产物多、原子经济性差等突出问题。

因此，迫切需要研究并开发该类化合物的高效和高原子经济性的合成新方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种萘并[1′,2′:4,5]咪唑并[1,2-a]吡啶-5,6-二酮化合物新的合成方法，该合成方法以2-芳香基咪唑并[1,2-a]吡啶类化合物和重氮乙腈为原料，在催化剂存在下合成3-位氰甲基化咪唑并[1,2-a]吡啶类化合物，接着与醇在酸作用下成酯，最后缩合成环的同时形成萘并[1′,2′:4,5]咪唑并[1,2-a]吡啶-5,6-二酮。整个过程中，使用的均为常见催化剂，价廉且对环境友好，原料易得，为该类化合物提供了新的合成途径。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种萘并[1′,2′:4,5]咪唑并[1,2-a]吡啶 -5,6-二酮化合物的合成方法，包括以下步骤：

第一步、将2-芳香基咪唑并[1,2-a]吡啶类化合物1与重氮乙腈2，在催化剂存在下，有机溶剂中加热反应得到3-氰甲基咪唑并[1,2-a]吡啶类化合物3。

第二步、将3-氰甲基咪唑并[1,2-a]吡啶类化合物3与醇类溶剂和水的混合物，在酸催化下，加热反应得到咪唑并[1,2-a]吡啶-3-乙酸酯类化合物4。

第三步、将咪唑并[1,2-a]吡啶-3-乙酸酯类化合物4在PPA条件下，加热关环得到萘并 [1′,2′:4,5]咪唑并[1,2-a]吡啶-5,6-二酮类化合物5。

上述反应步骤采用反应方程式表示为：

其中R¹为氢、卤素、三氟甲基、C_1-4烷基或C_1-4烷氧基，R²为氢、卤素、三氟甲基、 C_1-4烷基、苯基或C_1-4烷氧基，R选自C_1-4烷基。

进一步地，在上述技术方案中，第一步中催化剂选自三价铑盐、二价钯盐、铁盐或铜盐。优选自铁盐或铜盐催化剂。

进一步地，在上述技术方案中，第一步中所述催化剂，三价铑盐选自二氯(五甲基环戊二烯基)合铑(III)二聚体([RhCp*Cl₂]₂)，二价钯盐选自氯化钯或醋酸钯，铁盐选自氯化亚铁、三氯化铁、高氯酸亚铁或三乙酰丙酮铁，铜盐选自氯化铜-二水合物或醋酸铜。