基于靛红的扩环反应合成2-喹啉基/2-芳酰基取代的喹唑啉-4（3H）-酮

作     者：汪逸飞 

作者单位：湖北师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：殷国栋;徐程

授予年度：2023年

学科分类：07[理学] 070303[理学-有机化学] 0703[理学-化学] 

主      题：靛红 碘促进 扩环 喹唑啉-4(3H)-酮 多组分反应 

摘      要：靛红是一种存在于自然界的天然小分子化合物,其五元环中同时含有酮羰基和γ-内酰胺官能团,其既体现出亲电性也体现出亲核性,这一结构上的特点使其在有机反应中具有广泛应用。靛红C–3位的羰基较为活泼,容易被各种亲核试剂进攻,因此可用于构筑吲哚酮类化合物。而靛红C–N键和C–C键容易在碱性或自由基引发剂存在情况下断裂并发生脱羰过程,靛红也常作为喹啉、喹啉酮等杂环分子的构筑试剂。第一章,综述了近年来以靛红为合成子参与构筑羟基吲哚酮、螺环化合物以及苯并杂环化合物的相关文献,并提出了基于靛红氧化扩环反应构筑两种不同结构的喹唑啉-4(3H)-酮类衍生物的研究思路。第二章,我们使用简单易得的靛红、氨水和甲基喹啉作为原料,以过氧化叔丁醇为氧化剂,碘单质为添加剂,碳酸钾为碱,二甲基亚砜为溶剂,建立了一种一锅三组分合成2-喹啉基取代的喹唑啉-4(3H)-酮的方法,将喹啉和喹唑啉酮同时引入到同一分子中。通过控制实验探讨该反应的机理,反应可能通过邻氨基苯甲酰胺和2-醛基喹啉两个重要的中间体缩合后氧化得到目标产物。该方法实现靛红的开环氧化重排用于构建新的苯并氮杂环。与传统合成2-芳基取代的喹唑啉-4(3H)酮类化合物的方法相比较,该反应具有底物范围广和操作简便等优点。本章共合成分类出27个目标产物,所有的化合物都经过了H NMR、C NMR、IR和MS的表征。第三章,我们成功建立了一种TBHP促进的三组分环化反应,以廉价易得的靛红、氨水和苯甲酰甲醛水合物为起始原料,以碘单质为添加剂,碳酸钾为碱,二甲基亚砜为溶剂,实现了各种取代基的2-芳酰基喹唑啉-4(3H)-酮的快速合成。机理研究表明2-氨基苯甲酰胺可能是该反应的关键中间体。该方法基于Baeyer-Villiger氧化重排和缩合环化这一串联反应,实现了TBHP促进的靛红扩环过程。与以往报道合成2-芳酰基喹唑啉-4(3H)-酮的方法相比较,该反应无需使用金属催化剂,且底物范围广,操作简便。本章共合成出27个目标化合物,结构都经过了H NMR、C NMR、IR和MS(部分新化合物通过HRMS表征)。