新型多取代Tr?ger’s base衍生物的合成及其晶體結(jié)構(gòu)

李正義, 莊 躍, 朱美蘭, 殷 樂, 孫小強(qiáng)*(. 常州大學(xué) 石油化工學(xué)院，江蘇 常州 364; . 常州四藥制藥有限公司，江蘇 常州 3004)

·研究論文·

新型多取代Tr?ger’s base衍生物的合成及其晶體結(jié)構(gòu)

李正義1, 莊 躍1, 朱美蘭2, 殷 樂1, 孫小強(qiáng)1*
(1. 常州大學(xué) 石油化工學(xué)院，江蘇 常州 213164; 2. 常州四藥制藥有限公司，江蘇 常州 213004)

以鄰氨基二苯甲酮為原料，經(jīng)兩分子環(huán)化縮合反應(yīng)制得6,12-二芳基二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛四烯(2a～2d); 2a～2d經(jīng)LiAlH4還原制得6,12-二芳基-5,6,11,12-四氫二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛(3a～3d); 3a～3d與醛(或酮)反應(yīng)，合成了一系列新型的多取代Tr?ger’s base衍生物(4a～4d和5a～7a)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR, HR-MS(ESI)和X-射線單晶衍射表征。通過分析架橋前后3a(CCDC: 1498564)和6a(CCDC: 1498555)的晶體結(jié)構(gòu)，解釋了該類化合物1H NMR中NCH質(zhì)子及橋上取代基質(zhì)子裂分的原因，并進(jìn)一步證實了4～7為非C2軸對稱結(jié)構(gòu)。

多取代Tr?ger’s Base衍生物; 合成; 晶體結(jié)構(gòu); 質(zhì)子裂分

1887年，Tr?ger[1]首次以對甲苯胺和甲醛為原料，在鹽酸催化下合成了2,8-二甲基-6H,12H-5,11-甲基二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛(TB, Chart 1)。至此，對TB類化合物的研究已有百年歷史。由于TB特殊的倒V型扭折構(gòu)型和C2軸手性[2]使其在分子識別[3-5]、催化[6-8]、醫(yī)藥[9-12]和新材料[13-18]等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

合成TB類化合物的方法主要有兩種。(1)

Scheme 1

Chart 1

一步合成法：鹽酸催化下甲縮醛和對甲苯胺反應(yīng)合成TB。雖然該方法在后續(xù)研究工作中得到了大量改進(jìn)，如利用Lewis酸(如AlCl3)[19], TFA[20]，超強(qiáng)酸[21]或離子液體[22]作催化劑，但該方法只適用于合成含烷基等推電子基團(tuán)的對稱TB衍生物。(2)片段合成法：先合成不同取代2-氨基-N-芳基芐胺中間體，然后與醛縮合環(huán)化合成TB衍生物[23-24]。該方法克服了一步合成法的底物缺陷，適用于合成不對稱TB類衍生物，但也存在中間體的合成步驟較多，TB總收率相對較低等缺點(diǎn)。Didier D等[23]以1H-苯并[d][1,3]噁嗪-2,4-二酮為原料，先與對溴苯胺反應(yīng)制得2-氨基-N-(4-溴苯基)苯甲酰胺，然后將酰胺還原制得2-氨基-N-(4-溴苯基)芐胺前體，最后與多聚甲醛在三氟乙酸催化下發(fā)生環(huán)化縮合反應(yīng)，合成了不對稱的2-溴-6H,12H-5,11-甲基二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛，3步反應(yīng)的總收率僅6.3%。

TB的結(jié)構(gòu)修飾位點(diǎn)較為單一，多為芳環(huán)、雜環(huán)側(cè)翼體系，對6,12-位亞甲基進(jìn)行結(jié)構(gòu)修飾的方法鮮有報道。Dawaigher S等[25]報道了一種由TB直接合成6,12-取代TB衍生物的方法。但是該方法的反應(yīng)條件比較苛刻，且后處理復(fù)雜。因此，尋找一種簡便、高效的合成多取代(尤其是6,12-取代)TB衍生物的方法具有重要的實際意義。

本文以鄰氨基二苯甲酮(1a～1d)為原料，經(jīng)兩分子環(huán)化縮合反應(yīng)制得6,12-二芳基二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛四烯(2a～2d); 2a～2d經(jīng)LiAlH4還原制得6,12-二芳基-5,6,11,12-四氫二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛(3a～3d); 3a～3d與醛(或酮)反應(yīng)，合成了一系列新型的多取代Tr?ger’s base衍生物(4a～4d和5a～7a, Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR, HR-MS(ESI)和X-射線單晶衍射表征。通過對比分析架橋前后3a和6a的晶體結(jié)構(gòu)和1H NMR，研究了該類化合物的對稱結(jié)構(gòu)。

1 實驗部分

1.1 儀器與試劑

SGW X-4型顯微熔點(diǎn)儀；AVANCE 300 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑，TMS為內(nèi)標(biāo))；Agilent 6540型質(zhì)譜儀。

所用試劑均為分析純。

1.2 合成

(1) 2a～2d的合成(以2a為例)

在單口燒瓶中依次加入1a 5.92 g(30 mmol)，無水氯化鋁2.24 g(16.8 mmol)和氯苯45 mL，回流反應(yīng)7～8 h。冷卻至室溫，減壓蒸除溶劑，殘余物用二氯甲烷(40 mL)溶解,依次用稀NaOH溶液和飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鎂干燥，抽濾,濾液濃縮后用混合溶劑[A=V(二氯甲烷) ∶V(乙醇)=1 ∶5]重結(jié)晶得2a 5.01 g。

用類似的方法合成2b～2d。

6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛四烯(2a): 黃色固體,收率85%, m.p.185～187 ℃(191～193 ℃[26]);1H NMRδ: 7.78～7.75(m, 4H), 7.40～7.25(m, 8H), 7.05～6.95(m, 6H);13C NMRδ: 169.6, 159.9, 138.0, 131.1, 129.7, 129.4, 128.2, 127.6, 126.9, 123.4, 120.9。

6,12-二(3-甲基苯基)二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛四烯(2b): 黃色固體,收率76%, m.p.190～191 ℃(190～191 ℃[27]);1H NMRδ: 7.13～7.10(m, 2H), 6.98～6.95(m, 2H), 6.88～6.85(m, 4H), 6.78～6.73(m, 8H), 4.51(s, 2H), 2.14(s, 6H);13C NMRδ: 150.8, 138.4, 136.2, 134.4, 129.0, 128.0, 124.6, 119.7, 109.9, 82.7, 20.9。

2,8-二氯-6,12-二苯基二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛四烯(2c): 黃色固體,收率79%, m.p.216～218 ℃(217～219 ℃[26]);1H NMRδ: 7.74～7.71(m, 4H), 7.46～7.29(m, 8H), 6.99～6.95(m, 4H);13C NMRδ: 168.8, 150.2, 137.2, 131.6, 130.1, 129.4, 129.1, 128.4, 128.1, 127.2,122.5。

2,8-二氯-6,12-二(2-氟苯基)二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛四烯(2d): 黃色固體,收率70%, m.p.219～220 ℃;1H NMRδ: 7.86～7.80(m, 2H, ArH), 7.48～7.40(m, 2H, ArH), 7.32～7.28(m, 2H, ArH), 7.24～7.18(m, 2H, ArH), 7.07～6.91(m, 6H, ArH);13C NMRδ: 165.9, 163.0, 159.6, 148.3, 133.1, 131.3, 130.1, 129.6, 126.0, 124.2, 122.7, 116.9, 116.6; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C26H15N2F2Cl2{[M+H]+}463.058 0, found 463.057 2。

(2) 3a～3d的合成(以3a為例)

在單口燒瓶中依次加入2a 5.01 g(14 mmol)，氫化鋁鋰0.66 g(17.4 mmol)和乙醚60 mL，回流反應(yīng)12～16 h。冷卻至室溫，減壓蒸除溶劑，加水10 mL，用CHCl3萃取，有機(jī)相用無水硫酸鎂干燥，抽濾，濾液濃縮后用混合溶劑A重結(jié)晶得3a 3.85 g。

用類似的方法合成3b～3d。

6,12-二苯基-5,6,11,12-四氫二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛(3a): 白色固體,收率76%, m.p.225～226 ℃;1H NMRδ: 7.34～7.21(m, 10H, ArH), 7.07～7.01(m, 2H, ArH), 6.82～6.72(m, 6H, ArH), 5.66(s, 2H, CH), 4.46(s, 2H, NH);13C NMRδ: 150.9, 141.3, 134.1, 129.1, 128.1, 127.2, 126.8, 124.6, 119.8, 110.1, 83.1; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C26H23N2{[M+H]+}363.186 1, found 363.186 8。

6,12-二(3-甲基苯基)-5,6,11,12-四氫二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛(3b): 白色固體,收率67%, m.p.203～204 ℃;1H NMRδ: 7.19～7.10(m, 8H, ArH), 7.07～7.01(m, 2H, ArH), 6.82～6.72(m, 6H, ArH), 5.64(s, 2H, CH), 4.55(s, 2H, NH), 2.32(s, 6H, CH3);13C NMRδ: 147.0, 140.4, 136.6, 131.2, 130.8, 129.1, 127.8, 127.3, 122.3, 121.1, 64.6, 21.1; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C28H27N2{[M+H]+}391.217 4, found 391.216 5。

2,8-二氯-6,12-二苯基-5,6,11,12-四氫二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛(3c): 白色固體,收率72%, m.p.227～228 ℃;1H NMRδ: 7.36～7.23(m, 10H, ArH), 7.03(dd,J=8.4 Hz, 2.4 Hz, 2H, ArH), 6.79～6.72(m, 4H, ArH), 5.59(s, 2H, CH), 4.57(s, 2H, NH);13C NMRδ: 145.0, 142.1, 132.4, 130.5, 128.7, 128.1, 127.6, 127.2, 126.3, 123.8, 64.5; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C26H21N2Cl2{[M+H]+}431.108 2, found 431.107 3。

2,8-二氯-6,12-二(2-氟苯基)-5,6,11,12-四氫二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛(3d): 白色固體,收率69%, m.p.219～220 ℃;1H NMRδ: 7.43～7.27(m, 10H, ArH), 7.15～7.14(m, 2H, ArH), 6.91(d,J=2.1 Hz, 2H, ArH), 5.33(s, 2H, CH), 4.85(s, 2H, NH);13C NMRδ: 144.9, 142.3, 137.4, 130.4, 130.1, 129.1, 128.9, 128.4, 127.9, 127.6, 127.5, 72.0; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C26H18N2F2Cl2{[M+H]+}466.081 5, found 466.082 1。

(3) 4a～4d和5a的合成(以4a為例)

在單口燒瓶中加入3a 1.81 g(5 mmol), 37%甲醛5 mL和甲苯30 mL，回流反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC檢測，展開劑：B=乙酸乙酯/石油醚=1/6,V/V)。冷卻至室溫，減壓蒸除溶劑，加水15 mL,用CH2Cl2(3×25 mL)萃取，合并有機(jī)相，用無水硫酸鎂干燥，抽濾，濾液濃縮后用混合溶劑(A=1/6)重結(jié)晶得4a 1.72 g。

用類似的方法合成4b～4d和5a(以37%乙醛替代37%甲醛)。

6,12-二苯基-6H,12H-5,11-甲基二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛(4a): 白色固體,收率92%, m.p.171～173 ℃;1H NMRδ: 7.77(d,J=5.7 Hz, 1H, ArH), 7.49～7.28(m, 9H, ArH), 7.02～6.91(m, 4H, ArH), 6.83(d,J=7.8 Hz, 1H, ArH), 6.73～6.67(m, 1H, ArH), 6.24(d,J=6.6 Hz, 1H, ArH), 5.95(s, 1H, CH), 5.65(d,J=8.1 Hz, 1H, ArH), 5.49(s, 1H, CH), 4.40(q,J=12.9 Hz, 2H, CH2);13C NMRδ: 149.4, 143.6, 143.4, 140.2, 132.7, 131.5, 130.6, 129.5, 129.22, 129.19, 129.1, 129.0, 128.3, 128.2, 127.8, 127.4, 127.3, 125.4, 125.2, 123.8, 123.6, 70.3, 70.0, 62.8; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C27H23N2{[M+H]+}375.186 1, found 375.187 2。

6,12-二(3-甲基苯基)-6H,12H-5,11-甲基二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛(4b): 白色固體,收率92%, m.p.213～214 ℃;1H NMRδ: 7.65(d,J=6.3 Hz, 1H, ArH), 7.43(d,J=7.8 Hz, 1H, ArH), 7.27～7.25(m, 4H, ArH), 7.17(d,J=7.8 Hz, 2H, ArH), 6.95～6.80(m, 5H, ArH), 6.75～6.69(m, 1H, ArH), 6.10(d,J=6.9 Hz, 1H, ArH), 5.91(s, 1H, CH), 5.70(d,J=8.1 Hz, 1H, ArH), 5.45(s, 1H, CH), 4.39(q,J=12.9 Hz, 2H, CH2), 2.38(s, 3H, CH3), 2.36(s, 3H, CH3);13C NMRδ: 149.4, 143.7, 140.6, 137.9, 137.11, 137.08, 132.6, 131.4, 130.8, 129.4, 129.3, 129.2, 129.0, 128.9, 128.0, 127.7, 125.3, 125.2, 123.7, 123.5, 70.1, 69.8, 62.7, 21.3, 21.1; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C29H27N2{[M+H]+}403.217 4, found 403.216 7。

2,8-二氯-6,12-二苯基-6H,12H-5,11-甲基二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛(4c): 白色固體,收率85%, m.p.172～173 ℃;1H NMRδ: 7.73(d,J=6.3 Hz, 1H, ArH), 7.41～7.32(m, 9H, ArH), 7.10～7.24(m, 1H, ArH), 6.92(d,J=2.4 Hz, 1H, ArH), 6.85～6.84(m, 1H, ArH), 6.68(dd,J=8.7 Hz, 2.4 Hz, 1H, ArH), 6.28(d,J=6.6 Hz, 1H, ArH), 5.88(s, 1H, CH), 5.55(d,J=9.0 Hz, 1H, ArH), 5.38(s, 1H, CH), 4.33(q,J=12.9 Hz, 2H, CH2);13C NMRδ: 147.7, 147.2, 142.3, 142.0, 141.5, 139.0, 132.7, 132.1, 131.2, 130.53, 130.45, 129.4, 129.31, 129.29, 128.8, 128.7, 128.6, 128.5, 128.3, 127.9, 127.8, 126.6, 126.5, 125.9, 70.2, 69.8, 62.7; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C27H21N2Cl2{[M+H]+}443.108 2, found 443.108 8。

2,8-二氯-6,12-二(2-氟苯基)-6H,12H-5,11-甲基二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛(4d): 白色固體,收率82%, m.p.>300 ℃;1H NMRδ: 7.55(dd,J=8.7 Hz, 3.0 Hz, 1H, ArH), 7.42～7.26(m, 8H, ArH), 7.24～7.17(m, 1H, ArH), 7.04(t,J=7.5 Hz, 1H, ArH), 6.95～6.82(m, 2H, ArH), 5.64(s, 2H, CH), 5.31(d,J=7.8 Hz, 1H, CH), 3.99(d,J=15.9 Hz, 2H, CH2);13C NMRδ: 163.3, 160.0, 147.6, 147.5, 147.3, 141.5, 130.8, 130.1, 130.04, 129.95, 129.92, 129.4, 129.3, 129.04, 128.97, 128.92, 128.89, 128.75, 128.69, 128.5, 128.2, 127.9, 126.6, 126.50, 126.45, 123.90, 123.85, 123.82, 116.0, 115.7, 69.9, 64.1, 64.0, 63.74, 63.71, 55.2; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C27H18N2FCl2{[M+H]+}478.081 5, found 478.081 1。

13-甲基-6,12-二苯基-6H,12H-5,11-甲基二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛(5a): 白色固體,收率71%, m.p.169～171 ℃;1H NMRδ: 7.77～7.68(m, 3H, ArH), 7.48～7.24(m, 7H, ArH), 7.14(d,J=7.5 Hz, 1H, ArH), 7.01～6.89(m, 3H, ArH), 6.80～6.69(m, 2H, ArH), 6.06(d,J=7.8 Hz, 1H, ArH), 5.94(s, 1H, NCH), 5.77(d,J=8.1 Hz, 1H, ArH), 5.53(s, 1H, NCH), 4.72(q,J=6.9 Hz, 1H, NCHN), 0.99(d,J=6.9 Hz, 3H, CH3);13C NMRδ: 152.6, 143.1, 140.2, 132.8, 131.7, 131.3, 131.0, 129.5, 129.4, 128.5, 128.2, 128.1, 128.0, 127.7, 127.3, 127.1, 126.7, 125.7, 125.0, 123.6, 123.3, 71.9, 71.2, 66.9, 20.5; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C28H25N2{[M+H]+}389.201 8, found 389.201 0。

(4) 6a和7a的合成

在單口燒瓶中加入3a 1.50 g(4 mmol)，四異丙醇鈦3.4 g(12 mmol)和丙酮30 mL，回流反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC檢測，展開劑：B)。冷卻至室溫，減壓蒸除溶劑，殘余物用二氯甲烷(40 mL)溶解，依次用稀NaOH溶液和飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鎂干燥，抽濾，濾液濃縮后經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑：B)純化得6a 1.37 g。

以環(huán)戊酮替代丙酮，用類似的方法合成7a。

13,13-二甲基-6,12-二苯基-6H,12H-5,11-甲基二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛(6a): 白色固體,收率85%, m.p.196～198 ℃;1HNMRδ: 7.72(d,J=7.5 Hz, 3H, ArH), 7.49～7.41(m, 2H, ArH), 7.37～7.25(m, 5H, ArH), 7.14(d,J=7.5 Hz, 1H, ArH), 7.01～6.88(m, 3H, ArH), 6.77～6.64(m, 2H, ArH), 5.99(d,J=7.8 Hz, 1H, ArH), 5.88(s, 1H, CH), 5.76(d,J=8.1 Hz, 1H, ArH), 5.63(s, 1H, CH), 1.56(s, 3H, CH3), 1.01(s, 3H, CH3);13C NMRδ: 151.4, 143.9, 143.8, 140.8, 132.9, 132.5, 131.4, 130.9, 129.5, 128.7, 128.2, 128.04, 128.00, 127.9, 127.83, 127.80, 127.2, 126.5, 126.2, 125.3, 123.5, 123.2, 71.5, 69.2, 65.9, 29.4, 27.3; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C29H27N2{[M+H]+}403.217 4, found 403.218 2。

6′,12′-二苯基-6′H,12′H-螺[環(huán)戊烷-1,13′-[5,11]甲基二苯并[b,f][1,5]二氮雜環(huán)辛(7a): 白色固體,收率84%, m.p.214～215 ℃;1H NMRδ: 7.75～7.68(m, 3H, ArH), 7.50～7.28(m, 5H, ArH), 7.26～7.23(m, 2H, ArH), 7.14(d,J=7.2 Hz, 1H, ArH), 6.98～6.87(m, 3H, ArH), 6.75(d,J=7.8 Hz, 1H, ArH), 6.64(t,J=7.8 Hz, 1H, ArH), 5.99(d,J=7.8 Hz, 1H, ArH), 5.87(s, 1H, CH), 5.78(d,J=8.1 Hz, 1H, ArH), 5.60(s, 1H, CH), 2.21～1.79(m, 2H, CH2), 1.76～1.63(m, 2H, CH2), 1.58～1.00(m, 4H, CH2);13C NMRδ: 151.9, 144.8, 143.8, 141.0, 132.8, 132.14, 132.05, 130.7, 129.5, 128.9, 128.4, 128.2, 127.94, 127.91, 127.7, 127.6, 127.2, 126.5, 126.0, 125.1, 123.4, 123.0, 82.3, 69.2, 66.6, 36.83, 36.76, 22.08, 22.05; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C31H29N2{[M+H]+}429.233 1, found 429.232 4。

1.3 晶體結(jié)構(gòu)測定

分別將3a(0.22 mm×0.19 mm×0.18 mm)和6a(0.32 mm×0.28 mm×0.27 mm)的單晶置于衍射儀上，用經(jīng)石墨單色化的MoKα射線(λ=0.071 073 nm)，于296 K以ω-2θ掃描方式收集衍射點(diǎn)(13 022個和11 201個，其中獨(dú)立衍射點(diǎn)2 178個和3 810個)。3a和6a的結(jié)構(gòu)采用直接法解出[29]，經(jīng)全矩陣最小二乘法修正，氫原子位置由理論加氫法確定。

2 結(jié)果與討論

2.1 合成

首先，以1a～1d為原料，氯苯為溶劑，在無水三氯化鋁催化下發(fā)生雙分子脫水縮合環(huán)化反應(yīng)制得2a～2d(70%～85%)[26-28]；然后，采用LiAlH4在乙醚中將2的C=N還原制得3a～3d (67%～76%); 最后,3a～3d與不同類型的醛、酮進(jìn)行脫水縮合反應(yīng)，高效地合成了4a～4d和5a～7a(71%～92%)。

在第3步架橋反應(yīng)過程中，醛、酮與3的反應(yīng)條件不同。以3a為模型底物，使用甲醛或乙醛架橋時，直接選用醛的水溶液(37%)參與反應(yīng)，無需任何催化劑，在甲苯中回流反應(yīng)即可合成4a(92%)和5a(71%)。但是選用丙酮或環(huán)戊酮架橋時，由于酮的反應(yīng)活性相對較低且空間位阻較大，則需要以酮自身作溶劑，同時加入催化劑催化反應(yīng)。以3a與丙酮的架橋反應(yīng)為模型反應(yīng)，分別考察了四異丙醇鈦、無水氯化鋁和四氯化鈦的催化活性，結(jié)果表明：6a收率分別為85%, 13%和19%。因此，最佳催化劑為四異丙醇鈦。

2.2 晶體結(jié)構(gòu)

圖1和圖2分別為3a和6a的晶體結(jié)構(gòu)和1H NMR譜圖，表1為3a和6a的晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)。

圖1 3a和6a的晶體結(jié)構(gòu)

δ

Comp3a6aCCDC14985641498555EmpiricalformulaC26H22N2C29H26N2Formulaweight362．47402．53Temperature/K296296CrystalsystemmonoclinicmonoclinicSpacegroupP21/cC2/ca/nm8．9477(12)16．315(4)b/nm11．4292(15)7．8202(14)c/nm11．1688(11)34．198(6)α/(°)9090β/(°)123．19095．775(8)γ/(°)9090V/nm3955．8(2)4341．1(15)Z28Dc/g·cm-31．2591．232μ/mm-10．0740．072F(000)38417122θrange/(°)5．42～47．344．58～59．72Limitingindices-7≤h≤11-14≤k≤14-14≤l≤13-9≤h≤19-9≤k≤9-40≤l≤39Reflectionscollected/unique6190/2178[R(int)=0．0534]11591/3810[R(int)=0．0718]Data/restraints/parameters2178/0/1273810/0/280GOFonF21．0160．961R1，wR2a0．0621，0．19070．0626，0．1533R1，wR2b0．1123，0．24220．1148，0．1854

a[I>2σ(I)];b[all data]。

由圖1可見，架橋前后八元環(huán)骨架的構(gòu)象不同。架橋前，3a的空間群為P21/c，八元環(huán)骨架呈現(xiàn)椅式構(gòu)象，四個苯環(huán)兩兩對稱分布，整個分子為中心對稱結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致1H NMR中八元環(huán)骨架上兩個NCH的吸收峰只呈現(xiàn)一個單峰。架橋后，6a的空間群為C2/c，與經(jīng)典的TB結(jié)構(gòu)類似，八元環(huán)骨架呈現(xiàn)倒V型構(gòu)象，其中八元環(huán)骨架并連的兩個苯環(huán)(C8～C12), (C14～C19)和一個取代苯環(huán)(C1～C6)處于同側(cè)，另一個取代苯環(huán)(C21～C26)處于異側(cè)，整個分子為非對稱結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致1H NMR中八元環(huán)骨架上兩個NCH的吸收峰為兩個單峰，且橋上兩個甲基質(zhì)子也表現(xiàn)為兩個單峰。此外，6a苯環(huán)上芳?xì)涞牧逊纸M數(shù)也明顯增多。

此外，與經(jīng)典的C2軸對稱TB衍生物結(jié)構(gòu)不同，6,12-二芳基取代TB衍生物具有特殊的立體結(jié)構(gòu)，其1H NMR譜中顯示八元氮雜環(huán)骨架上的兩個NCH質(zhì)子的吸收峰為兩個單峰，表明該類化合物為非C2軸對稱結(jié)構(gòu)。

合成了一系列結(jié)構(gòu)新穎的多取代TB衍生物(4a～4d和5a～7a)。該方法具有修飾方法簡單、操作簡便和收率高等特點(diǎn)，尤其是可以方便地引入6,12-取代基和不同的橋環(huán)。通過對比分析架橋前后3a和6a的晶體結(jié)構(gòu)和1H NMR，解釋了該類化合物的1H NMR中NCH質(zhì)子和橋上取代基質(zhì)子裂分的原因，證實了該類化合物的非C2軸對稱結(jié)構(gòu)，為該類化合物的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用研究提供了重要參考。

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告 作 者

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《合成化學(xué)》編輯部

Synthesis and Crystal Structures of Multi-substitutedTr?ger’s Base Derivatives

LI Zheng-yi1, ZHUANG Yue1, ZHU Mei-lan2, YIN Yue1, SUN Xiao-qiang1*

(1. School of Petrochemical Engineering, Changzhou University, Changzhou 213164, China;2. Changzhou Siyao Pharmaceuticals Co., Ltd., Changzhou 213004, China)

6,12-Diaryldibenzo[b,f][1,5]diazocines(2a～2d) were obtained by two molecules cyclizative condensation, using 2-aminobenzophenones as raw material. 6,12-Diaryl-5,6,11,12-tetrahydrodibenzo[b,f][1,5]diazocines(3a～3d) were achieved by LiAlH4-reduction of 2a～2d. A series of novel multi-substituted Tr?ger’s base derivatives(4a～4d and 5a～7a) were synthesized by the reaction of 3a～3d with different alydehydes or ketones. The structures were characterized by1H NMR,13C NMR, HR-MS(ESI) and X-ray single crystal diffraction. The splitting of protons of NCH and substituents in bridge in1H NMR was well explained by analyzing crystal structures of 3a(CCDC: 1498564) and 6a(CCDC: 1498555), which further confirmed that 4～7 adopted non-C2-axisymmetric structure.

multi-substituted Tr?ger’s base derivative; synthesis; crystal structure; proton spliting

2017-04-11

國家自然科學(xué)基金資助項目(21572026)； 江蘇省高校自然科學(xué)研究重大項目(14KJA150002)； 江蘇省先進(jìn)催化與綠色制造協(xié)同創(chuàng)新中心資助項目(ACGM2016-06-05)

李正義(1979-)，男，漢族，江蘇揚(yáng)州人，博士，主要從事有機(jī)合成和催化的研究。 E-mail: zyli@cczu.edu.cn

孫小強(qiáng)，教授， E-mail: sunxiaoqiang@yahoo.com

O621.3; O625.63

A

10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2017.08.17084