多取代1,4-戊二烯-3-醇的合成及其在螺環(huán)四氫喹啉衍生物合成中的應(yīng)用

趙余徉, 谷占收, 蘇秋玲, 薛浩棟, 王治明(常州大學(xué) 石油化工學(xué)院，江蘇 常州 213164)

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多取代1,4-戊二烯-3-醇的合成及其在螺環(huán)四氫喹啉衍生物合成中的應(yīng)用

趙余徉, 谷占收, 蘇秋玲, 薛浩棟, 王治明*
(常州大學(xué) 石油化工學(xué)院，江蘇 常州 213164)

以取代鄰氨基苯甲酸為起始原料，經(jīng)6步反應(yīng)合成了7個(gè)多取代1,4-戊二烯-3-醇(7a～7g)；以7a～7g為原料，5 mol%FeCl3為催化劑，CH2Cl2為溶劑，于室溫反應(yīng)合成了7個(gè)螺環(huán)四氫喹啉衍生物(8a～8g)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR, IR和HR-MS(ESI)表征。采用X-射線單晶衍射研究了8d的晶體結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明：8d的晶胞參數(shù)a=14.001(3) ?,b=12.335(2) ?,c=11.587(3) ?,α=90°,β=95.497(2)°,γ=90°,V=1 991.9(7) ?3,Z=4,μ=0.182 mm-1,F(000)=816.0,R[F2>2σ(F2)]=0.053 7,wR(F2)=0.132 5。

鄰氨基苯甲酸; 1,4-戊二烯-3-醇; 四氫喹啉; Nazarov反應(yīng); 螺環(huán)化合物; 合成； 晶體結(jié)構(gòu)

含氮雜環(huán)化合物廣泛存在于具有生物活性的天然產(chǎn)物和藥物中間體之中。其中，四氫喹啉(THQ)作為一類重要的含氮雜環(huán)，具有廣泛的藥理活性，如抗真菌，抗細(xì)菌，抗艾滋病病毒，抗發(fā)炎和抗癌等[1-2]。THQ的部分衍生物已被應(yīng)用于分散染料和新型功能材料中，如螺環(huán)-4-四氫喹啉用于制造有機(jī)發(fā)光二極管[3-5]。由于THQ及其衍生物在制藥、合成和材料等領(lǐng)域具有較大的潛在價(jià)值，其合成研究成為化學(xué)工作者的研究熱點(diǎn)之一。目前，常用的合成THQ的方法包括：氫化反應(yīng)[6]，Diels-Alder反應(yīng)[7]，傅克反應(yīng)[8]，Povarov反應(yīng)[9]，多組分反應(yīng)[10]和多米諾反應(yīng)[11]等。

Scheme 1

本文在課題組前期研究基礎(chǔ)上[12-13]，以取代鄰氨基苯甲酸(1a～1c)為起始原料，經(jīng)還原反應(yīng)，親電取代反應(yīng)，氧化反應(yīng)和Grignard反應(yīng)等6步反應(yīng)合成了7個(gè)多取代1,4-戊二烯-3-醇(7a～7g);以7a～7g為原料，5 mol%FeCl3為催化劑，CH2Cl2為溶劑，于室溫反應(yīng)合成了7個(gè)螺環(huán)四氫喹啉衍生物(8a～8g, Scheme 1)，其結(jié)構(gòu)經(jīng)1H NMR,13C NMR, IR和HR-MS(ESI)表征。采用X-射線單晶衍射研究了8d的晶體結(jié)構(gòu)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

SGW X-4型顯微熔點(diǎn)儀(溫度未校正)；Bruker ARX-300/400 MHz型核磁共振儀(CDCl3為溶劑, TMS為內(nèi)標(biāo))；Thermo fisher Nicolet IS50型傅立葉紅外光譜儀(KBr壓片)；Agilent 6540 UHD Q-TOF LC/MS型質(zhì)譜儀。

所用試劑均為化學(xué)純。

1.2 合成

(1) 2a～2c的合成(以2a為例)

在三頸瓶中加入1a 5.0 g(36.5 mmol)和硼氫化鈉5.5 g(146 mmol)，氮?dú)獗Ｗo(hù)，冰浴冷卻下緩慢滴加無(wú)水THF 100 mL，滴畢(>0.5 h)，攪拌下緩慢滴加三氟化硼26.0 g(182 mmol)的乙醚(182 mL)溶液，滴畢，升溫至40 ℃，過(guò)夜反應(yīng)。緩慢滴加10%NaOH溶液淬滅反應(yīng)，待固體全部溶解，蒸除THF，殘余物用乙酸乙酯萃取，有機(jī)相用飽和NaCl洗滌，無(wú)水Na2SO4干燥，減壓蒸除溶劑，殘余物用乙酸乙酯重結(jié)晶得白色固體鄰氨基芐醇(2a),產(chǎn)率75%;1H NMRδ: 7.16～7.07(m, 2H)， 6.76～6.71(m, 2H)， 4.68(t, 2H), 3.11(br, 3H)。

用類似的方法合成2b～2c[14]。

(2) 3a～3c和3f～3g的合成(以3a為例)

在圓底燒瓶中加入2a 1.2 g(10 mmol)和二氯甲烷10 mL，攪拌使其溶解；加入吡啶4 mL，冰浴冷卻下緩慢滴加對(duì)甲苯磺酰氯2.9 g(15 mmol)的二氯甲烷(15 mL)溶液，滴畢，于室溫反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC跟蹤)。減壓蒸除溶劑，殘余物加水10 mL，用乙酸乙酯萃取，有機(jī)相用飽和NaCl溶液洗滌，無(wú)水Na2SO4干燥，減壓蒸除溶劑，殘余物用乙酸乙酯重結(jié)晶得白色固體Ts保護(hù)的鄰氨基芐醇(3a),產(chǎn)率87%;1H NMRδ: 7.90(s, 1H), 7.65(d,J=8.5 Hz, 2H), 7.44(d,J=8.5 Hz, 1H), 7.33～7.20(m, 3H), 7.15～7.05(m, 2H), 4.40(d,J=5.5 Hz, 2H), 2.39(s, 3H), 2.25～2.12(m, 1H)。

用類似的方法合成3b～3c和3f～3g[15]。

(3) 4a～4c和4f～4g的合成(以4a為例)

在圓底燒瓶中加入3a 1.1 g(4 mmol), 三氧化鉻吡啶(PCC)1.7 g(8 mmol)和二氯甲烷10 mL，攪拌下于室溫反應(yīng)至終點(diǎn)。過(guò)濾，濾液用二氯甲烷洗滌，減壓蒸除溶劑，殘余物經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑：A=石油醚/乙酸乙酯=5/1,V/V)純化得白色固體Ts保護(hù)的鄰氨基苯甲醛(4a)，產(chǎn)率81%;1H NMRδ: 10.79(s, 1H), 9.81(d,J=0.6 Hz, 1H), 7.76(d,J=8.4 Hz, 2H), 7.67(d,J=8.3 Hz, 1H), 7.59(dd,J=7.6 Hz, 1.6 Hz, 1H), 7.56～7.54(m, 1H), 7.23(d,J=8.3 Hz, 2H), 7.18(dt,J=7.5 Hz, 1.0 Hz, 1H), 2.35(s, 3H)。

用類似的方法合成4b～4c和4f～4g[16]。

(4) 5a～5g的合成

在史萊克管加入4a 0.412 g(1.5 mmol)，氮?dú)獗Ｗo(hù)，加入無(wú)水THF 10 mL，冰浴冷卻下緩慢滴加格氏試劑，滴畢，攪拌下于室溫反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC跟蹤)。加入飽和氯化銨溶液淬滅反應(yīng)，用乙酸乙酯萃取，有機(jī)相用飽和NaCl溶液洗滌，無(wú)水Na2SO4干燥，減壓蒸除溶劑，殘余物經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑：A=10/1)純化得白色固體查爾醇(5a),產(chǎn)率84%, m.p.58～60 ℃;1H NMRδ: 7.50(d,J=8.3 Hz, 2H), 7.52(dd,J=8.3 Hz, 0.7 Hz, 1H), 7.50～7.39(m, 3H), 7.29～7.26(m, 3H), 7.18～7.08(m, 9H), 6.19(d,J=9.3 Hz, 1H), 5.16(d,J=9.3 Hz, 1H), 2.32(s, 3H);13C NMRδ: 145.1, 143.5, 140.9, 138.5, 136.7, 135.5, 132.2, 129.6, 129.5, 128.7, 128.6, 128.2, 128.1, 128.0, 127.8, 127.6, 127.2, 127.0, 124.7, 121.8, 71.0, 21.6。

用類似的方法合成5b～5g[17]。

(5) 6a～6g的合成(以6a為例)

在圓底燒瓶中加入5a 0.27 g(0.69 mmol), Dess-Martin氧化劑0.35 g(0.82 mmol)和二氯甲烷4 mL，攪拌下于室溫反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC跟蹤)。加水淬滅反應(yīng)，用乙酸乙酯萃取，有機(jī)相用飽和NaCl溶液洗滌，無(wú)水Na2SO4干燥，減壓蒸除溶劑，殘余物經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑：A=20/1)純化得黃色固體查爾酮(6a),產(chǎn)率72%, m.p.96～98 ℃;1H NMRδ: 11.10(s, 1H), 7.85(d,J=7.1 Hz, 1H), 7.72(d,J=8.2 Hz, 2H), 7.64(d,J=8.2 Hz, 1H), 7.41～7.23(m, 11H), 7.11(d,J=7.1 Hz, 2H), 6.97(t,J=7.6 Hz, 1H), 6.89(s, 1H), 2.39(s, 3H);13C NMRδ: 196.2, 155.4, 143.9, 141.1, 140.1, 138.7, 136.9, 134.6, 132.2, 129.8, 128.8, 128.7, 128.6, 128.4, 127.5, 124.6, 124.0, 122.6, 119.2, 21.7。

用類似的方法合成6b～6g[18]。

(6) 7a～7g的合成(以7a為例)

在史萊克管中加入6a 0.453 g(1.0 mmol)，氮?dú)獗Ｗo(hù)，加入無(wú)水THF 5 mL，冰浴冷卻下，滴加乙烯基溴化鎂1.5 mL(1.5 mmol)，滴畢，攪拌下于室溫反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC跟蹤)。加入飽和氯化銨溶液淬滅反應(yīng)，用乙酸乙酯萃取，有機(jī)相用飽和NaCl溶液洗滌，無(wú)水Na2SO4干燥，減壓蒸除溶劑，殘余物經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑：A=20/1)純化得1,4-戊二烯-3-醇(7a)。

用類似的方法合成7b～7g[17]。

7a： 白色液體,產(chǎn)率65%;1H NMRδ: 8.87(brs, 1H), 7.68(d,J=8.4 Hz, 2H), 7.54～7.51(m, 1H), 7.34～7.26(m, 6H), 7.19～7.13(m, 6H), 7.05(d,J=8.1 Hz, 2H), 6.90(t,J=8.4 Hz, 1H), 6.22(s, 1H), 6.10(dd,J=17.1 Hz, 10.5 Hz, 1H), 5.29(d,J=17.1 Hz, 1H), 5.21(d,J=10.5 Hz, 1H), 2.34(brs, 1H), 2.31(s, 3H);13C NMRδ: 21.5, 79.6, 114.9, 119.0, 122.9, 127.3, 127.4, 127.9, 128.1, 128.30, 128.31, 128.8, 128.9, 129.41, 129.42, 131.0, 132.4, 136.4, 137.1, 138.7, 141.7, 141.9, 142.5, 143.4; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C30H28NO3S+{[M+H]+}482.178 4, found 482.178 6。

7b： 白色液體,產(chǎn)率72%;1H NMRδ: 10.00(br, 1H), 7.46(d,J=8.4 Hz, 2H), 7.25～7.03(m, 11H), 6.86～6.81(m, 4H), 6.52(s, 1H), 6.07(dd,J=17.4 Hz, 10.5 Hz, 1H), 4.78～4.73(m, 2H), 2.91(br, 1H), 2.23(s, 3H);13C NMRδ: 20.4, 78.9, 113.0, 119.2, 125.6, 126.1, 126.3, 126.6, 126.8, 127.0, 127.1, 127.2, 127.8, 128.4, 129.2, 131.3, 132.4, 135.6, 137.1, 137.4, 140.1, 140.8, 141.8, 142.4; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C30H27NO3SCl+{[M+H]+}516.139 5, found 516.139 6。

7c： 白色液體,產(chǎn)率65%;1H NMRδ: 8.92(brs, 1H), 7.68(d,J=8.4 Hz, 2H), 7.56(d,J=2.1 Hz, 1H), 7.33～7.27(m, 6H), 7.18～7.14(m, 2H), 7.09～7.02(m, 5H), 6.82(dd,J=8.4 Hz, 2.1 Hz, 1H), 6.19(s, 1H), 6.06(dd,J=17.1 Hz, 10.2 Hz, 1H), 5.29(d,J=17.1 Hz, 1H), 5.22(d,J=10.2 Hz, 1H), 2.47(brs, 1H), 2.33(s, 3H);13C NMRδ: 21.6, 79.3, 115.3, 118.7, 122.7, 127.3, 127.5, 128.0, 128.2, 128.3, 128.9, 129.0, 129.3, 129.6, 130.4, 130.6, 134.5, 136.6, 137.5, 138.5, 141.3, 141.7, 142.9, 143.8; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C30H27NO3SCl+{[M+H]+}516.139 5, found 516.139 5。

7d： 白色液體,產(chǎn)率74%;1H NMRδ: 8.46(brs, 1H), 7.59(dd,J=8.1 Hz, 1.2 Hz, 1H), 7.30～7.25(m, 4H), 7.22～7.19(m, 4H), 7.14～7.11(m, 4H), 6.99(td,J=7.8 Hz, 1.2 Hz, 1H), 6.27(s, 1H), 6.15(dd,J=17.1 Hz, 10.5 Hz, 1H), 5.34(d,J=17.1 Hz, 1H), 5.27(d,J=10.5 Hz, 1H), 2.81(s, 3H), 2.43(brs, 1H);13C NMRδ: 38.6, 78.6, 113.8, 118.8, 122.6, 126.2, 127.0, 127.1, 127.31, 127.35, 128.0, 128.2, 128.4, 129.8, 132.0, 135.5, 137.6, 140.7, 141.1, 141.6; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C24H24NO3S+{[M+H]+}406.147 1, found 406.147 0。

7e： 白色液體,產(chǎn)率54%;1H NMRδ: 9.06(brs, 1H), 7.68(d,J=8.4 Hz, 2H), 7.62(dd,J=8.4 Hz, 1.2 Hz, 1H), 7.40～7.30(m, 5H), 7.24～7.16(m, 2H), 7.06(d,J=8.4 Hz, 2H), 6.94(td,J=7.5 Hz, 1.2 Hz, 1H), 6.07(dd,J=17.1 Hz, 10.5 Hz, 1H), 6.01～6.00(m, 1H), 5.24(d,J=17.4 Hz, 1H), 5.14(d,J=10.5 Hz, 1H), 2.54(brs, 1H), 2.31(s, 3H), 1.86(d,J=1.2 Hz, 3H);13C NMRδ: 17.8, 21.5, 78.8, 113.4, 119.5, 123.2, 126.0, 127.5, 127.7, 128.1, 128.4, 128.7, 129.4, 130.8, 131.8, 136.5, 136.8, 141.6, 142.0, 143.2, 143.4; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C25H26NO3S+{[M+H]+}420.162 8, found 420.162 9。

7f： 白色液體,產(chǎn)率63%;1H NMRδ: 8.83(brs, 1H), 7.63(d,J=8.7 Hz, 2H), 7.50(dd,J=8.1 Hz, 1.2 Hz, 1H), 7.29～7.26(m, 3H), 7.24～7.21(m, 3H), 7.15～7.06(m, 8H), 6.88(td,J=7.8 Hz, 1.2 Hz, 1H), 6.12(s, 1H), 6.01(dd,J=17.4 Hz, 10.5 Hz, 1H), 5.21(d,J=17.4 Hz, 1H), 5.14(d,J=10.5 Hz, 1H), 2.34(brs, 1H);13C NMRδ: 78.6, 114.0, 118.2, 122.4, 126.2, 127.0, 127.2, 127.3, 127.7, 127.8, 127.9, 128.0, 128.3, 129.7, 129.9, 131.7, 134.9, 137.4, 137.6, 138.0, 140.6, 140.7, 141.5; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C29H25NO3SCl+{[M+H]+}502.123 8, found 502.123 9。

7g： 白色液體,產(chǎn)率71%;1H NMRδ: 8.75(brs, 1H), 7.65(d,J=8.9 Hz, 2H), 7.48(dd,J=8.1 Hz, 1.2 Hz, 1H), 7.27～7.25(m, 3H), 7.25～7.18(m, 4H), 7.13～7.05(m, 7H), 6.65(d,J=8.9 Hz, 2H), 6.15(s, 1H), 6.05(dd,J=17.2 Hz, 10.3 Hz, 1H), 5.21(d,J=16.7 Hz, 1H), 5.15(d,J=10.5 Hz, 1H), 3.69(s, 3H);13C NMRδ: 54.5, 78.5, 112.8, 113.8, 117.4, 126.2, 126.2, 126.8, 126.9, 127.0, 127.3, 127.7, 127.8, 128.3, 128.6, 129.9, 130.5, 131.2, 135.4, 137.6, 140.7, 140.8, 141.4, 161.8; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C30H27NO4S+{[M+H]+}497.166 5, found 497.166 9。

(7) 8a～8g的合成(以8a為例)

在史萊克管中加入7a 0.241 g(0.5 mmol)，氮?dú)獗Ｗo(hù)，加入三氯化鐵15 mg(0.05 mmol)和干燥二氯甲烷1 mL，于室溫反應(yīng)至終點(diǎn)(TLC跟蹤)。加入飽和食鹽水淬滅反應(yīng)，用乙酸乙酯萃取，有機(jī)相用無(wú)水Na2SO4干燥，減壓蒸除溶劑，殘余物經(jīng)硅膠柱層析(洗脫劑：A=20/1)純化得螺環(huán)四氫喹啉(8a)。

用類似的方法合成8b～8g。

8a： 白色固體,產(chǎn)率81%, m.p.114～116 ℃;1H NMRδ: 7.98(dd,J=8.4 Hz, 0.9 Hz, 1H), 7.58(d,J=8.4 Hz, 2H), 7.52～7.49(m, 3H), 7.45～7.34(m, 3H), 7.29～7.26(m, 3H), 7.24～7.16(m, 1H), 7.07(td,J=7.5 Hz, 0.9 Hz, 1H), 6.89(td,J=7.8 Hz, 0.9 Hz, 1H), 6.46～6.41(m, 2H), 6.11(s, 1H), 4.38(ddd,J=14.1 Hz, 5.4 Hz, 3.6 Hz, 1H), 3.87(ddd,J=14.1 Hz, 10.8 Hz, 3.0 Hz, 1H), 2.42(s, 3H), 1.96(ddd,J=14.1 Hz, 10.8 Hz, 3.6 Hz, 1H), 1.67(ddd,J=14.1 Hz, 5.7 Hz, 3.0 Hz, 1H);13C NMRδ: 21.6, 30.0, 45.8, 53.6, 121.0, 123.9, 125.3, 125.4, 126.2, 127.2, 127.3, 127.5, 127.6, 128.0, 128.1, 128.6, 129.8, 130.2, 134.9, 136.8, 137.0, 141.3, 142.1, 142.5, 144.0, 154.0; IRν: 3 060, 2 925, 1 598, 1 164, 760 cm-1; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C30H26NO2S+{[M+H]+}464.167 9, found 464.167 8。

8b： 白色固體,產(chǎn)率75%, m.p.138～139 ℃;1H NMRδ: 7.93(dd,J=8.1 Hz, 1.2 Hz, 1H), 7.47～7.28(m, 8H), 7.24～7.10(m, 4H), 7.00～6.95(m, 2H), 6.30(d,J=7.5 Hz, 1H), 6.04(s, 1H), 4.20(ddd,J=14.1 Hz, 6.6 Hz, 3.0 Hz, 1H), 3.78(ddd,J=14.1 Hz, 9.6 Hz, 2.7 Hz, 1H), 2.37(s, 3H), 1.66(ddd,J=14.1 Hz, 9.6 Hz, 2.7 Hz, 1H), 1.53(ddd,J=14.1 Hz, 6.6 Hz, 3.0 Hz, 1H);13C NMRδ: 20.5, 32.8, 44.6, 52.8, 120.4, 120.5, 123.6, 124.8, 125.8, 126.45, 126.46, 126.6, 126.9, 127.3, 127.5, 127.6, 128.9, 133.9, 134.3, 135.8, 137.6, 138.7, 141.6, 142.8, 143.2, 151.8; IRν: 3 062, 2 935, 1 618, 1 131, 776 cm-1; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C30H25NO2SCl+{[M+H]+}498.128 9, found 498.128 6。

8c： 白色固體,產(chǎn)率79%, m.p.134～135 ℃;1H NMRδ: 8.04(d,J=2.1 Hz, 1H), 7.63(d,J=8.4 Hz, 2H), 7.54～7.27(m, 9H), 7.09(t,J=7.5 Hz, 1H), 6.86(dd,J=8.4 Hz, 2.4 Hz, 1H), 6.46(d,J=7.2 Hz, 1H), 6.35(d,J=8.4 Hz, 1H), 6.08(s, 1H), 4.37(ddd,J=14.1 Hz, 5.4 Hz, 3.6 Hz, 1H), 3.84(ddd,J=14.1 Hz, 10.8 Hz, 3.0 Hz, 1H), 2.44(s, 3H), 1.93(ddd,J=14.1 Hz, 10.8 Hz, 3.0 Hz, 1H), 1.67(ddd,J=14.1 Hz, 5.4 Hz, 3.6 Hz, 1H);13C NMRδ: 21.6, 29.9, 45.6, 53.2, 121.2, 122.9, 124.8, 125.6, 126.3, 127.4, 127.5, 127.6, 128.2, 128.6, 128.7, 129.2, 130.0, 132.6, 134.7, 136.4, 138.1, 140.7, 142.4, 142.5, 144.3, 153.4; IRν: 3 067, 2 932, 1 620, 1 134, 780 cm-1; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C30H25NO2SCl+{[M+H]+}498.128 9, found 498.129 1。

8d： 白色固體,產(chǎn)率70%, m.p.103～105 ℃;1H NMRδ: 7.79(d,J=8.4 Hz, 1H), 7.63～7.57(m, 3H), 7.48～7.31(m, 4H), 7.24～7.14(m, 3H), 6.87(t,J=7.5 Hz, 1H), 6.60～6.58(m, 2H), 4.33(ddd,J=13.5 Hz, 6.3 Hz, 3.3 Hz, 1H), 3.94(ddd,J=13.2 Hz, 9.9 Hz, 3.0 Hz, 1H), 3.10(s, 3H), 2.35(ddd,J=13.5 Hz, 6.3 Hz, 3.3 Hz, 1H), 2.12(ddd,J=13.2 Hz, 9.9 Hz, 3.0 Hz, 1H);13C NMRδ: 31.8, 39.5, 45.1, 54.0, 121.3, 122.3, 123.3, 124.8, 126.6., 127.5, 127.8, 128.26, 128.27, 128.7, 128.88, 128.89, 135.0, 137.3, 141.5, 142.7, 142.8, 154.1; IRν: 3 056, 2 928, 1 606, 1 180, 745 cm-1; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C24H22NO2S+{[M+H]+}388.136 6, found 388.136 8。

8e： 白色固體,產(chǎn)率72%, m.p.113～114 ℃;1H NMRδ: 7.95(d,J=8.4 Hz, 1H), 7.57(d,J=8.0 Hz, 2H), 7.30～7.23(m, 4H), 7.17(t,J=6.8 Hz, 1H), 7.01(t,J=6.8 Hz, 1H), 6.86(t,J=6.8 Hz, 1H), 6.33(d,J=7.6 Hz, 2H), 5.84(s, 1H), 4.38～4.34(m, 1H), 3.82(t,J=12.8 Hz, 1H), 2.46(s, 3H), 2.06(s, 3H), 1.84(t,J=13.2 Hz, 1H), 1.54～1.51(m, 1H);13C NMRδ: 12.7, 21.5, 29.8, 45.8, 53.4, 119.4, 122.2, 125.1, 125.3, 125.8, 127.0, 127.1, 127.5, 128.0, 129.7, 130.6, 136.91, 136.92, 137.2, 140.1, 143.8, 144.8, 153.5; IRν: 3 034, 2 913, 1 604, 1 172, 758 cm-1; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C25H24NO2S+{[M+H]+}402.152 2, found 402.151 7。

8f： 白色固體,產(chǎn)率83%, m.p.105～107 ℃;1H NMRδ: 7.88(d,J=8.4 Hz, 1H), 7.55(d,J=8.7 Hz, 2H), 7.42～7.09(m, 10H), 7.04(t,J=7.2 Hz, 1H), 6.82(t,J=7.5 Hz, 1H), 6.36(d,J=7.8 Hz, 2H), 6.06(s, 1H), 4.31(ddd,J=13.8 Hz, 5.1 Hz, 3.6 Hz, 1H), 3.80(ddd,J=13.8 Hz, 10.8 Hz, 2.7 Hz, 1H), 1.90(ddd,J=13.8 Hz, 10.8 Hz, 2.7 Hz, 1H), 1.62(ddd,J=13.8 Hz, 10.8 Hz, 2.7 Hz, 1H);13C NMRδ: 29.2, 44.8, 52.4, 120.1, 121.8, 124.1, 124.7, 125.3, 126.2, 126.4, 126.5, 127.1, 127.3, 127.7, 127.8, 128.4, 129.3, 133.7, 135.6, 137.2, 138.6, 139.9, 141.3, 141.4, 152.7; IRν: 3 070, 2 928, 1 460, 1 182, 753 cm-1; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C29H23NO2SCl+{[M+H]+}484.113 3, found 484.113 5。

8g： 白色固體,產(chǎn)率81%, m.p.104～105 ℃;1H NMRδ: 7.92(d,J=9.4 Hz, 1H), 7.55(d,J=8.9 Hz, 2H), 7.44～7.09(m, 9H), 6.89～6.78(m, 3H), 6.46(d,J=7.4 Hz, 1H), 6.36(dd,J=1.5 Hz, 1.5 Hz, 1H), 6.05(s, 1H), 4.33～4.25(m, 1H), 3.80(dd,J=3.1 Hz, 3.4 Hz, 1H), 3.77(s, 3H), 1.90(ddd,J=3.6 Hz, 6.7 Hz, 3.6 Hz, 1H), 1.62(m, 1H);13C NMRδ: 29.0, 44.6, 52.5, 54.6, 113.3, 119.9, 121.9, 124.3, 125.1, 126.1, 126.2, 126.5, 127.0, 127.6, 128.5, 129.1, 130.3, 133.8, 136.0, 140.2, 141.2, 141.5, 152.8, 162.2; IRν: 3 070, 2 928, 1 460, 1 182, 753 cm-1; HR-MS(ESI)m/z: Calcd for C30H25NO3S+{[M+H]+}479.155 0, found 479.155 2。

2 結(jié)果與討論

2.1 合成

(1) 8的合成條件優(yōu)化

合成8時(shí)，為提高反應(yīng)產(chǎn)率，以8a為例，在本課題組前期方法[13]的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了條件優(yōu)化，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 8a合成條件的優(yōu)化

由表1可見(jiàn)，No.1～No.4為催化劑對(duì)產(chǎn)率的影響，在FeCl3催化下，反應(yīng)產(chǎn)率最高(No.2, 72%)。 No.2和No.5～No.7為溶劑對(duì)產(chǎn)率的影響，在CH2Cl2中，反應(yīng)產(chǎn)率最高(No.5, 75%)。 No.8～No.10為催化劑用量對(duì)產(chǎn)率的影響，適當(dāng)降低催化劑用量可以增加產(chǎn)率，但當(dāng)催化劑用量為1 mol%時(shí)，產(chǎn)率明顯下降，因此最佳催化劑用量為5 mol%(No.9, 80%)。 No.9和No.11～No.12為反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)率的影響，降低溫度不會(huì)造成反應(yīng)產(chǎn)率降低，因此最佳反應(yīng)溫度為室溫(No.12, 81%)。

綜上，合成8a的最佳反應(yīng)條件為：氮?dú)獗Ｗo(hù)，5 mol%FeCl3為催化劑，干燥CH2Cl2為溶劑，于室溫反應(yīng)1 h。

(2) 底物拓展

在最佳反應(yīng)條件下進(jìn)行了底物拓展(Scheme 1)，結(jié)果表明：R1為吸電子基團(tuán)時(shí)，產(chǎn)率降低；R2為苯基時(shí)，產(chǎn)率高于R2為烷基時(shí)的產(chǎn)率。該反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)率較高，底物適用范圍較廣。最終我們合成了7種底物，其中8g為新化合物。

2.2 表征

圖1為8d的X-射線單晶衍射圖。8d的晶胞參數(shù)a=14.001(3) ?,b=12.335(2) ?,c=11.587(3) ?,α=90°,β=95.497(2)°,γ=90°,V=1 991.9(7) ?3,Z=4,μ=0.182 mm-1,F(000)=816.0,R[F2>2σ(F2)]=0.053 7,wR(F2)=0.132 5。

圖1 8d的X-射線單晶衍射圖

合成了7個(gè)多取代1,4-戊二烯-3-醇(7a～7g)。以7a～7g為原料，5 mol%FeCl3為催化劑，CH2Cl2為溶劑，于室溫反應(yīng)合成了7個(gè)螺環(huán)四氫喹啉衍生物(8a～8g)。與原有合成方法相比，該方法不僅催化劑用量大為降低(由30 mol%降低至5 mol%)，而且顯著提高了反應(yīng)產(chǎn)率(由66%提高至81%)。此外，還降低了反應(yīng)溫度(由50 ℃降低至室溫)。該方法具有一定的理論價(jià)值和應(yīng)用前景。

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Synthesis of Multi-substituted 1,4-Pentadien-3-ols and Their
Applications in Synthesis of Spiro-tetrahydroquinoline Derivatives

ZHAO Yu-yang, GU Zhan-shou, SU Qiu-ling, XUE Hao-dong, WANG Zhi-ming*

(School of Petrochemical Engineering, Changzhou University, Changzhou 213164, China)

Seven multi-substituted 1,4-pentadiene-3-ols(7a～7g) were synthesized by a six-step reaction from substituted anthranilic acids. Seven spiro-tetrahydroquinoline compounds(8a～8g) were synthesized from 7a～7g, using 5 mol%FeCl3as the catalyst and CH2Cl2as solvent at rt. The structures were characterized by1H NMR,13C NMR, IR and HR-MS(ESI). The crystal structure of 8d was investigated by X-ray single crystal diffraction. The results indicated that the crystal parameters of 8d werea=14.001(3) ?,b=12.335(2) ?,c=11.587(3) ?,α=90°,β=95.497(2)°,γ=90°,V=1 991.9(7) ?3,Z=4,μ=0.182 mm-1,F(000)=816.0,R[F2>2σ(F2)]=0.053 7,wR(F2)=0.132 5.

anthranilic acid; 1,4-pentadien-3-ol; tetrahydroquinoline; Nazarov reaction; spiro compound; synthesis; crystal structure

2016-12-16;

2017-06-10

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(21372033)； 江蘇省高校自然科學(xué)研究重大項(xiàng)目(14KJA150002)； 江蘇省青藍(lán)工程項(xiàng)目

趙余徉(1991-)，男，漢族，江蘇常州人，碩士研究生，主要從事有機(jī)合成的研究。

王治明，教授，碩士生導(dǎo)師， E-mail: zhiming@cczu.edu.cn

O626.3

A

10.15952/j.cnki.cjsc.1005-1511.2017.08.16314