2-亞芐基-1氫-茚-1,3（2氫）-二酮的合成與表征

潘潔 李成航 楊梅

摘 ? ? ?要：以1，3-茚滿二酮為原料，與芳醛發(fā)生縮合反應，加熱回流條件下，經后處理得到系列固體產物2-亞芐基-1氫-茚-1，3（2氫）-二酮類化合物。共合成了10個化合物，產率達57%～90%，所有產物利用1H NMR、13C NMR、MS進行結構表征。

關 ?鍵 ?詞：1，3-茚滿二酮;2-亞芐基-1氫-茚-1，3（2氫）-二酮;合成;表征

中圖分類號：O624 ? ? ? ? ?文獻標識碼： A ? ? 文章編號： 1671-0460（2020）04-0522-03

Abstract： In this experiment， the condensation reaction between 1，3-indanedione and aromatic aldehyde was studied. The solid products of 2-benzylidene-1H-indole-1， 3 （2H）-dione compounds were obtained in ethnol under reflux condition. After post processing operation， a total of 10 compounds were synthesized in a total yield of 57%～90%. All products were characterized by 1H NMR，13C NMR and MS.

Key words： 1， 3-indanedione; 2-benzylidene-1H- indole-1，3 （2H） -diketone compound; Synthesis; Characterization

1，3-茚滿二酮由于其獨特的特征，如存在β-二羰基結構，以及能夠進行親核取代的活性亞甲基[1]，所以1，3-茚滿二酮化合物是一種重要的有機合成中間體，被廣泛應用于農藥、醫(yī)藥和催化劑[2，3]等領域。1，3-茚滿二酮衍生物，具有抗菌、抗腫瘤，抗抑郁劑[4]、抗病毒、抗肝炎、抗凝血劑、抗細胞毒素[5]等活性，也可以作為新型脲酶抑制劑、殺鼠劑、除草劑和殺蟲劑[6];因此，1，3-茚滿二酮的合成越來越引起人們的注意。

1，3-茚滿二酮得到的2-亞芳基茚滿-1，3-二酮是重要的有機合成中間體，一方面，它作為邁克爾加成底物，和含氮、硫、膦等親核試劑發(fā)生單一加成反應[7]，另一方面也可以通過邁克爾親核加成/其他反應環(huán)化串聯反應，合成雜環(huán)或稠雜環(huán)。如和3-氨基-2-丁烯腈[8]、硫脲、α-溴代苯乙酮[9]發(fā)生串聯關環(huán)反應合成螺環(huán)和稠雜環(huán)化合物。

本文主要以，3-茚滿二酮和取代苯甲醛為原料通過縮合反應生成2-亞芐基-1氫-茚-1，3（2氫）-二酮類化合物。

1 ?實驗部分

1.1 ?實驗儀器及試劑

1.1.1 ?實驗儀器

85-2型磁力攪拌器（鞏義市予華儀器有限責任公司），DLSB-5/20型低溫冷卻液循環(huán)泵（杭州惠創(chuàng)儀器責任有限責任公司），R201D恒溫水浴鍋（鞏義市英峪高科儀器廠），FA1004A電子天平（福州華智科技有限公司），申光WRS-1B數字熔點儀，101-A4型電熱恒溫鼓風干燥箱（上海齊欣科學試劑），SHB-III循環(huán)水式多用真空泵（杭州惠創(chuàng)儀器責任有限責任公司）。

1.1.2 ?實驗藥品

1，3-茚滿二酮、乙醇（97%）、呋喃甲醛（分析純，上海韜奇生物科技有限公司），1-萘醛（分析純，嘉興市吉拉特化工有限公司）， 哌啶（分析純，鄭州艾菲爾特化工有限公司，下同），苯甲醛，對甲基苯甲醛，對氯苯甲醛，對溴苯甲醛，鄰溴苯甲醛，對三氟甲基苯甲醛，對硝基苯甲醛，對甲基苯甲醛，鄰甲基苯甲醛，間甲基苯甲醛，對甲氧基苯甲醛，2-噻吩甲醛。

1.2 ?合成路線 （a～m）

1.3 ?實驗方法

以2-亞芐基-1氫-茚-1，3（2氫） - 二酮（3a）合成方法為例[10]：

在裝有攪拌器、回流冷凝管的三口瓶中，加入1.46 g （約0.01 mol） 1，3-茚滿二酮，2.65 g （約0.015 mol）苯甲醛，66 mL 乙醇及3滴（約0.135 mL）哌啶在85 ℃下回流并攪拌3 h。反應有明顯沉淀析出， TLC實時跟蹤（V（石油醚）∶V（乙酸乙酯）= 4∶ 1），冷卻結晶，抽濾，用乙醇進行洗滌（少量多次），真空干燥箱里烘干，得到產物2-亞芐基-1氫-茚-1，3（2氫）-二酮類化合物（3a），產率 90%。

化合物 3b～3l 的合成方法與化合物3a類似。

1.4 ?實驗數據

1.4.1 ?2-亞芐基-1氫-茚-1，3（2氫） -二酮

（a）黃色固體，產率：90%， m.p.152～153 ℃;1HNMR （400 MHz， CDCl3）δ 8.49～8.45 （m， 2H）， 8.05～ 8.00 （m， 2H）， 7.92 （s， 1H）， 7.85～7.81 （m， 2H）， 7.58～7.51 （m， 3H）.13CNMR （101 MHz， CDCl3） ，δ 190.3 ， 189.0 ， 147.0 ， 142.5 ， 140.1 ， 135.4 ， 135.2 ， 134 .2 ， 133.2 ， 133.1 ， 129.2 ， 128.8 ， 123.4 ， 123.4 .MS （ESI， m/z）： 235 （M+）。

1.4.2 ?2-（4-氯亞芐基）-1氫-茚-1，3（2氫） - 二酮

（b）黃色固體，產率：80%，m.p. 173～174 ℃;1HNMR（400 MHz， CDCl3） δ 8.43 （d， J = 8.6 Hz， 2H）， 8.02 （ddd， J = 5.9， 2.7， 1.4 Hz， 2 H）， 7.85 – 7.84 （m， 1H）， 7.84～7.81 （m， 2H）， 7.52～7.45 （m， 2H），13CNMR （101MHz， CDCl3），δ190.1，189.1， 145.2 ，142.5， 140.1，139.5，135.6，135.4，135.4，131.5，129.4，129.2，123.5， 123.4 .MS （ESI， m/z）： 269 （M+）。

1.4.3 ?2-（4-溴亞芐基）-1氫-茚-1，3（2氫） - 二酮

（c）黃色固體，產率：83%，m.p.170～171 ℃;1HNMR（400 MHz， CDCl3） ，δ 8.38 – 8.30 （m， 2H）， 8.07～7.99 （m， 2H）， 7.88～7.79 （m， 3H）， 7.69～7.61 （m， 2H） ，13CNMR （101 MHz， CDCl3），δ 190.0 ， 145.3 ， 142.5 ， 140.1 ， 135.5 ， 132.2 ， 131.9 ， 128.4 ， 123.5 . MS （ESI， m/z）： 313 （M+）。

1.4.4 ?2-（2-溴亞芐基）-1氫-茚-1，3（2氫） - 二酮

（d）黃色固體，產率：72%，m.p.124～125 ℃;1HNMR（400 MHz， CDCl3） ，δ 8.54 （m， 1H）， 8.26 （s， 1H）， 8.08～7.97 （m， 2H）， 7.89～7.80 （m， 2H）， 7.69 （m， 1H）， 7.45 （m， 1H）， 7.38～7.32 （m， 1H） ，13CNMR （101 MHz， CDCl3），δ 189.6 ， 144.3 ， 142.6 ， 140.2 ， 135.8 ， 133.8 ， 131.1 ， 125.6 ， 123.6 ， 122.3 . MS （ESI， m/z）： 313 （M+）。

1.4.5 ?2-（4-（三氟甲基）亞芐基）-1氫-茚-1，3（2氫）- 二酮

（e）黃色固體，產率：87%，m.p.201-202℃;1HNMR（400 MHz， CDCl3） δ 8.51 （d， J = 8.3 Hz， 2H）， 8.08～8.00 （m， 2H）， 7.91～7.81 （m， 3H）， 7.76 （d， J = 8.3 Hz， 2H），13CNMR （101 MHz， CDCl3），δ 189.6 ， 144.3 ， 142. 6 ， 140.2 ， 135.8 ， 133.8 ， 131.1 ， 125.6 （q， J = 3.7 Hz）， 123.6 （d， J = 4.8 Hz）， 122.3 .MS （ESI， m/z）： 303 （M+）。

1.4.6 ?2-（4-硝基亞芐基）-1氫-茚-1，3（2氫）-二酮

（f）黃色固體，產率：79%，m.p. 236.8～237.6 ℃;1HNMR（400 MHz， CDCl3） δ 8.56 （d， J = 8.8 Hz， 2H）， 8.34 （d， J = 8.9 Hz， 2H）， 8.07 （dd， J = 5.6， 3.0 Hz，2H）， 7.92～7.89 （m， 2H）， 7.89 （d， J = 3.0 Hz， 1H），13CNMR （101 MHz， CDCl3），δ 189.2 ， 188.4 ， 149.4 ， 142.7 ， 142.6 ， 140.3 ， 138.4 ， 136.1 ， 136.0 ， 134.3 ， 132.2 ， 123.8 ， 123.8 ， 123.7 .MS （ESI， m/z）： 280 （M+）。

1.4.7 ?2-（4-甲基亞芐基）-1氫-茚-1，3（2氫）-二酮

（g）黃色固體，產率：77%，m.p. 153.5～154.1 ℃; 1HNMR （400 MHz， CDCl3） δ 8.40 （d， J = 8.2 Hz， 2H）， 8.05～7.96 （m， 2H）， 7.89 （s， 1H）， 7.85～7.77 （m，2H）， 7.33 （d， J = 8.0 Hz， 2H）， 2.45 （s， 3H），13CNMR（101 MHz， CDCl3），δ 190.6 ， 189.3 ， 147.2 ， 144.7 ， 142.5 ， 140.0 ， 135.3 ， 135.1 ， 134.5 ， 130.6 ， 129. 7 ， 128.2 ， 123.3 ， 123.2 ， 22.1 . MS （ESI， m/z）： 249 （M+）。

1.4.8 ?2-（3-甲基亞芐基）-1氫-茚-1，3（2氫）-二酮

（h）黃色固體，產率：75% ， m.p. 162.9～163.4 ℃;1HNMR （400 MHz， CDCl3） δ 8.28 （d， J = 6.4 Hz， 2H）， 8.06～7.97 （m， 2H）， 7.89 （s， 1H）， 7.87～7.77 （m， 2H）， 7.46 ～7.34 （m， 2H）， 2.46 （s， 3H），13CNMR （101 MHz， CDCl3），δ 190.4 ， 189.1 ， 147.4 ， 142.5 ， 140.0 ， 138.5 ， 135.4 ， 135.2 ， 134.7 ， 134.2 ， 133.1 ， 131.5 ， 128.9 ， 128.7 ， 123.3 ， 21.4 MS （ESI， m/z）： 249 （M+）。

1.4.9 ?2-（2-甲基亞芐基）-1氫-茚-1，3（2氫）-二酮

（i）黃色固體，產率：65%，m.p. 152.8～ 153.5 ℃; 1HNMR （400 MHz， CDCl3） ?δ 8.54 （dd， J =7.7， 1.4 Hz， 1H）， 8.24 （s， 1H）， 8.06～7.97 （m， 2H）， 7.82 （dd， J = 5.7， 3.0 Hz， 2H）， 7.43 （td， J = 7.5， 1.4 Hz， 1H）， 7.34 （td， J = 7.6， 1.3 Hz， 1H）， 7.28 （d， J = 7.6 Hz， 1H）， 2.55 （s， 3H） 13CNMR （101 MHz， CDCl3），δ 190.3 ， 188.8 ， 144.4 ， 142.5 ， 140.9 ， 140.0 ， 135.5 ， 135.3 ， 132.8 ， 132.5 ， 131.4 ， 130.6 ， 129.2 ， 125.9 ， 123.4 ， 123.3 ， 20.4 .MS （ESI， m/z）： 249 （M+）。

1.4.10 ?2-（4-甲氧基亞芐基）-1氫-茚-1，3（2氫） - 二酮

（j）黃綠色固體，產率：57%，m.p. 152.8～153.5 ℃;1HNMR（400 MHz， CDCl3）δ 8.60 ，8.43 （m， 1H）， 8.01～7.89 （m， 1H）， 7.83 （s， 0H）， 7.80～7.72 （m， 1H）， 7.00 （d， J = 9.0 Hz， 1H）， 3.90 （s， 1H） 13CNMR（101 MHz， CDCl3），δ 201.0 ， 191.02 ， 155.4 ， 145.6 ， 141.6 ， 140.4 ， 135.3 ， 134.2 ， 131.7 ， 125.8 ， 123.5 ， 123.4 ， 123.0 ， 43.4 . MS （ESI， m/z）： 265 （M+）。

1.4.11 ?2-（噻吩-3-基亞甲基）-1H-茚-1，3（2H） - 二酮

（k）深綠色固體，產率：75%， m.p. 177.3～177.5 ℃; 1HNMR （400 MHz， CDCl3） ?δ 8.07 （dd， J = 3.9， 1.2 Hz， 1H）， 8.06～7.95 （m， 3H）， 7.88 （dt， J = 5.0， 1.2 Hz， 1H）， 7.84～7.76 （m， 2H）， 7.26 （dd， J = 5.1， 3.8 Hz， 1H）.13CNMR （101 MHz， CDCl3），δ 190.27 ， 142.06 ， 141.73 ， 140.38 ， 138.29 ， 137.43 ， 136.26 ， 134.95 ， 128.63 ， 124.76 .MS （ESI， m/z）： 241 （M+）。

1.4.12 ?2-（呋喃-3-基亞甲基）-1H-茚-1，3（2H） - 二酮

（l）深綠色固體，產率：70%，m.p. 201 ℃;1HNMR（400 MHz， CDCl3）δ 8.59 （d， J = 3.7 Hz， 1H）， 8.02 ～7.94 （m， 2H）， 7.84～7.74 （m， 4H）， 6.73 （ddd， J = 3.8， 1.7， 0.8 Hz， 1H）.13CNMR（101 MHz， CDCl3），δ 190.08 ， 149.07 ， 142.32 ， 140.29 ， 135.18 ， 134.89 ， 129.28 ， 124.80 ， 123.12 ， 114.64 . MS （ESI， m/z）： 225 （M+）。

1.4.13 ?2-（萘-1-基亞甲基）-1H-茚-1，3（2H） - 二酮

（m）黃色固體，產率：79%，m.p.232.8～ 233.3℃; 1HNMR （400 MHz， CDCl3） δ 8.81 – 8.71 （m， 1H）， 8.25 （d， J = 8.4 Hz， 1H）， 8.08～7.98 （m， 2H）， 7.96～7.76 （m， 2H）， 7.59 （dd， J = 22.5， 7.0 Hz， 2H）.13CNMR （101 MHz， CDCl3），δ 190.18 ， 143.05 ， 142.52， 140.06， 135.47， 135.29， 133.61， 133.50， 132.73， 132.10， 130.06， 129.15， 128.59， 127.67， 126.35， 125.17 .MS （ESI， m/z）： 285 （M+）。

2 ?結果與討論

（1）在合成2-亞芐基-1氫-茚-1，3（2氫）-二酮的反應中，對比鄰溴和對溴苯甲醛參與反應所得產物，對溴取代產物c比鄰溴產物d產率高;對甲基取代產物g比鄰甲基產物i產率高。

（2）對比苯甲醛上無取代基參與反應所得產物（a）比有取代基參與反應所得產物（b-j）產率高;且取代基為-CF3（e）比取代基為-Br（c，d）和取代基為-CH3（g-i）效果好。

（3）在合成2-亞芐基-1氫-茚-1，3（2氫）-二酮的反應中，呋喃甲醛[11]，2-噻吩甲醛，1-萘醛（k-m）也可以參與反應，并所得中等以上產物。

（4）利用本法所得到的產物純度較高，故不需進一步提純分離[12]。

參考文獻：

[1] B. Bano， Kanwal， K.，et al.As Novel Urease Inhibitors; Synthesis， In vitro， and In silico Studies[J]. Bioorg. Chem.， 2018， 81： 658-671.

[2]羅年華，鄭大貴.新型 1，3-茚滿二酮類螺環(huán)化合物的合成與表征[J]. 化學試劑，2015，37（ 9）：827 -830.

[3]黃麗莎， 劉弋潞. 1，3-茚二酮的合成[J]. 佛山科學技術學院學報（自然科學報）， 2005， 23（4）： 48-50.

[4]陳海燕.茚滿二酮類鼠藥的分析進展[J].中國衛(wèi)生檢驗雜志，2008，18（12）： 2843-2845.

[5] B. Madhuri and S.Rajashri. Aqueous extract of Balanites roxburghii fruit： a green dispersant for C–C bond formation[J]. RSC Adv.， 2014， 4：31177.

[6] M. Jeyachandran and P. Ramesh. Synthesis， Antimicrobial， and Anticoagulant Activities of 2-（Arylsulfonyl） indane-1，3-diones [J].Org. Chem. Int.，2011，5： 360810.

[7]（a） Dhawan， Som N. et al. Unusual Schmidt reaction of some 2-benzylideneindane-1，3-diones[J].J INDIAN CHEM SOC.， 2003，80（11）：1027-1030; （b）Afsah， E. M. et al. Unusual Schmidt reaction of some 2-benzylideneindane-1，3-diones [J]. Pharmazie.， 1990，45（4）： 255-7; （c）Arbuzov， B. A. et al. Reaction between 2-benzylidene-1，3-indandione and trialkyl phosphites[J]. Dokl Akad Nauk SSSR.，1966， 171（3）：605-8.

[8]El-Taweel，F.M.A.etal. Synthetic routes to fluorenone， indenopyridine， 4H-naphtho[2，1-b]pyrans， and pyridine derivatives[J]. Boll Chim Farm.， 2001， 140（5）：306-310.

[9]Ren， Zhongjiao et al. Highly stereoselective synthesis of trans-2，3- dihydro-spiro[cyclopropane-1，2'-indan-1'，3'-dione] from alkene and phenacyl bromide[J].Synthetic Communications.，2008，38（13）， 2200-2214.

[10]PandyK，Sarvesh， Khan， Nizamuddin.Synthesis and antimicrobial study of novel 1-aryl-2-oxo-indano[3， 2-d] pyrido/pyrimido[1， 2-b]pyrimidines[J]. Archiv der Pharmazie， 2008， 341（7）： 418-23.

[11] Department of Chemistry， Tshwane University of Technology，Research Institute for Medicines （iMed.ULisboa）， Faculty of Pharmacy[J]， Universidade de Lisboa.， 2016.

[12]鄭巧巧， 吳林鋼， 吳佩玲， 沈靜靜， 吳雅姿， ?陳定奔. 2-（2-羥苯基）-1H-苯并咪唑系列化合物的合成及光譜性質研究[J]. 當代化工，2017 （6）： 1051-1054.