基于雙環(huán)化反應(yīng)的氮雜環(huán)骨架構(gòu)建方法研究進(jìn)展

范 威

（滁州城市職業(yè)學(xué)院 科研處，安徽 滁州 239000）

0 引言

氮雜環(huán)骨架存在于 Clomipramine［1］、CID755673［2］、CCT245737［3］等活性分子中，如圖 1 所示 .該類衍生物可用作緩激肽受體［4］、5-HT6R拮抗劑［5］、三磷酸腺苷酶抑制劑［6］等，受到了化學(xué)家的格外青睞.利用雙環(huán)化反應(yīng)（單組分、兩組分、多組分）可以構(gòu)建種類繁多的氮雜環(huán)骨架，對這類反應(yīng)進(jìn)行梳理和歸納，將為氮雜環(huán)化合物的創(chuàng)新合成提供思想源泉.

圖1 含有氮雜環(huán)骨架的活性分子

1 單組分雙環(huán)化反應(yīng)

Gupta 等［7］從吡咯螺異惡唑出發(fā)，以鋅為催化劑，在25 ℃的醋酸中反應(yīng)2 h，合成了吡咯并吡啶衍生物，實(shí)現(xiàn)了螺環(huán)骨架向稠環(huán)骨架的轉(zhuǎn)變，合成路徑如圖2所示.

圖2 合成五元并六元氮雜環(huán)

Zhang 等［8］通過金催化下雙（吲哚基）-1，3-二炔的串聯(lián)環(huán)異構(gòu)化反應(yīng)，區(qū)域選擇性地合成了吲哚稠合的七元環(huán)，合成路徑如圖3所示.

圖3 合成五元并七元氮雜環(huán)

Liu等［9］通過銅（I）催化的分子內(nèi)不對稱雙C-芳基化反應(yīng)，合成了手性螺環(huán)雙吲哚酮衍生物，合成路徑如圖4所示.

圖4 合成五元螺五元氮雜環(huán)

以上基于單組分雙環(huán)化反應(yīng)的氮雜環(huán)骨架構(gòu)建方法，合成了吡咯并吡啶、吲哚稠合的七元環(huán)、螺環(huán)雙吲哚酮等氮雜環(huán)化合物，具有產(chǎn)率優(yōu)良、反應(yīng)時(shí)間短和區(qū)域選擇性高等優(yōu)點(diǎn).與此同時(shí)，催化劑昂貴、溶劑致癌和原料不易制備等缺點(diǎn)也亟待改進(jìn).

2 兩組分雙環(huán)化反應(yīng)

Liu 等［10］報(bào)道了1，6-二烯和聯(lián)硼酸頻那醇酯在鈀催化下的環(huán)化碳硼化反應(yīng)，合成了三元并吡咯衍生物，合成路徑如圖5所示.

圖5 合成三元并五元氮雜環(huán)

Yao等［11］發(fā)展了銅催化下磺酰肼和1，3-烯炔的串聯(lián)雙環(huán)化反應(yīng)，通過構(gòu)建兩個C—N 鍵和一個C—C鍵，合成了苯并［f］吲唑衍生物，合成路徑如圖6所示.

圖6 合成五元并六元氮雜環(huán)

Yao 等［12］用鈀催化兩種不同的鄰炔基苯胺，通過雙環(huán)化交叉偶聯(lián)反應(yīng)合成了不對稱的2，3′-雙吲哚，合成路徑如圖7所示.

圖7 合成五元聯(lián)五元氮雜環(huán)

以上合成氮雜環(huán)化合物的兩組分雙環(huán)化反應(yīng)，構(gòu)建了三元并吡咯、苯并［f］吲唑、2，3′-雙吲哚等多樣的氮雜環(huán)骨架，具有底物范圍廣、溫度適宜和原料廉價(jià)易得等優(yōu)點(diǎn).但反應(yīng)時(shí)間過長、氮?dú)鈼l件和金屬催化等缺點(diǎn)也不容忽視.

3 多組分雙環(huán)化反應(yīng)

Moliner 等［13］提出了一種有效的基于多組分的方法，以一鍋方式形成四個新的化學(xué)鍵和兩個芳環(huán)，最終合成了咪唑并［1，5-a］吡嗪衍生物，合成路徑如圖8所示.

圖8 合成五元并六元氮雜環(huán)

Wang等［14］報(bào)道了Rh（III）催化下串聯(lián)合成吡啶并［1，2-b］噠嗪衍生物的新方法，拓展了Boc-芳基肼和炔烴的氧化偶聯(lián)/環(huán)化反應(yīng)，合成路徑如圖9所示.

圖9 合成六元并六元氮雜環(huán)

Shi 等［15］通過靛紅、茚二酮和N-取代的溴化吡啶鎓的擴(kuò)環(huán)反應(yīng)，構(gòu)建了功能化的二苯并［b，d］氮雜卓-6-酮，合成路徑如圖10所示.

圖10 合成六元并七元氮雜環(huán)

以上基于多組分雙環(huán)化反應(yīng)的氮雜環(huán)骨架構(gòu)建方法，合成了咪唑并［1，5-a］吡嗪、吡啶并［1，2-b］噠嗪、二苯并［b，d］氮雜卓-6-酮等氮雜環(huán)化合物，具有無金屬催化、易于操作和產(chǎn)物結(jié)構(gòu)新穎等優(yōu)點(diǎn).但原料有異味、條件復(fù)雜和溫度過高等缺點(diǎn)也限制了該類方法的廣泛應(yīng)用.

4 結(jié)論

通過雙環(huán)化反應(yīng)構(gòu)建了吡咯并吡啶（單組分雙環(huán)化）、苯并［f］吲唑（兩組分雙環(huán)化）、咪唑并［1，5-a］吡嗪（多組分雙環(huán)化）等多樣的氮雜環(huán)化合物，豐富了雜環(huán)化合物的種類，也為繼續(xù)探究氮雜環(huán)骨架的構(gòu)建指明了方向.