劉 舉,薛其俊,王 穎,王 洋,金 英,張美榮,徐利鋒,周云鵬
(1.遼寧大學藥學院,遼寧 沈陽 110036;2.沈陽興齊制藥有限公司,遼寧 沈陽 110027)
咪唑并[1,2-a]嘧啶是一類非常重要的稠雜環(huán)類化合物。含有咪唑并[1,2-a]嘧啶母核的化合物常常顯示廣泛的生物活性,例如抗菌,驅蟲、抗炎、抗驚厥、解熱、支氣管擴張、催眠及胃腸道免疫調節(jié)等[1~6]。該類化合物作為重要的藥效團結構骨架受到藥物化學家的廣泛關注。
三氟甲基具有強吸電子性、親脂性和穩(wěn)定的C-F鍵,將其引入到有機化合物中能夠顯著改變化合物的酸性、偶極距、極性、親脂性以及其化學和代謝穩(wěn)定性。因此含三氟甲基的化合物已在醫(yī)藥等領域得到廣泛應用,如治療精神抑郁的藥物Prozac、治療關節(jié)炎的藥物Celebrex和治療糖尿病的藥物Januvia等都含有三氟甲基[7]。
本文合成了3個新型的咪唑并[1,2-a]嘧啶類化合物。以氫化鈉為催化劑,對三氟甲基苯甲酸甲酯與乙酸乙酯在THF中經縮合反應制得中間體二羰基酯(1);1與鹽酸胍在醇鈉溶液中經環(huán)合反應得到6-[4-(三氟甲基)苯基]-4-羥基-2-氨基嘧啶(2);2與α-溴帶對氯苯乙酮在DMF中回流環(huán)合得2-(4-氯苯基)-7-[4-(三氟甲基)苯基]-5-羥基咪唑并[1,2-a]嘧啶(3);3和三氯氧磷經氯代反應得2-(4-氯苯基)-7-[4-(三氟甲基)苯基]-5-氯咪唑并[1,2-a]嘧啶(4);4分別與 N,N-二甲基乙二胺(5a),脯胺醇(5b)和 N-甲基哌嗪(5c)經取代反應合成了3個新型的2-(4-氯苯基)-7-[4-(三氟甲基)苯基]咪唑并[1,2-a]嘧啶類化合物(6a~6c,Scheme 1),其結構經1H NMR和IR表征。
Scheme 1
X24型數(shù)字顯示顯微熔點儀(溫度未校正);Bruker AVANCE-600型超導核磁共振儀(DMSO-d6為溶劑,TMS為內標);Perkin Elmer Spcetrum One型紅外光譜儀(KBr壓片)。
對三氟甲基苯甲酸甲酯和ɑ-溴代對氯苯乙酮,上海達瑞精細化學品有限公司;硅膠GF254,青島海洋化工廠;其余所用試劑和溶劑均為分析純,其中THF和DMF用前經無水處理;實驗用水為去離子水。
(1)1的合成
氮氣保護,在三口燒瓶加入70%NaH 27.20 g(0.79 mol)和THF 200 mL,攪拌下于0℃滴加對三氟甲基苯甲酸甲酯81.60 g(0.4 mol)的 THF(200 mL)溶液,滴畢,反應30 min;于0℃滴加乙酸乙酯40.20 g(0.46 mol)的THF(250 mL)溶液,滴畢,于室溫反應過夜。加入飽和NH4OAc溶液200 mL,用乙酸乙酯(2×150 mL,100 mL)萃取,合并有機相,用水(3×100 mL)洗滌,無水硫酸鎂干燥,減壓蒸除溶劑后經硅膠柱層析[洗脫劑:V(正己烷)∶V(乙酸乙酯)=1∶4]純化得白色固體 1 82.31 g,產率 79.1%;1H NMR(CDCl3)δ:12.49(s,1H),7.88(d,J=8.1 Hz,2H),7.68(d,J=8.1 Hz,2H),7.68(s,1H),3.83(s,3H);IR ν:2 924,1 655,1 628,1 577,1 514,1 454,1 331,1 240,1 211,1 175,1 112,1 005,1 070 cm-1。
(2)2的合成
在反應瓶中加入乙醇鈉13.60 g(0.20 mol)和無水乙醇100 mL,攪拌使其溶解;加入1 20.80 g(80 mmol)和鹽酸胍 12.60 g(70 mmol),回流(80℃)反應5 h(TLC檢測)。減壓蒸除乙醇,加水100 mL(析出固體),過濾,濾餅用水(3×100 mL)洗滌,干燥得淡黃色固體 2 11.03 g,收率64.4%,m.p.251 ℃~ 254 ℃;IR ν:3 494,3 324,3 206,1 658,1 610,1 565,1 527,1 508,1 456,1 400,1 328,1 298,1 235,1 160,1 121,1 065,1 016 cm-1。
(3)3的合成
在反應瓶中依次加入2 4.90 g(20 mmol),ɑ-溴代對氯苯乙酮4.48 g(20 mmol)和DMF 50 mL,攪拌使其溶解;回流反應4 h(TLC檢測)。冷卻至室溫(析出固體),過濾,濾餅依次用甲醇(3×100 mL)和二氯甲烷(3×50 mL)洗滌,干燥得黃色固體 3 4.30 g,收率 57.5%,m.p.>300 ℃;1H NMR δ:13.55(s,1H,OH),8.32(s,1H,imidazole-H),8.26(d,J=7.8 Hz,2H,ArH),7.97(d,J=7.8 Hz,2H,ArH),7.85(d,J=8.4 Hz,2H,ArH),6.55(s,1H,pyrimidine-H);IR ν:3 436,3 150,3 051,2 930,2 749,2 691,1 907,1 671,1 615,1 562,1 530,1 500,1 488,1 444,1 400,1 330,1 308,1 243,1 220,1 165,1 127,1 110,1 094,1 077 cm-1。
(4)4的合成
在反應瓶中依次加入3 10 g(2.57 mmol)和三氯氧磷60 mL,攪拌下于100℃反應11 h(TLC檢測)。冷卻至室溫,攪拌下滴入冰水中,析出黃色固體,攪拌30 min。過濾,濾餅依次用水(3×100 mL)和乙醚(3×50 mL)洗滌,用乙醇重結晶得黃色固體 4 6.7 g,收率 70%,m.p.210 ℃~212℃,直接進行下步反應。
(5)6的合成(以6a為例)
在反應瓶中加入4 1.0 g(0.26 mmol)和5a 10 mL,攪拌下于30℃反應30 min(TLC檢測)。減壓蒸除溶劑,緩慢加入甲醇20 mL并振蕩(析出黃色固體),過濾,濾餅用甲醇(3×30 mL)洗滌,用乙腈重結晶得6a 660 mg。
用類似的方法合成6b和6c。
6a:黃色固體,收率58.6%,m.p.225℃~227 ℃;1H NMR δ:8.47(s,1H,imidazole-H),8.42(d,J=8.4 Hz,2H,ArH),7.92(d,J=8.4 Hz,2H,ArH),7.86(d,J=8.4 Hz,2H,ArH),7.54(d,J=8.4 Hz,2H,ArH),6.79(s,1H,pyrimidine-H),3.62(t,J=6.6 Hz,2H,CH2),2.60(t,J=6.6 Hz,2H,CH2),2.23(s,6H,CH3);IR ν:3 428,2 955,1 615,1 592,1 480,1 408,1 384,1 324,1 248,1 169,1 114,1 092,1 066,1 013 cm-1。
6b:黃綠色粉末,收率57%,m.p.264℃~266 ℃;1H NMR δ:8.37(d,J=8.4 Hz,2H,ArH),8.35(s,1H,imidazole-H),8.08(d,2H,J=8.4Hz,ArH),7.85(d,J=8.4 Hz,2H,ArH),7.49(d,J=8.4 Hz,2H,ArH),6.81(s,1H,pyrimidine-H),4.95(br,1H,OH),4.51(m,1H,CH),4.04(m,1H,CH2),3.80(m,1H,CH2),3.52(br,2H,CH2),2.19(m,1H,CH2),2.02(m,2H,CH2),1.88(m,1H,CH2);IR ν:2 922,1 597,1 572,1 553,1 517,1 481,1 408,1 384,1 325,1 163,1 108,1 069,1 014 cm-1。
6c:黃綠色粉末,收率65%,m.p.243℃~245 ℃;1H NMR δ:8.45(d,J=8.4 Hz,2H,ArH),8.25(s,1H,imidazole-H),8.18(d,J=8.4 Hz,2H,ArH),7.89(d,J=8.4 Hz,2H,ArH),7.53(d,J=8.4 Hz,2H,ArH),7.12(s,1H,pyrimidine-H),3.43(m,4H,CH2),2.63(m,4H,CH2),2.31(s,3H,CH3);IR ν:2 936,2 851,2 805,1 602,1 574,1 531,1 514,1 477,1 458,1 410,1 384,1 372,1 323,1 292,1 230,1 167,1 114,1 090,1 065,1 014 cm-1。
6的IR分析結果表明,2 800 cm-1~2 960 cm-1處的多重峰表明6含有飽和烷烴結構;1 600 cm-1~1 400 cm-1處的多重吸收峰表明存在苯環(huán)和嘧啶環(huán)的芳香吸收;1 323 cm-1~1 325 cm-1處的強吸收峰為苯環(huán)上三氟甲基的特征吸收峰。6的1H NMR分析表明,8.25~8.47處的單峰為咪唑環(huán)上的氫吸收峰;6.79~7.12處的單峰,一個氫為嘧啶環(huán)上的氫;7.49~8.45處的四組雙峰,八個氫為二個取代苯基上的芳香氫。
在6的合成中,本文采用4和三種液體胺(5a~5c)于30℃反應30 min合成了6a~6c。但在同等條件下用4與二乙醇胺反應卻未得到目標產物。實驗中還嘗試用4在乙醇中分別與甲胺鹽酸鹽、3-羥基金剛烷胺等反應,但均未得到目標產物。
以對三氟甲基苯甲酸甲酯為原料,經五步反應合成了3個結構新穎的化合物,各步反應收率均大于50%。
本文建立了一條合成5-取代-2,7-二芳基取代咪唑并[1,2-a]嘧啶類衍生物的方法,為合成更多咪唑并[1,2-a]嘧啶衍生物提供了一條有效途徑。該方法具有原料易得、步驟簡單、反應條件溫和、產率高、產物易分離等優(yōu)點。
[1] Loiseau P R,Payard M,Grassy G,et al.Nouveaux composés de type azaindolizine:étude in vitro de la prévention du bronchospasme[J].Eur J Med Chem,1987,22(5):457-462.
[2] Rival Y,Grassy G,Taudou A,et al.Antifungal activity in vitro of some imidazo[1,2-a]pyrimidine derivatives[J].Eur J Med Chem,1991,26(1):13-18.
[3] 戚繁,周金培,丁一為,等.咪唑并[1,22a]嘧啶類化合物的合成和抗炎活性[J].中國藥科大學學報,2009,40(1):16-20.
[4] Clements J S,Danswan G,Gardner C R,et al.(Imidazo[1,2-a]pyrimidin-2-yl)phenylmethanones and related compounds as potential nonsedative anxiolytics[J].J Med Chem,1988,31(16):1220-1226.
[5] Adib M,Sheibani E,Bijanzadeh H R,et al.A new,one-pot,multi-component synthesis of imines of 3-amino-2-arylimidazo[1,2-a]pyridines,3-amino-2-arylimidazo[1,2-a]pyrazines,and 3-amino-2-arylimidazo[1,2-a]pyrimidines[J].Tetrahedron,2008,64(47):10681-10686.
[6] Goodacre S C,Hallett D J,Carling R W,et al.Imidazo[1,2-a]pyrazin-8-ones,imidazo[1,2-d][1,2,4]triazin-8-ones and imidazo[2,1-f][1,2,4]triazin-8-ones as a2/a3 subtypeselective GABAA agonists for the treatment of anxiety[J].Bioorg Med Chem Lett,2006,16(6):1582-1585.
[7] 卿鳳翎.從三氟甲基化反應的近年進展看有機氟化學的發(fā)展趨勢[J].有機化學,2012,32(5):815-824.