范 威
(滁州城市職業(yè)學院 科研處,安徽 滁州 239000)
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,受到了化學家的格外青睞.利用雙環(huán)化反應(單組分、兩組分、多組分)可以構建種類繁多的氮雜環(huán)骨架,對這類反應進行梳理和歸納,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
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2 h,合成了吡咯并吡啶衍生物,實現(xiàn)了螺環(huán)骨架向稠環(huán)骨架的轉變,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)異構化反應,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,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)化反應的氮雜環(huán)骨架構建方法,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、反應時間短和區(qū)域選擇性高等優(yōu)點.與此同時,催化劑昂貴、溶劑致癌和原料不易制備等缺點也亟待改進.
Liu 等[10]報道了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,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,通過構建兩個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,構建了三元并吡咯、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易得等優(yōu)點.但反應時間過長、氮氣條件和金屬催化等缺點也不容忽視.
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,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環(huán)反應,構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)化反應的氮雜環(huán)骨架構建方法,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)物結構新穎等優(yōu)點.但原料有異味、條件復雜和溫度過高等缺點也限制了該類方法的廣泛應用.
通過雙環(huán)化反應構建了吡咯并吡啶(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)骨架的構建指明了方向.