李 雅,尹芳芊
(1.邯鄲學(xué)院 化學(xué)化工與材料學(xué)院,河北邯鄲 056005;2.河北省雜環(huán)化合物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河北邯鄲 056005;3.邯鄲市有機(jī)小分子材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河北邯鄲 056005)
異喹啉生物堿是以異喹啉或四氫異喹啉為母體的最大生物堿類,也是一類常見的含氮雜環(huán)類天然產(chǎn)物。異喹啉衍生物廣泛存在于自然界,是重要的醫(yī)藥化工中間體,具有良好的化學(xué)活性和獨(dú)特的藥理作用,如抗菌鎮(zhèn)痛[1-3]、抗腫瘤[4-5]、抗病毒[6]、抗輻射[7]、殺蟲[8]、降血糖[9]、調(diào)節(jié)免疫功能[10]、抗抑郁[11]、抗血小板凝聚[12]等。無論是從天然植物提取還是對其分子結(jié)構(gòu)修飾改造或全合成,以及對其構(gòu)效關(guān)系的研究,異喹啉類化合物一直是尋找有開發(fā)前景的先導(dǎo)化合物和生物活性成分的源泉。氨甲基取代的異喹啉是合成異喹啉類衍生物的重要中間體,鮮有報(bào)道其合成方法,本文以4-溴苯甲醛為起始原料,經(jīng)9步反應(yīng)合成了6-氨甲基異喹啉化合物,所用原料廉價(jià)易得,且反應(yīng)條件溫和,適用范圍較廣。合成路線如圖1所示。
圖1 6-氨甲基異喹啉的合成路線
Bruke DPX-400型(300型)核磁共振儀(CDCl3、D2O、DMSO-d6為溶劑,TMS為內(nèi)標(biāo)),瑞士布魯克公司;Agilent 1260/6120液質(zhì)聯(lián)用儀,美國安捷倫科技公司。所用試劑均為分析純或化學(xué)純,使用前未經(jīng)純化。
1.2.1 N-[(4-溴苯基)亞甲基]-2,2-二甲氧基乙胺2的合成
將290g(2.76mol)氨基乙醛縮二甲醇加入到4L甲苯中,在機(jī)械攪拌下加入500g(2.70mol)4-溴苯甲醛,分水回流5h,直至水分完。冷卻,旋干溶劑得產(chǎn)品,不必分離直接用于下一步。
1.2.2 N-(4-溴芐基)-2,2-二甲氧基乙胺3的合成
將700g(2.57mol)原料分散于4.5L乙醇中,保持溫度不超過25℃,攪拌下緩慢加入270g(7.14mol)硼氫化鈉,加完后反應(yīng)10h。反應(yīng)完畢后滴入400mL水,將未反應(yīng)的硼氫化鈉淬滅。減壓抽濾,濾液旋干后再加水,用適量的乙酸乙酯萃取產(chǎn)品3次,合并有機(jī)相,旋干溶劑,干燥得到產(chǎn)品,不必分離直接用于下一步。
1.2.3 6-溴異喹啉4的合成
攪拌下將1 100g(7.75mol)五氧化二磷分批加入到2.5L濃硫酸中,升溫至70℃,滴加含有700g(2.55mol)原料的二氯甲烷溶液1.5L,70℃反應(yīng)1h。冷卻,倒入冰水中,用30%的NaOH溶液調(diào)pH=9,乙酸乙酯適量萃取,合并有機(jī)相并旋干溶液,烘干,用100~200目硅膠柱層析,洗脫劑用V石油醚∶V乙酸乙酯=(50∶ 1)~(10∶ 1)梯度洗脫,收集主色帶,濃縮干燥得淺黃色固體255g,收率48.0%。1H NMR(CDCl3,400MHz),δ:9.157(s,1H),8.487~8.473(d,J=5.6Hz,1H),7.932~7.928(d,J=1.6Hz,1H),7.780~7.759(d,J=8.4Hz,1H),7.629~7.602(m,1H),7.500~7.486(d,J=5.6Hz,1H)。
1.2.4 6-氰基異喹啉5的合成
N2保護(hù)下,在盛有39g(43.5mol)CuCN,12.6g(0.07mol)CuI,450mL N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的1 000mL四口瓶中,加入6-溴異喹啉45g(0.07mol),加熱至150℃反應(yīng)5h,TLC檢測至反應(yīng)完全。冷卻后倒入適量純水中,抽濾,濾餅分批加入到50mL濃氨水和50mL水的混合溶液中,再加入120mL乙酸乙酯攪拌,抽濾,濾餅用適量的乙酸乙酯泡洗,濾液用乙酸乙酯萃?。?0mL×3)備用。把乙酸乙酯浸泡過的固體重新加到50mL濃氨水和50mL水的混合溶液中,抽濾,再用適量的乙酸乙酯浸泡固體,濾液用乙酸乙酯萃?。?0mL×3),重復(fù)此操作直到主產(chǎn)物被萃取完全。合并有機(jī)相,用無水硫酸鈉干燥,抽濾,旋干溶劑,產(chǎn)品干燥得到白色固體24.3g,收率73.0%。1H NMR(DMSO-d6,400MHz),δ:9.485(s,1H),8.689~8.658(m,2H),8.346~8.325(d,J=8.4Hz,1H),7.999~7.951(m,2H)。
1.2.5 異喹啉-6-甲酸6的合成
在100mL的四口瓶中,加入48mL 50%的硫酸,攪拌下加入16g(0.10mol)6-氰基異喹啉,升溫至125~130℃,回流2.5h,TLC跟蹤(返堿點(diǎn)板)。停止反應(yīng),冷卻至室溫。倒入準(zhǔn)備好的碎冰中,抽濾,濾餅水洗2次,用適量1mol/L的NaOH溶解,有輕微放熱,再用3mol/L的HCl調(diào)節(jié)pH=2~3,析出固體后,抽濾,水洗2次,烘干,得到白色固體異喹啉-6-甲酸17.3g,收率96.0%。1H NMR(DMSO-d6,400MHz),δ:9.459(s,1H),8.647(s,2H),8.256~8.235(d,J=8.4Hz,1H),8.152~8.127(m,1H),8.059~8.046(d,J=5.2Hz,1H)。
1.2.6 異喹啉-6-甲酸甲酯7的合成
攪拌下將19g(0.17mol)異喹啉-6-甲酸加到盛有200mL無水甲醇的500mL四口瓶中,降溫至0℃,緩慢滴加30mL氯化亞砜,滴完回流12h。冷卻至室溫,濃縮溶劑,加少量水溶解,用碳酸鈉調(diào)pH=9~10,乙酸乙酯萃取(50mL×3),合并有機(jī)相,無水硫酸鈉干燥,抽濾,旋干,得白色固體15.8g,收率77.0 %。
1.2.7 異喹啉-6-甲醇8的合成
取異喹啉-6-甲酸甲酯 15g(0.08mol)溶于300mL四氫呋喃(THF)中,降溫至0℃,攪拌下分批加入4.6g(0.12mol)氫化鋁鋰(LiAlH4),TLC監(jiān)測反應(yīng)完全后,控溫0~5℃,先滴加9mL水淬滅,然后再滴加60mL 2N的 NaOH水溶液,抽濾,濾液旋蒸,得白色固體11.3g,收率88.0 %。1H NMR(DMSO-d6,400MHz),δ:9.269(s,1H),8.483~8.469(d,J=5.6Hz,1H),8.082~8.061(d,J=8.4Hz,1H),7.879(s,1H),7.812~7.798(d,J=5.6Hz,1H),7.634~7.610(m,1H),5.496~5.468(t,J=5.6Hz,1H),4.728~4.714(d,J=5.6Hz,2H)。
1.2.8 N-(6-亞甲基異喹啉)鄰苯二甲酰亞胺9的合成
取16g(0.10mol)異喹啉 -6-甲醇,52.8g(0.08mol)三苯基膦,17.6g(0.12mol)鄰苯二甲酰亞胺,攪拌下加到80mL 四氫呋喃和240mL甲苯的混合溶液中,降溫至0℃,滴加含有30.4g(0.15mol)偶氮二甲酸二異丙酯(DIAD)的甲苯溶液150mL,TLC監(jiān)測反應(yīng)完全,抽濾,濾餅用適量乙酸乙酯洗3次,烘干得到25.2g固體,收率86.8 %。
1.2.9 6-氨甲基異喹啉10的合成
室溫?cái)嚢柘?,?2g(0.15mol)原料分散于240mL甲醇和240mL四氫呋喃的混合溶液中,滴加含有38mL 80%水合肼的170mL甲醇溶液,TLC監(jiān)測反應(yīng)完全,抽濾,濾餅干燥。100~200目的硅膠柱層析,先用乙酸乙酯洗脫,后用V乙酸乙酯∶V甲醇=20∶1中加0.5%三乙胺的洗脫劑洗脫,收集主色帶,旋蒸除去溶劑,干燥得到產(chǎn)品17.9g,收率77.8%。1H NMR(D2O,300MHz),δ:9.586(s,1H),8.445~8.360(m,3H),8.206(s,1H),7.946~7.917(d,J=8.7Hz,1H),4.446(s,2H);API-MS m/z:158.1(M+),計(jì)算值158.08(M+)。
采用4-溴苯甲醛為起始原料,與氨基乙醛縮二甲醇反應(yīng),產(chǎn)物經(jīng)還原得到N-對溴芐基-2,2-二甲氧基乙胺,與P2O5/濃H2SO4作用,生成6-溴異喹啉,與CuCN/CuI作用得到6-氰基異喹啉,經(jīng)過酸性水解得到異喹啉-6-甲酸,與氯化亞砜反應(yīng)的產(chǎn)物經(jīng)LiAlH4還原得到異喹啉-6-甲醇,再與鄰苯二甲酰亞胺反應(yīng),生成的產(chǎn)物在水合肼作用下,得到目標(biāo)化合物6-氨甲基異喹啉,并通過核磁共振氫譜1H NMR和API-MS確定了化合物的化學(xué)結(jié)構(gòu),旨在為新型異喹啉化合物的合成研究提供思路和啟示,為尋找先導(dǎo)化合物、合理設(shè)計(jì)藥物分子提供依據(jù)。