專利名稱：脫氫松香酸甲酯呋咱衍生物,其合成方法及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種呋咱類化合物，具體地說是脫氫松香酸甲酯呋咱衍生物，本發(fā)明還涉及脫氫松香酸甲酯呋咱衍生物的合成方法及用途。
背景技術(shù)：
呋咱類化合物是一類含氮氧配鍵或氮氧內(nèi)鎓離子型的雜環(huán)化合物，在工業(yè)上其常用作金屬拋光劑、防腐劑、電池去極劑以及照相感光促進(jìn)劑等；在含能材料領(lǐng)域，能使材料密度增加，含氫量減少，氧平衡改善；醫(yī)療上其硝基衍生物可以作為熒光探針，且有防白血病、抗癌、抗病毒擴散等生物醫(yī)藥功能；特別是近來，還發(fā)現(xiàn)呋咱環(huán)對艾滋病毒有很好的抑制作用，受到有關(guān)專家的高度重視。而且，該類化合物及其衍生物在不同條件下可以還原成不同的產(chǎn)物，有利于充分、廣泛地利用于國民經(jīng)濟生產(chǎn)中，如苯并氧化呋咱，用亞三烷基酯苯并呋咱；用羥胺還原得到鄰醌二肟；用氫化鋰鋁、錫和鹽酸以及堿金屬硫化物還原可得到鄰二氨基化合物。
而脫氫松香酸是一種重要的天然二萜類樹脂酸，與很多天然產(chǎn)物活性成分有相近或相似的結(jié)構(gòu)骨架，因而被廣泛用于藥物中間體的合成，其含有羧基和芳環(huán)兩種反應(yīng)性基團，通過這兩種基團的反應(yīng)可進(jìn)行各種改性。對羧基進(jìn)行改性可以合成表面活性劑、手性衍生試劑與手性配體等；在芳環(huán)上進(jìn)行各種芳烴反應(yīng)，則為脫氫松香酸的進(jìn)一步改性奠定了基礎(chǔ)，同時進(jìn)行芳烴反應(yīng)后的產(chǎn)物本身也有很好的應(yīng)用價值。
(三)實用新型內(nèi)容本發(fā)明是在脫氫松香酸甲酯的苯環(huán)上建構(gòu)了一個新的雜環(huán)而得到一類呋咱類化合物。
具體方法是1)將10-15重量份的9-羰基-12-溴-13-硝基脫氫松香酸甲酯/或12-溴-13-硝基脫氫松香酸甲酯/或12-溴-13，14-雙硝基脫氫松香酸甲酯攪拌下加入N，N-二甲基甲酰胺/或N，N-二甲基亞硫酰胺/或醋酸中，得溶液A；2)將2-4重量份的疊氮化鈉溶于水中，得水溶液B；3)將疊氮化鈉溶水溶液B滴加入溶液A中，室溫反應(yīng)1-3h，得白色晶體C；4)將白色晶體C攪拌下倒入甲苯中，升溫到100-120℃，回流3-5h，蒸干溶劑，得9-羰基脫氫松香酸甲酯氧化呋咱(4)/或12，13-脫氫松香酸甲酯氧化呋咱(6)/或12-溴-13，14脫氫松香酸甲酯氧化呋咱(8)；
5)將9-羰基脫氫松香酸甲酯氧化呋咱(4)/或12，13-脫氫松香酸甲酯氧化呋咱(6)與三苯基磷按1∶1-1∶3重量配比，以芳香烴做溶劑，在室溫下混合攪拌8-15h，蒸出溶劑，提純，得9-羰基脫氫松香酸甲酯呋咱(5)/或12，13脫氫松香酸甲酯呋咱(7)。
上述脫氫松香酸甲酯呋咱衍生物的分子結(jié)構(gòu)式如下 或 或 或 本發(fā)明是在芳環(huán)上對脫氫松香進(jìn)行改性得到了一類新的脫氫松香衍生物--脫氫松香呋咱衍生物，上述脫氫松香呋咱衍生物具有呋咱類化合物和改性脫氫松香酸的生物活性和藥用價值，進(jìn)而提高脫氫松香酸的利用價值。通過實驗得出，本脫氫松香呋咱衍生物具有下列用途1、用于開發(fā)金屬拋光劑、防腐劑、電池去極劑以及照相感光促進(jìn)劑。
2、能使材料密度增加，含氫量減少，氧平衡改善，用于合成、制備廣泛的起爆劑和炸藥等含能物質(zhì)。
3、用于色素、染料的開發(fā)。
4、用于熒光物質(zhì)、閃爍劑、表面活性劑、手性衍生試劑與手性配體的開發(fā)；用于手性藥物熒光物質(zhì)拆分以及毛細(xì)管電泳拆分。
5、可以用于開發(fā)防白血病、降壓藥、抗癌、抗病毒擴散、抑制艾滋病等生物醫(yī)藥功能藥物，也可開發(fā)殺菌劑和農(nóng)藥，以及開發(fā)防輻射物質(zhì)。
6、同一些金屬離子或C60合成其他絡(luò)合物或絡(luò)合鹽。
7、經(jīng)過Beirut反應(yīng)，即與烯胺或烯醇負(fù)離子反應(yīng)合成喹喔啉衍生物，開發(fā)該衍生物在醫(yī)藥，農(nóng)藥，殺菌劑的作用。
8、氧化呋咱用羥胺還原得到鄰醌二肟；用氫化鋰鋁、錫和鹽酸以及堿金屬硫化物還原可得到鄰二氨基化合物，有利于有機合成的研究。
9、用于開發(fā)電子傳輸材料。


圖1為用脫氫松香酸合成本發(fā)明所述脫氫松香酸甲酯呋咱衍生物的合成路線。
具體實施例方式實施例19-羰基脫氫松香酸甲酯氧化呋咱(4)和9-羰基脫氫松香酸甲酯呋咱(5)的合成1、9-羰基-12-溴-13-硝基脫氫松香酸甲酯的合成取脫氫松香酸(1)60-80g溶于丙酮中，攪拌下加入碳酸鉀，250-400ml硫酸二甲酯，回流4-6h，過濾，蒸去溶劑，用石油醚溶解，再用飽和碳酸氫鈉溶液、飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥，甲醇重結(jié)晶，得白色晶體50-65g，為脫氫松香酸甲酯，產(chǎn)率70％-75％。熔點為60-62℃。
取8-12g脫氫松香酸甲酯與8-12g NBS(N-溴代丁二酰亞胺)溶于無水乙腈中，避光室溫反應(yīng)一天。蒸出乙腈，趁熱加入四氯化碳回流10-20min，冷卻，過濾，蒸出四氯化碳，甲醇重結(jié)晶，得白色晶體8-10g，為12-溴代脫氫松香酸甲酯(2)，產(chǎn)率85％-90％，熔點136-138℃。
取4-7g 12-溴代脫氫松香酸甲酯溶于醋酸，加入6-8g三氧化鉻(溶于水中)，在12℃下攪拌20-24h，加入300～400ml的水后用乙酸乙酯萃取，飽和碳酸氫鈉、氯化鈉洗滌，無水硫酸鈉干燥，蒸出乙酸乙酯，甲醇重結(jié)晶兩次，得黃色晶體3-5g，為9-羰基-12-溴脫氫松香酸甲酯(3)，產(chǎn)率79％-82％，熔點128-130℃。
冰浴下，圓底燒瓶中加入88-100％的發(fā)煙硝酸、95-97％濃硫酸混酸(體積比為18∶1-22∶1)混合均勻，攪拌下加入1-2g 9-羰基-12-溴脫氫松香酸甲酯反應(yīng)30-60min，后將產(chǎn)物倒入冰水中，過濾，甲醇重結(jié)晶得淡黃色晶體0.9-2g，為9-羰基-12-溴-13-硝基脫氫松香酸甲酯，產(chǎn)率80％-90％，熔點164.3-164.5℃。
2、9-羰基脫氫松香酸甲酯氧化呋咱的合成(4)N，N-二甲基甲酰胺或其他溶劑(如N，N-二甲基亞硫酰胺、醋酸)中，攪拌下加入1.0-1.5g 9-羰基-12-溴-13-硝基脫氫松香酸甲酯，將0.2-0.4g疊氮化鈉溶于水中滴加入其中，室溫(20-40℃)反應(yīng)1-3h，加水稀釋，有沉淀析出，過濾，水洗，干燥得白色晶體，攪拌下倒入甲苯中，升溫到110℃，回流3-5h，蒸干溶劑，乙醇重結(jié)晶，得到黃色固體(4)0.8-1.0g，產(chǎn)率80-85％，熔點180-181.1℃。IR(KBr，υ，cm-1)1728，1690，1608，1583，1252，1188，1136，1123，1051.1H NMR(CDCl3，δ，ppm)1.29(3H，s，10-CH3)，1.37(3H，s，4-CH3)，1.54-1.62(2H，m，1-Hαand 6-Hβ)，1.71-1.87(5H，m，2-H2，3-H2and 6-Hα)，2.23(1H，d，J＝12.9and 2.4Hz，5Hα)，2.36(1H，brd，J＝12.9Hz，1-Hβ)，3.71(3H，s，CO2CH3)，7.79(1H，s，14-H)，8.42(1H，s，11-H).13C NMR(CDCl3，δ，ppm)17.6(4-CH3)，17.8(C-2)，22.5(10-CH3)，35.9(C-6)，37.4(C-3)，38.1(C-10)，42.3(C-1)，46.5(C-5)，46.6(C-4)，52.5(CO2CH3)，111.8(C-11)，112.3(C-14)，142.9(C-8)，143.2(C-13)，146.4(C-9)，155.3(C-12)，179.9(CO2CH3)，192.3(C-7).Anal.calcd.for C18H20N2O5C，62.79；H，5.81；N，8.14；O，23.26.FoundC，62.81；H，5.79；N，8.17；O，23.23。
3、9-羰基脫氫松香酸甲酯呋咱的合成(5)1.0-1.5g 9-羰基脫氫松香酸甲酯氧化呋咱(4)與三苯基磷(摩爾比1∶1-1∶3)，芳香烴作溶劑，在室溫混合攪拌過夜，蒸出溶劑，乙醇重結(jié)晶得白色晶體(5)0.55-0.65g，產(chǎn)率58％-70％，熔點137-139℃。IR(KBr，υ，cm-1)1727，1691，1618，1252，1188，1140，1120，1047.1H NMR(CDCl3，δ，ppm)1.28(3H，s，10-CH3)，1.35(3H，s，4-CH3)，1.51-1.59(2H，m，1-Hαand 6-Hβ)，1.71-1.87(5H，m，2-H2，3-H2and 6-Hα)，2.23(1H，d，J＝12.6 and 2.4Hz 5Hα)，2.38(1H，brd，J＝12.9Hz，1-Hβ)，3.70(3H，s，CO2CH3)，7.78(1H，s，14-H)，8.37(1H，s，11-H).13C NMR(CDCl3，δ，ppm)17.4(4-CH3)，17.8(C-2)，22.1(10-CH3)，35.8(C-6)，37.3(C-3)，38.1(C-10)，42.3(C-1)，46.5(C-5)，46.6(C-4)，52.1(CO2CH3)，111.7(C-11)，112.3(C-14)，142.7(C-8)，142.9(C-13)，146.4(C-9)，155.3(C-12)，179.5(CO2CH3)，192.1(C-7).Anal.calcd.for C18H20N2O4C，65.85；H，6.10；N，8.54；O，19.51.FoundC，65.88；H，6.12；N，8.51；O，19.49。
實施例212-溴-13，14脫氫松香酸甲酯氧化呋咱(8)的合成1、3-5g 12-溴脫氫松香甲酯(2)，在冰浴下加到88-100％的發(fā)煙硝酸、95-97％濃硫酸混酸(體積比為12∶1-15∶1)混合均勻，攪拌30-60min后，倒入冰水中，過濾，甲醇重結(jié)晶，得白色針狀晶體1.5-3g，為12-溴-13，14-雙硝基脫氫松香酸甲酯，產(chǎn)率50％-60％，熔點173-174℃。
2、N，N-二甲基甲酰胺或其他溶劑(如N，N-二甲基亞硫酰胺、醋酸)中攪拌下加入1.0-1.5g 12-溴-13，14-雙硝基脫氫松香酸甲酯，將0.3-0.5g疊氮化鈉溶于水中滴加入其中，室溫反應(yīng)1-3h，加水稀釋，有沉淀析出，過濾，水洗，干燥得白色晶體0.85-1.0g，攪拌下倒入甲苯中，升溫到100-120℃，回流3-5h，蒸干溶劑，乙醇重結(jié)晶，得到淡黃色固體(8)0.65-0.9g，熔點203.8-204.4℃，產(chǎn)率65％-75％。IR(KBr，υ，cm-1)1722，1613，1587，1354，1252，1188，1136，1119，1046.1H NMR(CDCl3，δ，ppm)1.19(3H，s，10-CH3)，1.26(3H，s，4-CH3)，1.54-1.61(2H，m，1-Hαand 6-Hβ)，1.71-1.87(5H，m，2-H2，3-H2and 6-Hα)，2.22(1H，d，J＝12.6 and 2.4Hz，5-Hα)，2.35(1H，brd，J＝12.9Hz，1-Hβ)，2.62-2.80(2H，m，7-H2)，3.70(3H，s，CO2CH3)，5.91(1H，s，NH)，6.78(1H，s，11-H).13C NMR(CDCl3，δ，ppm)19.2(10-CH3)，20.0(C-6)，24.3(C-2)，25.0(C-7)，27.2(4-CH3)，36.1(C-10)，38.5(C-1)，38.8(C-3)，44.4(C-4)，51.3(CO2CH3)，51.9(C-5)，112.9(C-12)，114.9
(C-8)，123.9(C-11)，136.6(C-13)，141.9(C-14)，146.8(C-9)，178.2(CO2CH3).Anal.calcd.for C18H22N2BrO3C，54.82；H，5.58；N，7.11；O，12.18，Br，20.30.FoundC，54.92；H，5.53；N，7.04；O，12.20，Br，20.31。
實施例312，13-脫氫松香酸甲酯氧化呋咱(6)和12，13脫氫松香酸甲酯呋咱(7)的合成1、12-溴-13硝基脫氫松香甲酯的合成3-5g 12-溴脫氫松香甲酯(2)，在冰浴下加到88-100％的發(fā)煙硝酸、95-97％濃硫酸混酸(體積比為12∶1-22∶1)混合均勻，攪拌30-60min后，倒入冰水中，過濾，甲醇重結(jié)晶，得白色針狀晶體1.5-2.5g，為12-溴-13-硝基脫氫松香酸甲酯，產(chǎn)率40％-50％，熔點128-130℃。
2、12，13-脫氫松香酸甲酯氧化呋咱(6)的合成N，N-二甲基甲酰胺或其他溶劑(如N，N-二甲基亞硫酰胺、醋酸)中攪拌下加入1.0-1.5g 12-溴-13-硝基脫氫松香酸甲酯，將0.3-0.5g疊氮化鈉溶于水中滴加入其中，室溫反應(yīng)2-3h，加水稀釋，有沉淀析出，過濾，得白色晶體0.90-1.0g，攪拌下倒入甲苯中，升溫到100-120℃，回流3-5h，蒸干溶劑，過硅膠柱(洗脫劑為V石油醚/V乙酸乙酯＝5∶1)，在乙醇中重結(jié)晶，得到淡黃色固體(6)0.45-0.55g，熔點145-147℃，產(chǎn)率40％-50％。IR(KBr，υ，cm-1)1722，1612，1581，1255，1188，1138，1119，1049.1H NMR(CDCl3，δ，ppm)1.27(3H，s，10-CH3)，1.39(3H，s，4-CH3)，1.53-1.61(2H，m，1-Hαand 6-Hβ)，1.71-1.89(5H，m，2-H2，3-H2and 6-Hα)，2.20(1H，d，J＝12.6 and 2.4Hz，5-Hα)，2.31(1H，brd，J＝12.9Hz，1-Hβ)，2.82-2.90(2H，m，7-H2)，3.70(3H，s，CO2CH3)，7.28(1H，s，14-H or11-H)，8.40(1H，s，11-H or 14-H).13C NMR(CDCl3，δ，ppm)17.8(4-CH3)，17.9(C-2)，18.5(C-6)，20.6(10-CH3)，32.6(C-7)，36.7(C-1)，37.1(C-3)，41.7(C-10)，46.8(C-4)，49.5(C-5)，52.5(CO2CH3)，110.8(C-11)，112.5(C-14)，140.7(C-8)，146.6(C-9)，149.9(C-13)，151.5(C-12)，178.8(CO2CH3).Anal.calcd.for C18H22N2O4C，65.45；H，6.67；N，8.48；O，19.39.FoundC，65.50；H，6.62；N，8.48；O，19.40。
3、12，13脫氫松香酸甲酯呋咱(7)的合成1.0-1.5g 12，13-脫氫松香酸甲酯氧化呋咱(6)與三苯基磷(摩爾比1∶1-1∶3)、芳香烴做溶劑，在室溫下混合攪拌過夜，蒸出溶劑，乙醇重結(jié)晶得白色晶體(7)0.2-0.25g，產(chǎn)率60％-70％，熔點137-139℃。.IR(KBr，υ，cm-1)1728，1609，1254，1190，1138，1120，1048.1H NMR(CDCl3，δ，ppm)1.10(3H，s，10-CH3)，1.15(3H，s，4-CH3)，1.55-1.61(2H，m，1-Hαand 6-Hβ)，1.71-1.87(5H，m，2-H2，3-H2and 6-Hα)，2.20(1H，d，J＝12.6 and 2.4Hz，5-Hα)，2.31(1H，brd，J＝12.9Hz，1-Hβ)，2.82-2.91(2H，m，7-H2)，3.59(3H，s，CO2CH3)，7.15(1H，s，14-H or11-H)，7.17(1H，s，14-H or 11-H).13C NMR(CDCl3，δ，ppm)17.5(4-CH3)，17.7(C-2)，18.5(C-6)，20.8(10-CH3)，32.3(C-7)，36.7(C-1)，37.1(C-3)，41.5(C-10)，46.6(C-4)，49.2(C-5)，52.4(CO2CH3)，110.5(C-11)，111.9(C-14)，140.7(C-8)，146.2(C-9)，149.5(C-13)，151.2(C-12)，177.8(CO2CH3).Anal.calcd.For C18H22N2O3C，68.79；H，7.01；N，8.92；O，15.29.FoundC，68.69；H，7.05；N，8.95；O，15.31。
權(quán)利要求
1.脫氫松香酸甲酯呋咱衍生物的合成方法1)將10-15重量份的9-羰基-12-溴-13-硝基脫氫松香酸甲酯/或12-溴-13-硝基脫氫松香酸甲酯/或12-溴-13，14-雙硝基脫氫松香酸甲酯攪拌下加入N，N-二甲基甲酰胺/或N，N-二甲基亞硫酰胺/或醋酸中，得溶液A；2)將2-4重量份的疊氮化鈉溶于水中，得水溶液B；3)將疊氮化鈉溶水溶液B滴加入溶液A中，室溫反應(yīng)1-3h，得白色晶體C；4)將白色晶體C攪拌下倒入甲苯中，升溫到100-120℃，回流3-5h，蒸干溶劑，得9-羰基脫氫松香酸甲酯氧化呋咱(4)/或12，13-脫氫松香酸甲酯氧化呋咱(6)/或12-溴-13，14脫氫松香酸甲酯氧化呋咱(8)；5)將9-羰基脫氫松香酸甲酯氧化呋咱(4)/或12，13-脫氫松香酸甲酯氧化呋咱(6)與三苯基磷按1∶1-1∶3重量配比，以芳香烴做溶劑，在室溫下混合靜置8-15h，蒸出溶劑，提純，得9-羰基脫氫松香酸甲酯呋咱的合成(5)/或12，13脫氫松香酸甲酯呋咱(7)。
2.脫氫松香酸甲酯呋咱衍生物，其分子結(jié)構(gòu)式如下 或 或
3.權(quán)利要求2所述的脫氫松香酸甲酯呋咱衍生物在以下方面的應(yīng)用制備金屬拋光劑、防腐劑、電池去極劑以及照相感光促進(jìn)劑，色素、染料；使材料密度增加，含氫量減少，氧平衡改善；合成、制備廣泛的起爆劑和炸藥等含能物質(zhì)；制備熒光物質(zhì)、閃爍劑、表面活性劑、手性衍生試劑與手性配體發(fā)；手性藥物熒光物質(zhì)拆分以及毛細(xì)管電泳拆分；制備防白血病、降壓藥、抗癌、抗病毒擴散、抑制艾滋病的生物醫(yī)藥功能藥物；制備殺菌劑和農(nóng)藥，以及制備防輻射物質(zhì)；制備絡(luò)合物或絡(luò)合鹽；合成喹喔啉衍生物；在電子傳輸材料上的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及脫氫松香酸甲酯呋咱衍生物，具體地說是得9－羰基脫氫松香酸甲酯氧化呋咱(4)、9－羰基脫氫松香酸甲酯呋咱的合成(5)、12，13－脫氫松香酸甲酯氧化呋咱(6)、12，13脫氫松香酸甲酯呋咱(7)和12－溴－13，14脫氫松香酸甲酯氧化呋咱(8)。本發(fā)明還涉及上述脫氫松香酸甲酯呋咱衍生物的合成方法及用途。
文檔編號C07D271/00GK1651420SQ20041008139
公開日2005年8月10日 申請日期2004年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月30日
發(fā)明者王恒山, 張業(yè), 潘英明 申請人:廣西師范大學(xué)