專利名稱：一種芳基或芳胺基取代的醌類化合物及制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種醌類化合物，具體地說涉及一種芳基或芳胺基取代的對苯醌或萘醌類化合物。
本發(fā)明還涉及上述化合物的制備方法。
背景技術：
隨著人們對環(huán)境保護的日益重視和對可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，綠色化學正在成為科技領域的研究熱點。以水為介質(zhì)的有機反應是綠色化學中的一個重要研究內(nèi)容。與傳統(tǒng)有機溶劑相比，水作為反應介質(zhì)有許多優(yōu)點，如操作簡便，安全，成本低廉，不會污染環(huán)境，可以省略很多保護和脫保護等合成步驟，利用水的獨特性質(zhì)，如氫鍵，疏水親脂效應，溶劑化，酸堿易調(diào)等可以實現(xiàn)比有機相更好的反應活性和選擇性。
醌類化合物在染料、化學傳感器、醫(yī)藥等領域有著廣泛的應用。隨著天然產(chǎn)物化學研究的深入發(fā)展，許多具有生物活性，例如抗腫瘤、抗病毒的醌類化合物被發(fā)現(xiàn)，如在海綿中發(fā)現(xiàn)了作為受體酪氨酸激酶抑制劑的Nakijiquinone化合物；在中國中藥射干(Belamcanda Chinesis L)中發(fā)現(xiàn)了作為脂肪氧合酶抑制劑的Belamcandaquinone化合物；在Aspergillus terreus發(fā)現(xiàn)了具有抗HIV逆轉(zhuǎn)錄酶活性的asterriquinone化合物。這些天然存在的具有獨特生物活性化合物都具有烷基或芳基取代醌的結(jié)構。
一般來說，合成芳基取代的醌類化合物的方法主要有以下幾種1、基于芳環(huán)或雜芳環(huán)的氧化方法，常采用過渡金屬氧化，消耗大量氧化劑，比較昂貴且反應條件難于控制(Tetrahedron Lett.1985，26，819-822)；2、醌與重氮鹽的Meerwein芳基化反應(Chem.Lett.1994，465-468)，產(chǎn)率較低，得到混合物；3、鈀試劑催化的偶聯(lián)反應，底物局限性大(J.Org.Chem.1985，50，5546-5550；Syn.Commun.2000，30，4563-4572)；4、光照條件下炔與羰基化合物的環(huán)化反應，得到芳基取代醌類化合物，但副產(chǎn)物多(Bull.Chem.Soc.Jpn.1979，52，1877-1878)。
醌可以作為Michael受體與親核試劑發(fā)生1，4-加成反應(TetrahedronLett.2003，44，9121-9124)。但是，以芳香化合物作為親核試劑，對1，4-苯醌的共軛加成反應產(chǎn)率很低，有的甚至不反應。我們發(fā)現(xiàn)，當以水為反應介質(zhì)時，1，4-苯醌與胺基或甲氧基取代的芳香化合物在Lewis酸或質(zhì)子酸催化下能夠順利反應得到對苯醌的1，4-加成產(chǎn)物。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種芳基或芳胺基取代的醌類化合物。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種制備上述化合物的方法。本發(fā)明提供的制備方法反應簡單，安全，操作簡便，成本低廉，是與環(huán)境友好的一類有機合成反應，可以實現(xiàn)有機相中所不能進行的反應。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的芳基或芳胺基取代的醌類化合物，其結(jié)構如下式 式中R為氫、甲氧基、甲基、氯或萘；Ar為4-(N，N-二甲胺基)苯基、4-(N，N-二甲胺基)-2-甲氧基苯基、4-(N，N-二甲胺基)-2-甲基苯基、2，4-二甲氧基苯基、2，4，6-三甲氧苯基、1-(N，N-二甲胺基)萘基、N-甲基苯胺或2-甲基呋喃。
本發(fā)明提供的制備上述化合物的方法，是在純水介質(zhì)中將芳香化合物與對苯醌或萘醌類化合物在酸催化下進行反應，生成芳基或芳胺基取代的對苯醌或萘醌類化合物。
反應過程如下式 式中R為氫、甲氧基、甲基、氯或萘；
Ar為胺基或甲氧基取代的芳香化合物4-(N，N-二甲胺基)苯基、4-(N，N-二甲胺基)-2-甲氧基苯基、4-(N，N-二甲胺基)-2-甲基苯基、2，4-二甲氧基苯基、2，4，6-三甲氧苯基、1-(N，N-二甲胺基)萘基、N-甲基苯胺或2-甲基呋喃；其主要制備步驟是a)將反應物N，N-二甲基苯胺衍生物或苯甲醚衍生物和苯醌或萘醌衍生物在室溫下按投料比為1∶1-2當量加入溶劑水中；b)加入相當于芳香化合物當量的5mol％的酸催化劑，攪拌30分鐘-24小時；c)以二氯甲烷萃取水相反應液，合并有機相并用無水硫酸鈉干燥，過濾，濃縮，經(jīng)硅膠柱純化得到目標化合物。
本發(fā)明的產(chǎn)率可達到69-93％。
本發(fā)明所采用的酸催化劑包括三氟甲磺酸銦，三氟甲磺酸鈧，三氟甲磺酸等酸催化劑。
具體實施例方式
本發(fā)明所采用的試劑均為商品獲得。
本發(fā)明所用的芳香化合物為1-(N，N-二甲胺基)萘時，反應得到4-(N，N-二甲胺基)萘取代的對苯醌。
本發(fā)明用呋喃衍生物或吡咯與1，4-苯醌及其衍生物進行以上的水相反應，生成呋喃基或吡咯基取代的對苯醌類化合物。
本發(fā)明所用的芳香化合物為N-甲基苯胺衍生物時，得到氮作為親核物種進行的1，4-加成反應，生成p-芳胺基取代的對苯醌類化合物，反應過程如下式 式中R1氫，甲氧基；改變胺基或甲氧基取代的芳香化合物與對苯醌衍生物的投料比至1∶1，則得到2，6-二芳基取代的對苯醌類化合物，如下式 R4為氫，甲氧基；R5為甲氧基，N，N-二甲胺基。
改變N-甲基苯胺衍生物與對苯醌衍生物的投料比至1∶1，則得到2，5-二芳胺基取代的對苯醌類化合物。
實施例1在5mL圓底燒瓶中加入1，4-苯醌(21.6mg，0.2mmol)，N，N-二甲基-3-甲氧基苯胺(15.1mg，0.1mmol)和三氟甲磺酸銦(2.8mg，0.005mmol)，以及2mL水。室溫下攪拌2小時。以二氯甲烷萃取反應液(10mL×3)，有機相以無水硫酸鈉干燥。過濾，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機溶劑得到粗產(chǎn)物。粗產(chǎn)物經(jīng)快速硅膠柱層析純化(淋洗劑∶石油醚/乙酸乙酯＝6∶1)得到藍色固體，2-(4’-N，N-二甲胺基-2’-甲氧基苯基)-1，4-苯醌24mg(產(chǎn)率93％)。
產(chǎn)物的理化指標mp130-131℃.IR(KBr)2923，1648，1617，1603，1576，1549，1369，1268，796cm-1.1HNMR(CDCl3)δ3.03(s，6H)，3.79(s，3H)，6.23(d，J＝2.3Hz，1H)，6.34(dd，J＝8.6，2.3Hz，1H)，6.74(dd，J＝10.1，2.5Hz，1H)，6.82(d，J＝10.1Hz，1H)，6.86(d，J＝2.5Hz，1H)，7.10(d，J＝8.6Hz，1H).13CNMR(CDCl3)δ40.3，55.4，95.4，104.4，110.1，132.1，132.2，136.1，137.1，145.3，153.1，158.9，186.9，188.2.Anal Calcd for C15H15NO3C，70.02；H，5.88；N，5.44.FoundC，69.92；H，5.92；N，5.40.EIMSm/z(％)＝257(M+，100)。
實施例25mL圓底燒瓶中加入2-甲氧基-1，4-苯醌(55.3mg，0.4mmol)，N-甲基苯胺(21.4mg，0.2mmol)和三氟甲磺酸銦(5.6mg，0.01mmol)，以及2mL水。室溫下攪拌40分鐘。以二氯甲烷萃取反應液(10mL×3)，有機相以無水硫酸鈉干燥。過濾，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機溶劑得到粗產(chǎn)物。粗產(chǎn)物經(jīng)快速硅膠柱層析純化(淋洗劑∶石油醚/乙酸乙酯＝3∶1)得到紅色固體，2-甲氧基-5-(N，N-甲基苯基胺基)-1，4-苯醌43mg(產(chǎn)率89％)。
產(chǎn)物的理化指標mp242-243℃.IR(KBr)3057，2980，1664，1618，1570，1494，1238，1043，703cm-1.1HNMR(CDCl3)63.38(s，3H)，3.80(s，3H)，5.65(s，1H)，5.71(s，1H)，7.08(dd，J＝7.6，1.2Hz，2H)，7.26-7.29(m，1H)，7.35-7.41(m，2H).13CNMR(CDCl3)δ43.2，56.2，105.5，106.4，125.4，126.7，129.7，147.6，151.1，160.0，179.9，183.7.Anal Calcd for C14H13NO3C，69.12；H，5.39；N，5.76.FoundC，68.65；H，5.48；N，5.72.EIMSm/z(％)＝243(M+，100)。
實施例3在5mL圓底燒瓶中加入2-甲氧基-1，4-苯醌(55.3mg，0.4mmol)，N，N-二甲基苯胺(24.2mg，0.2mmol)和三氟甲磺酸銦(5.6mg，0.01mmol)，以及2mL水。室溫下攪拌24小時。以二氯甲烷萃取反應液(6mL×3)，有機相以無水硫酸鈉干燥。過濾，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機溶劑得到粗產(chǎn)物。粗產(chǎn)物經(jīng)快速硅膠柱層析純化(淋洗劑∶石油醚/乙酸乙酯＝6∶1)得到藍色固體，2-甲氧基-6-(4’-N，N-二甲胺基苯基)-1，4-苯醌39mg(產(chǎn)率76％)。

產(chǎn)物的理化指標mp240-241℃.IR(KBr)cm-1.1HNMR(CDCl3)δ3.04(s，6H)，3.85(s，3H)，5.97(s，1H)，6.72(dd，J＝7.1，1.9Hz，2H)，6.73(s，1H)，7.51(dd，J＝7.1，1.9Hz，2H).13CNMR(CDCl3)δ40.1，56.2，107.9，111.8，120.0，126.5，131.2，145.9，151.9，158.8，182.1，187.9.Anal Calcd for C15H15NO3C，70.02；H，5.88；N，5.44.FoundC，69.71，H，5.73，N，5.42.
實施例4改變實例1中反應物的比例得到雙取代的產(chǎn)物。在5mL圓底燒瓶中加入1，4-苯醌(21.6mg，0.2mmol)，N，N-二甲基-3-甲氧基苯胺(30.2mg，0.2mmol)和三氟甲磺酸銦(5.6mg，0.01mmol)，以及2mL水。室溫下攪拌24小時。以二氯甲烷萃取反應液(6mL×3)，有機相以無水硫酸鈉干燥。過濾，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去有機溶劑得到粗產(chǎn)物。粗產(chǎn)物經(jīng)快速硅膠柱層析純化(淋洗劑石油醚/乙酸乙酯＝6∶1)得到紅色固體，2，6-雙(4’-N，N-二甲胺基-2’-甲氧基苯基)-1，4-苯醌32mg(產(chǎn)率79％)。
產(chǎn)物的理化指標mp181-182℃.IR(KBr)2926，1668，1635，1608，1366，1242，1091，811cm-1.1HNMR(CDCl3)δ3.02(s，12H)，3.83(s，6H)，6.24(d，J＝2.1Hz，2H)，6.34(dd，J＝8.6，2.1Hz，2H)，6.87(s，2H)，7.14(d，J＝8.6Hz，2H).13CNMR(CDCl3)δ40.4，55.5，95.6，104.5，111.6，131.2，132.2，146.6，152.9，159.0，187.2，188.6.Anal Calcd for C24H26N2O4C，70.92；H，6.45；N，6.89.FoundC，70.65；H，6.38；N，6.99.EIMSm/z(％)＝406(M+，100)。
權利要求
1.一種芳基或芳胺基取代的醌類化合物，其結(jié)構如下式 式中R為氫、甲氧基、甲基、氯或萘；Ar為4-(N，N-二甲胺基)苯基、4-(N，N-二甲胺基)-2-甲氧基苯基、4-(N，N-二甲胺基)-2-甲基苯基、2，4-二甲氧基苯基、2，4，6-三甲氧苯基、1-(N，N-二甲胺基)萘基、N-甲基苯胺或2-甲基呋喃。
2.制備權利要求1所述化合物的方法，在水介質(zhì)中將芳香化合物與醌類化合物在酸催化下進行反應，生成芳基或芳胺基取代的對苯醌或萘醌類化合物；其主要步驟是a)將芳香化合物和醌類化合物在室溫下按投料比為1∶1-2當量加入水中；b)加入相當于芳香化合物當量的5mol％的催化劑，攪拌30分鐘-24小時；c)以二氯甲烷萃取水相反應液，合并有機相并用無水硫酸鈉干燥，過濾，濃縮，經(jīng)硅膠柱純化得到目標化合物；其中芳香化合物為胺基或甲氧基取代的芳香化合物4-(N，N-二甲胺基)苯基、4-(N，N-二甲胺基)-2-甲氧基苯基、4-(N，N-二甲胺基)-2-甲基苯基、2，4-二甲氧基苯基、2，4，6-三甲氧苯基、1-(N，N-二甲胺基)萘基、N-甲基苯胺或2-甲基呋喃；醌類化合物為對苯醌或萘醌類化合物；
3.權利要求2的制備方法，其特征在于，酸催化劑包括三氟甲磺酸銦、三氟甲磺酸鈧或三氟甲磺酸。
全文摘要
一種芳基或芳胺基取代的醌類化合物及制備方法，在純水中將胺基或甲氧基取代的芳香化合物與對苯醌或萘醌類化合物在酸催化下進行反應，生成芳基或芳胺基取代的對苯醌或萘醌類化合物。本發(fā)明的制備方法反應簡單，安全，操作簡便，成本低廉，是與環(huán)境友好的一類有機合成反應，可以實現(xiàn)有機相中所不能進行的反應。
文檔編號C07C221/00GK1824646SQ200510009538
公開日2006年8月30日 申請日期2005年2月21日 優(yōu)先權日2005年2月21日
發(fā)明者王東, 張海波, 劉利, 陳擁軍 申請人:中國科學院化學研究所