一種苯并[b]芴酮系列化合物的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬有機化學技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種苯并[b]芴酮系列化合物的制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 基于芴并環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物由于含有較大的π共輒體系，因而具有良好的潛 在光電功能特性，目前，含芴結(jié)構(gòu)的小分子化合物或聚合物已被廣泛用作光電功能材 料領(lǐng)域（（a)Shimizu,A. ;Tobe，Y.Angew.Chem.Int.Ed. 2011，50, 6906; (b)Allard，S.; Forster,M. ；Souharce,B. ；Thiem,H. ；Scherf,U.Angew.Chem.Int.Ed. 2008, 47, 4070 ； (c)J.E.Anthony,Chem.Rev. 2006, 106, 5028 ； (d)J.E.Anthony,Angew.Chem.Int. Ed. 2008, 47, 452.)。
[0003] 含芴并環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物在醫(yī)藥工業(yè)中也有十分重要的應用。例如，苯并芴醇是一 種很好的抗瘧藥，對惡性瘧疾有很好的治療作用（時云林，丁德本，崔世斌等，復方苯芴并 醇治療索馬里惡性瘧的療效觀察[J]，中國寄生蟲病防治雜志，1999,12 (3) :173-174);吳 達龍等發(fā)現(xiàn)苯并芴的衍生物對乳腺癌有很好的治療作用（吳達龍，呂煥章，黃豐等，苯并芴 醇衍生物LY980503逆轉(zhuǎn)入乳腺癌多藥耐藥細胞株MCF/D0M對多柔比星的耐藥性[J]，中國 藥理與毒物學雜志，2002,16 (3) : 211-215)。
[0004] 將芴環(huán)的9-位的亞甲基氧化得到的化合物，9-芴酮類衍生物也廣泛應用于 藥物及藥物合成中。例如，9-芴酮在醫(yī)藥工業(yè)中可以用于合成抗癌藥、交感神經(jīng)抑制 劑和止痙攣劑等（楊威，高占先，李令東，芴衍生物的合成及研究進展[J]，遼寧化工， 2004,33(2) :88-91.);具有芴并環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物苯并[b]芴酮在醫(yī)藥工業(yè)中用作抗菌 素醌那霉素的生物合成的重要前體（6〇111(1，3.;161￥；[116，(113；[00找311；^16(1.016111· Lett. 1995, 6, 51.)。此外在農(nóng)業(yè)上，芴骨架結(jié)構(gòu)廣泛存在于殺蟲劑、除草劑和植物生長調(diào)節(jié) 劑，其中最重要的是9-芴羧酸酯類衍生物（楊威，高占先，李令東.芴衍生物的合成及研究 進展[J]·遼寧化工，2004,33(2):88-9L)。
[0005] 因此，研究和發(fā)展一些簡單有效的方法合成芴類多環(huán)化合物具有十分重要的 科學意義和應用價值。然而，文獻報道的合成此類化合物的方法卻十分有限，并且反應 都存在著一些局限性。例如，2000年前后，Saci等人將化合物3-芳基基-1-(2-(2-芳 乙炔基）苯基）炔丙基-2-醇加熱到170Γ，使其在高溫下發(fā)生自由基熱芳構(gòu)化反應， 合成 了苯并[b]荷類化合物（(a)Rodriguez,D. ;Castedo,L. ;Dominguez,D. ;Sa0,C. TetrahedronLett. 1999,40,7701. (b)Rodriguez,D. ；Navarro,A. ；Castedo,L.； Dominguez,D. ；Saa,C.Org.Lett. 2000, 2, 1497. (c)Rodriguez,D. ；Navarr〇-Vazquez,A.； Castedo,L. ;Dominguez,D. ;Sa0，C.TetrahedronLett. 2002, 43, 2717)。2004 年，該小組 報道將1-(2-(苯基乙炔基）苯基）-3-(三甲基甲硅烷）丙-2-炔-1-酮類化合物在甲 苯中加熱到150°C，可發(fā)生分子內(nèi)的脫氫自由基環(huán)合反應，合成苯并[b]荷和苯并[c]荷 類衍生物(Rodriguez,D. ；Martlnez-Esperon,Μ. ；Navarro-Vazquez,A. ；Castedo,L.； Dominguez，D. ;Sa0，C. ;J.Org.Chem. 2004, 69,3842.) ;2008 年，Cheng等人利用芳香的乙 醛肟醚類和芳基鹵代物在甲苯中回流溫度下，通過鈀催化雙碳氫鍵活化Heck環(huán)化反應 直接構(gòu)建荷酮類衍生物（Thirunavukkarasu，V. ;Parthasarathy，K. ;Cheng，C. ;Angew. Chem.Int.Ed. 2008, 47, 9462)。此幾種方法需要將反應物加熱到比較高的溫度才能發(fā)生 轉(zhuǎn)化，條件比較苛刻，并且反應時間較長，高溫下對官能團的兼容性比較差，難以大規(guī)模地 生產(chǎn)和應用。華東師范大學的張俊良教授報道利用過渡金屬三氯化金和三氟甲磺酸銀 共同催化的分子內(nèi)串聯(lián)反應合成苯并[a]荷衍生物（Liu，L. ;Zhang，J.Angew.Chem.Int. Ed. 2009, 48, 6093.)。通過該方法所得產(chǎn)物收率50-73 %，化學選擇性較好，不過該反應對底 物官能團的要求比較專一，該文獻中也僅報道了四例實施案例。
[0006] 最近我們小組發(fā)展了新的方法，在非常溫和的條件下可以快速合成苯并芴類化合 物。我們采用3-芳基基-1-(2-(2-芳乙炔基）苯基）炔丙基-2-醇作為反應底物，使其在 過渡金屬銀鹽作為催化劑的條件下，可與鹵素親電試劑在室溫下發(fā)生成環(huán)反應，一鍋法高 效率、高化學選擇性地制得含鹵素的苯并芴醇衍生物。所得的產(chǎn)物中的鹵素原子還可以在 鈀催化劑的作用下繼續(xù)發(fā)生偶聯(lián)反應，在產(chǎn)物分子骨架上引入多樣性的有機官能團。（(a) Chen，Z. ;Zeng.M. ;Yuan，J. ;Yang，Q. ;Peng，Y. ;0rg.Lett.2012，14,3588. (b)陳知遠，曾 夢靜，楊琴，彭以元，中國專利，ZL201210144087. 0)。
[0007] 此反應要用到過渡金屬作為催化劑，因而在工業(yè)級大規(guī)模應用中有可能存在重 金屬離子微量殘留的問題。為了解決這個問題，最近，我們通過研究發(fā)現(xiàn)，利用1，1-二苯 基-3-(2-(對甲苯基乙炔基）苯基）丙-2-炔-1-醇作為反應底物，可在有機氧化劑的作 用下，無需任何金屬催化劑即可氧化環(huán)化反應，高化學選擇性、高效率地合成苯并芴酮系列 化合物。本方法反應條件溫和、操作簡便，無需貴重金屬元素催化劑，成本較低、副反應少、 產(chǎn)品純度高、便于分離提純，可適合于較大規(guī)模的制備，所得產(chǎn)物具有良好的光電功能特性 以及潛在的生物和藥物活性，因此可應用于光電功能材料、生物醫(yī)藥和農(nóng)藥領(lǐng)域，具有非常 好的應用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明目的在于提供一種苯并[b]芴酮的制備方法。本方法反應條件溫和、操作 簡便、成本較低、副反應少、產(chǎn)品純度高、便于分離提純，可適合于較大規(guī)模的制備。紫外 吸收光譜測試表明產(chǎn)物最大吸收峰位于380-400nm，熒光發(fā)射表明產(chǎn)物的熒光發(fā)射峰位于 460-540nm范圍，是一類潛在的藍綠色熒光發(fā)射材料，具有良好的光電功能特性以及潛在的 生物或藥物活性的化合物，有望在光電功能材料、生物醫(yī)藥和農(nóng)藥領(lǐng)域具有非常好的應用 前景。
[0009] 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種苯并[b]芴酮系列化合物的制備方法，其特征在于方 法步驟為：采用1，1-二苯基-3-(2-(對甲苯基乙炔基）苯基）丙-2-炔-1-醇作為反應底 物，在氧化劑作用下在有機溶劑中發(fā)生氧化環(huán)化反應，反應溫度80°C，反應時間為12h，高 效地合成苯并[b]芴酮系列化合物，反應完畢，加入飽和碳酸鈉溶液洗滌除去酚類還原產(chǎn) 物，粗產(chǎn)品在乙醇中重結(jié)晶法即可純品。
[0010] 反應所使用的氧化劑為有機化合物氧化劑，包括叔丁基過氧化氫（TPHP)、或者 二叔丁基過氧化物（DTBP)、或者過氧化氫（30%)、或者過硫酸鉀、或者氧氣（02)、或者苯 醌（BQ)、或者2, 3, 5, 6-四甲基環(huán)-2, 5-二烯-1，4-二酮、或者2, 5-二氯環(huán)己-2, 5-二 烯-1,4-二酮、或者 2, 3-二氯-5, 6-二氰基-1,4-苯醌（DDQ)，或者 3,3'，5,5'-四-叔 丁基-[1，1'-雙（環(huán)己基）]_2,2<，5,5'-四烯 _4,4'-二酮。
[0011]其中以 2, 5_ 二氣環(huán)己 _2, 5_ 二稀-1，4_ 二酬、2, 3_ 二氣 _5, 6_ 二氛基 _1，4_ 苯醒 (DDQ)反應效果最佳。
[0012] 底物1，1-二苯基-3-(2-(對甲苯基乙炔基）苯基）丙-2-炔-1-醇與氧化劑的 摩爾數(shù)比例為1:1。
[0013] 反應體系所使用的有機溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷，1，2-二氯乙烷，乙腈，或甲苯。 其中以乙腈作為溶劑時反應效果最佳。
[0014] 反應所得的化合物具有比較明顯的光電特性，紫外吸收光譜測試表明產(chǎn)物最大吸 收峰位于380-400nm，熒光發(fā)射表明產(chǎn)物的熒光發(fā)射峰位于460-540nm范圍，是一類潛在的 藍綠色熒光發(fā)射材料；同時，由于苯并[b]芴酮衍生物亦可用作抗菌素醌那霉素的生物合 成的重要前體，因此此方法所得的產(chǎn)品在光電功能材料領(lǐng)域以及生物醫(yī)藥以及農(nóng)藥等領(lǐng)域 具有潛在的應用前景。
[0015] 反應體系所使用的有機溶劑為乙腈。
[0016] 反應方程式如下：
[0018] 其中R1、!?2、!?3和R4為氫或烷基、烷氧基等各種供電子基團，或者氟、氯、溴、三氟甲 基、硝基、酯基以及氰基等各種吸電子基團。
[0019] 具體操作：在一個裝有磁力攪拌子的25mL反應瓶中，加入氧化劑 DDQ(0. 4mmol，1.Oeq. )、1，1-二苯基-3-(2-(對甲苯基乙炔基）苯基）丙-2-炔-1-醇 (0. 4mmol, 1.Oeq.)和乙腈（4mL)，氮氣保護。反應液先在室溫下攪拌lOmin后升溫至80°C， 反應約12h，薄板層析（TLC)檢測至反應完全。將反應液冷卻至室溫，加入5mL乙酸乙酯稀 釋反應液，加入l〇ml飽和Na2C03溶液洗滌反應液三次，然后用飽和NaCl溶液洗滌反應液一 次，濃縮得粗產(chǎn)品。粗產(chǎn)物在乙醇中重結(jié)晶即可得到純凈的苯并[b]芴酮衍生物。
[0020] 在本發(fā)明中，反應的原子經(jīng)濟性很高，反應物1，1-二苯基-3-(2-(對甲苯基乙炔 基）苯基）丙-2-炔-1-醇）與氧化劑（DDQ)的比例為1 :1就能非常順利地進行，由此反 應體現(xiàn)出良好的綠色化。同時，反應操作簡便，無需柱層析或其他分離設備，產(chǎn)物收率高，化 學選擇性優(yōu)秀，所得的產(chǎn)物在材料科學領(lǐng)域或生物農(nóng)藥領(lǐng)域具有潛在的應用前景。
【附圖說明】
[0021] 圖1為10-苯基-5-(對甲苯基）-11Η-苯并[b]芴-11-酮化合物2b的單晶結(jié)構(gòu) 圖。
[0022] 圖2為10-苯基-5-(對甲苯基）-11H-苯并[b]芴-11-酮化合物2b的單晶結(jié)構(gòu) 對應的化合物分子結(jié)構(gòu)圖。
[0023] 圖3為10-對氟苯基-5-(對甲苯基）-11Η-苯并[b]芴-11-酮化合物2f的單晶 結(jié)構(gòu)圖。
[0024] 圖4為10-苯基-5-(對甲苯基）-11Η-苯并[b]芴-11-酮化合物2f的單晶結(jié)構(gòu) 對應的化合物分子結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0025] 如圖1、圖2所示，下面的實施例是對本發(fā)明的進一步說明，而不是限制本發(fā)明的 范圍。
[0026] 實例 1
[0027]
[0028] 在一個裝有磁力攪拌子的2