4-羟基-2-吡啶酮类化合物的合成研究进展

4-羟基-2-吡啶酮是天然生物碱结构母核,同时也是一类重要的医药中间体,该类衍生物具有抗真菌、抗菌和抗肿瘤等多种生物活性.因此,其合成得到了广泛的研究和关注.综述了近年来4-羟基-2-吡啶酮类化合物的合成方法及其研究进展.     

4-羟基-2-吡啶酮类天然生物碱的研究进展

4-羟基-2-吡啶酮类生物碱是从植物和昆虫等内生真菌发酵液中提取分离得到的一类新型天然生物碱, 具有抗真菌、抗菌和抗肿瘤等多种生物活性. 对近年来4-羟基-2-吡啶酮类天然生物碱的分离、结构确证和全合成等进行了总结和概述, 重点介绍了Ilicilolin H, Tenellin和Sambutaxin等的全合成.     

N-甲基-4-羟基-5-苯基-2-吡啶酮的合成

以丙二酸和二氯亚砜为起始原料,经氯代、环合、催化氢化及烷基化反应合成了新化合物——N-甲基-5-苯基-4-羟基-2-吡啶酮,总收率38.7％,其结构经1H NMR,IR和EI-MS表征.     

4-羟基-2(1H)-吡啶酮-3-甲酰胺类冬青生菌素类似物的合成与生物活性

以反式-4-羟基肉桂酸为起始原料,经乙酰化、酰基叠氮、curtius重排、加成和环合等6步反应合成了4-羟基-2(1 H)-吡啶酮-3-甲酰胺类冬青生菌素类似物,总收率17%.随后用滤纸片扩散法对该化合物的抑菌性能进行了初步研究.实验表明,该化合物对于白色念珠菌具有较好的抑制作用,对于酵母菌抑制作用较弱,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌基本无抑制作用.     

4-羟基-2-吡啶酮的合成

以氰乙酸乙酯和原乙酸三甲酯为原料,经缩合反应制得2-氰基-3-甲氧基丁烯-2-羧酸乙酯(1);1与二甲基甲酰胺缩二甲醇缩合得2-氰基-5-(二甲氨基)-3-甲氧基-2,4-戊二烯酸乙酯(2);2在80%醋酸中环合得4-甲氧基-2-吡啶酮-3-甲酸乙酯(3);3在HBr中脱甲基和脱羧合成了4-羟基-2-吡啶酮,总收率31%,其结构经1H NMR,IR和MS确证。     

(Z)-2-(2-三苯甲基氨基噻唑-4-基)-2-[1,5-二(二苯甲氧基)-4-吡啶酮-2-基甲氧基亚胺]乙酸的合成工艺改进

以5-羟基-2-羟甲基-4-吡喃酮为原料,经羟基保护、迈克尔加成、亲核取代、Mitsunobu反应、肼解及缩合等反应合成了BAL30072关键中间体——(Z)-2-(2-三苯甲基氨基噻唑-4-基)-2-(1,5-二(二苯甲氧基)-4-吡啶酮-2-基甲氧基亚胺)乙酸,总收率23%,其结构经1H NMR和MS确证。该合成工艺已放大到公斤级规模。     

吡啶酮结构分散染料的合成及其偶氮-腙式异色机理

研究了(N-乙基-3-氰基-4-甲基-5-(4-硝基偶氮苯)-6-羟基-2-吡啶酮)(D1)和(N-乙基-3-氰基-4-甲基-5-(2-氯4-硝基偶氮苯)-6-羟基-2-吡啶酮)(D2)这2种吡啶酮分散染料在溶剂(DMF和CH₂Cl₂)和织物(涤纶和锦纶)上的偶氮-腙式异构行为,分析染料在极性和非极性溶剂中的吸收光谱差异,染料在涤纶和锦纶织物上的异色行为。运用高斯计算模拟染料的优化构型以及在溶剂和无溶剂状态下的染料吸收光谱,研究吡啶酮染料在不同环境下的偶氮-腙式存在形式。核磁共振氢谱(¹H NMR)表明,吡啶酮结构分散染料在极性溶剂中以偶氮结构存在,在非极性溶剂中以腙式结构存在。染色结果结合量子计算表明,染料在涤纶织物以腙式结构存在,在锦纶织物以偶氮结构存在。此外,吡啶酮分散染料在涤纶织物表现出超高的耐光色牢度,而在锦纶织物上的耐光色牢度较差,染料在异种织物上耐光色牢度的巨大差异归因于染料在不同织物上呈现出不同的分子结构。     

钯催化三组分烯丙基串联反应:化学专一性合成N-酰亚甲基-2-吡啶酮

N-酰亚甲基-2-吡啶酮是一类非常重要的结构单元, 广泛存在于天然产物和其它具有生物活性的化合物中. 其合成通常是通过2-羟基吡啶与相应的亲电试剂发生分子间亲核取代反应. 然而, 由于2-羟基吡啶的双亲核特性, 这一方法往往面临着N/O化学选择性难以控制的问题. 报道了一例钯催化三组分烯丙基取代反应, 化学专一性地合成难以构建的大位阻N-酰亚甲基-2-吡啶酮衍生物, 收率最高可达98%, 未见有O-烷基化副产物的生成. 该反应可以在克级规模下进行, 依然取得98%的收率. 本方法所得到的N-酰亚甲基-2-吡啶酮产物经过简单转化, 可方便地制得含吡啶酮结构的非天然氨基酸类化合物. 实验结果显示, 该三组分反应是经过一个串联的亲核取代和烯丙基取代反应而专一性地合成N-酰亚甲基-2-吡啶酮衍生物.     

连续流动下多组分串联合成结构对称N-芳基-4-吡啶酮

报道了一种从多个简单易得原料出发,在单反应线圈连续流动下简洁高效合成结构对称的N-芳基-4-吡啶酮衍生物的合成方法.该路线以廉价易得的芳香胺、原甲酸三乙酯及3-氧代戊烷二酸二烷基酯为原料,乙醇为反应溶剂,在无催化剂条件下,经连续流动20～90 min串联环化反应,合成了24个N-芳基-4-吡啶酮衍生物.该方法操作简洁、产率高,且产物仅需重结晶,无需柱层析分离,为结构对称N-芳基-4-吡啶酮类化合物的制备提供了新方案.     

1-(2-吡啶基)-2-氮杂-1,3-丁二烯的合成与应用

以2-吡啶甲醛为起始原料制备1-(2-吡啶基)-2-氮杂-1,3-丁二烯(2),然后与烯烃、炔烃发生Diels-Alder反应分别得到6-(2-吡啶基)-2-哌啶酮和6-(2-吡啶基)-二氢-2-吡啶酮.用2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌(DDQ)氧化6-(2-吡啶基)-二氢-2-吡啶酮得到6-(2-吡啶基)-2-吡啶酮,最后用三氯氧磷处理得到联吡啶类化合物.     

一种新型3-羟基-4-吡啶酮六齿配体TMC(BuHP)3的合成

以甲基麦芽酚为原料，1,3,5-苯三甲酰氯为三角架分子，合成了一种新的以苯环为骨架的3-羟基-4-吡啶酮六齿螯合剂TMC(BuHP)₃，其结构经¹H NMR、 FT-IR和MS表征，并通过MS分析证实了其与三价铁离子的配位。     

2-取代吡啶衍生物的CNDO/2计算和分子光谱研究

本文用CNDO/2方法计算了吡啶及其2-取代衍生物,测了其紫外光谱.通过红外,紫外光谱和量子化学计算的综合分析,确定2-吡啶酮与2-羟基吡啶是互变异构体,并推断2-氨基吡啶的互变异构体存在,从而很好地得到了此系列紫外光谱的线性规律.     

4-烯丙氧基吡啶-1-氧化物的合成及其重排反应的研究

在烯丙醇中用4-氯吡啶-1-氧化物与烯丙醇钠于温和的条件下作用,以很好的收率合成出4-烯丙氧基吡啶-1-氧化物,并在真空中研究了它的热重排。我们发现:除生成正常的克莱森重排产物3-烯丙基-4-羟基吡啶-1-氧化物外,另一重排产物是N-烯丙基-4-吡啶酮。     

喹啉酮和吡啶酮稠合的氧杂双环[3.3.1]壬烷的合成

以2-羟基查尔酮与4-羟基-2(1H)-喹啉酮或4-羟基-2(1H)-吡啶酮在正丙醇中回流反应,立体选择性地合成了喹啉酮和吡啶酮稠合的2,8-二氧杂双环[3.3.1]壬烷衍生物.其中,喹啉酮片段通过烷基化反应可转化为相应的氮烷基取代的喹啉酮和氧烷基取代的喹啉结构.目标产物均未见文献报道,其结构都通过了1H NMR、~(13)C NMR、IR和HRMS的表征,6-苯基-2,12-二氢-1H-6,12-亚甲基苯并[7,8][1,3]二氧桥[5,4-c]吡啶-1-酮(3r)和1-异丙氧基-8-苯基-14H-8,14-亚甲基苯并[7,8][1,3]二氧桥[5,4-c]喹啉(6c)的结构和立体构型还进一步获得了X射线单晶衍射的证实.     

3-羟基-4-甲基-5-乙基-2(5H)-呋喃酮的合成

报道了以草酸二乙酯为原料,制备具有焦糖香味的香料化合物3-羟基-4-甲基-5-乙基-2(5H)-呋喃酮的方法:首先乙基溴化镁与草酸二乙酯通过格氏反应,以约50%产率生成2-氧代丁酸乙酯,然后其在碳酸钾的作用下发生缩合反应,以约94%产率得到3-羟基-4-甲基-5-乙基-5-乙氧羰基-2(5H)-呋喃酮,再通过水解、脱羧反应,得到3-羟基-4-甲基-5-乙基-2(5H)-呋喃酮.路线总收率约36%.     

无溶剂条件下5,6-二取代-2,3-吡啶二酮的合成

在无溶剂条件下, 由3-羟基-2(1H)-吡啶酮与取代苯胺在NaIO₃作用下合成了一系列5,6-二取代-2,3-吡啶二酮, 产物结构由元素分析, ¹H NMR, MS, IR得到确认. 该方法具有反应条件温和、操作简单和产率高等优点.     

可见光催化有氧脱氢合成2,3-二氢-4-吡啶酮与4-喹诺酮

报道了一种可见光促进4-哌啶酮及2,3-二氢-4-喹诺酮的有氧脱氢化方法.研究中通过使用一种二腈基哌嗪化合物（dicyanopyrazine-derived chromophore,DPZ）为光催化剂,能够以令人满意的分离产率（最高75%）分别合成出2,3-二氢-4-吡啶酮与4-喹诺酮.本反应为这两类重要含氮杂环化合物提供了一种直接的、可持续的以及高原子经济性的合成途径.     

2-甲基-4-羟基-6-苯基嘧啶和2-甲基-4-羟基-5-溴-6-苯基嘧啶的高效液相色谱法分离测定

采用ODS-C18色谱柱和紫外检测器,对2-甲基-4-羟基-6-苯基嘧啶和2-甲基-4-羟基-5-溴-6-苯基嘧啶的含量进行HPLC分离测定.以甲醇水=4555为流动相,紫外检测波长为237 nm,样品线性范围为0.001～0.1 mg/mL.2-甲基-4-羟基-6-苯基嘧啶的RSD为0.5%;2-甲基-4-羟基-5-溴-6-苯基嘧啶的RSD为1.0%.     

可见光催化有氧脱氢合成2,3-二氢-4-吡啶酮与4-喹诺酮（英文）

报道了一种可见光促进4-哌啶酮及2,3-二氢-4-喹诺酮的有氧脱氢化方法.研究中通过使用一种二腈基哌嗪化合物(dicyanopyrazine-derived chromophore,DPZ)为光催化剂,能够以令人满意的分离产率(最高75%)分别合成出2,3-二氢-4-吡啶酮与4-喹诺酮.本反应为这两类重要含氮杂环化合物提供了一种直接的、可持续的以及高原子经济性的合成途径.     

4-羟基联苯-4′-甲酸-L-2-甲基丁醇酯的合成

以4-羟基联苯,4-羟基-4′-氰基联苯和手性L-2-甲基丁醇为原料,通过三条路线合成了铁电性液晶中间体4-羟基联苯-4′-甲酸-L-2-甲基丁醇酯.5步法(醚化、酰化、溴仿、水解和酯化)总收率35.6%;3步法(酰化、溴仿和酯化)总收率50.7%;而以4-羟基-4′-氰基联苯为原料的一步合成法收率64.4%.中间体和目标产物的结构经1H NMR和IR确证.