苯并[b][1,4]二氮杂衍生物的合成及其应用新进展

苯并[b][1,4]二氮杂衍生物是一类含有两个氮杂原子的苯并七元杂环化合物,以其特殊的结构特点和广泛的生理及药理活性而备受关注,因此其合成和活性研究也是有机化学及药学领域的研究热点.就近10年来苯并[b][1,4]二氮杂衍生物在抑菌、抗神经炎和抗癌活性等方面的应用进展进行了归纳总结;综述了其不同催化体系下合成及机理的最新研究进展,同时对本课题组的研究成果做了阐述,并对其合成及应用前景进行了展望.     

苯并[f][1,4]氧氮杂?酮衍生物的合成及抗肿瘤活性研究

端锚聚合酶与细胞的癌变和衰老密切相关,被认为是细胞癌变机制和癌症治疗靶标研究的新热点.为寻找新型抗肿瘤化合物,实验采用计算机辅助的虚拟药物筛选,设计并合成苯并[f][1,4]氧氮杂?酮类化合物12个,结构经~1H NMR、~13C NMR、HRMS确证.对合成化合物进行初步生物活性测试和构效关系阐释,部分化合物对肿瘤细胞显示抑制作用,其中3h对Hep-3B具有显著的活性,IC_(50)值为3.5μmol/L.     

二苯并[b,f][1,5]二氮杂芳辛四烯衍生物的合成及拆分

以邻氨基二苯甲酮为原料,经自身缩合环化合成了3种二苯并[1,5]二氮杂芳辛四烯衍生物(1a~1c);以邻苯二甲酸酐和溴苯为原料经傅-克反应制得中间体2-(4-溴苯甲酰溴)苯甲酸(M1);M1经叠氮化后自缩合制得6,12-二(4-溴苯基)二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯(1d);以邻氨基苯甲酸甲酯为原料,经自身缩合环化制得中间体二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯-6,12(5H,11H)-二酮(M2);M2经氯化合成6,12-二氯二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯(1e),化合物1a~1e的结构经~1H NMR,~(13)C NMR和ESI-MS表征,其中化合物1c为新化合物。利用超临界色谱(SFC)技术对化合物1a~1e实现了手性拆分,获得5对具有高旋光度的光学活性异构体(ee99%)。     

新型非对称二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯的合成

以两种不同取代的2-氨基二苯甲酮为原料,氯苯为溶剂,BF3-Et2O为脱水剂,通过分子间脱水一步环化缩合制备非对称二苯并[b,f][1,5]二氮杂环辛四烯衍生物。运用HPLC监控反应过程,优化合成工艺,得到最佳反应条件为:等物质的量的两种不同取代2-氨基二苯甲酮和BF3-Et2O,在氯苯中回流反应12 h。化合物4a^4c为新化合物,其结构经1H NMR,13C NMR和MS(ESI)表征。     

区域选择性合成二苯并[d,f][1,3]二噁烷

针对二苯并[d,f][1,3]二噁烷传统制备方法中易产生二羟基联苯乙烯副产物的缺点,本文以路易斯酸性胍盐离子液体为催化剂,2,2'-二羟基联苯和端基炔为原料,高区域选择性的合成了二苯并[d,f][1,3]二噁烷,收率39%~84%。 本方法适用于各种端基炔。路易斯酸性胍盐离子液体循环利用5次,活性不变。     

新型含1,2,3-三唑基[1,2,4]噁二唑并[4,5-a][1,5]苯并硫氮杂卓化合物的合成

将1,2,3-三唑环结构及1,2,4-噁二唑环等多个药效团结构叠加到同一个硫氮杂卓分子中,为药理及生理活性研究提供较好的先导化合物。反应在三乙胺存在下,用2,4-二芳基－2,3－二氢－1,5-苯并硫氮杂卓与α-氯代-2－苯基－1,2,3-三唑基4－甲醛肟在室温进行1,3-偶极环加成反应,合成一系列的2－苯基－1,2,3-三唑基[1,2,4]噁二唑并[4,5－a][1,5]苯并硫氮杂卓化合物,并采用红外光谱、核磁共振、元素分析等测试技术对化合物进行了表征。     

1,2,4-三唑并[3,2-d][1,5]-苯并氧氮杂（艹/卓）化合物的合成

苯并二氢吡喃－４－酮的芳腙（１）衍生的偶氮基碳正离子（３）与腈发生１,３－偶极环加成反应,加成产物（４）通过「１,２」－迁移扩环重反应,形成新颖的三环系杂环化合物１,２,４－三唑并「３,２－ｄ」「１,５」－苯并氧氮杂Ｚｈｕｏ化合物５ａ－５ｋ。     

新型含1,2,3-三唑基[1,2,4](噁)二唑并[4,5-a][1,5]苯并硫氮杂卓化合物的合成

将1,2,3-三唑环结构及1,2,4-噁二唑环等多个药效团结构叠加到同一个硫氮杂卓分子中,为药理及生理活性研究提供较好的先导化合物.反应在三乙胺存在下,用2,4-二芳基-2,3-二氢-1,5-苯并硫氮杂卓与α-氯代-2-苯基-1,2,3-三唑基-4-甲醛肟在室温进行1,3-偶极环加成反应,合成一系列的2-苯基-1,2,3-三唑基[1,2,4]噁二唑并[4,5-a][1,5]苯并硫氮杂卓化合物,并采用红外光谱、核磁共振、元素分析等测试技术对化合物进行了表征.     

新型1,4-二苯并二氮杂酮类衍生物的合成及其抗癌活性

以取代邻硝基苯甲酸为起始原料,与二氯亚砜反应制得邻硝基苯甲酰氯,再与苯胺在碱性条件下反应制得酰胺衍生物(6a~6d);以醋酸钯为催化剂,6a~6d经NBS溴代制得溴代衍生物(7a~7d); 7a~7d依次经N-烷基化反应,还原反应和分子内C-N键环合反应合成了10个新型的1,4-二苯并二氮杂酮类化合物(10a~10j),产率61%~78%,其结构经¹H NMR, ¹³C NMR和HR-MS(ESI)表征。初步体外活性测试结果表明:10a~10j对非小细胞肺癌细胞（A549）,人乳腺癌细胞（MDA-MB-231）和宫颈癌细胞(HeLa)均有抑制作用。其中,10g和10i对A549, 10g对MDA-MB-231, 10h和10i对HeLa的抑制率大于50%。     

苯并[b]萘并[2′,3′∶5,6][1,4]二噻英并[2,3-i]噻蒽-5,7,9,14,16,18-六酮的合成及其三阶非线性光学性能

以1,4-萘醌为原料,合成了含硫的醌构稠杂环化合物苯并[b]萘并[2′,3′∶5,6][1,4]二噻英并[2,3-i]噻蒽-5,7,9,14,16,18-六酮(4),其结构经1HNMR和IR确证。采用波长为800nm,脉宽为80fs的Ti∶Sapphire飞秒激光,运用双光束简并四波混频法测定了4的三阶非线性光学性能,结果表明,4的三阶非线性光学极化率χ(3),非线性折射率n2,分子二阶超极化率γ和响应时间分别为2.89×10-13esu,5.31×10-12esu,3.14×10-31esu和101fs。并分析了4的分子结构对其三阶非线性光学性能的影响。     

噁二唑并[5,4-d][1,5]苯并硫氮杂衍生物的合成、表征及晶体结构

以1,5-苯并硫氮杂(1a～1o)为原料, 在三乙胺作用下与α-氯代喹喔啉-2-甲醛肟(2)发生1,3-偶极环加成反应得到一系列噁二唑并[5,4-d][1,5]苯并硫氮杂衍生物3a～3o. 产物的结构经元素分析、IR和1H NMR确认. 并用X射线衍射法测定了化合物3a的晶体结构. 化合物3a属三斜晶系, 空间群P-1, 晶胞参数: a＝0.97376(19) nm, b＝1.0017(2) nm, c＝1.3526(3) nm, α＝78.50(3)°, β＝84.30(3)°, γ＝68.26(3)°, Mr＝486.58, V＝1.2005(4) nm3, Dc＝1.346 Mg/m3, Z＝2, F(000)＝508.     

新型苯并[b]氮杂?-查尔酮杂合物的设计、合成及抗肿瘤活性研究

为了寻找高效、低毒的抗肿瘤药物,基于分子杂交的策略,将苯并[b]氮杂?结构引入查尔酮母体结构中,设计了12个未见文献报道的苯并[b]氮杂?-查尔酮杂合物（7a~7l）。并以苯胺为原料,经N-烷基化、羰基化、水解、环化和Claisen-Schmidt缩合反应合成了7a~7l,其结构经¹HNMR, ¹³CNMR和HR-MS(ESI)表征。采用MTT法评估了目标化合物对人胃癌细胞（HGC-27）、人肝癌细胞（HepG2）、人非小细胞肺癌细胞（A549）和人正常胃粘膜上皮细胞（GES-1）的抗增殖活性,并进一步采用流式细胞术和蛋白印迹法实验在细胞和蛋白水平上探究了活性最优化合物的抗肿瘤机制。结果表明：目标化合物对HGC-27细胞表现出较高的抗增殖活性,其中化合物7d对HGC-27细胞的抗增殖活性最强(IC₅₀=0.78 μmol•L^-1),优于阳性对照顺铂(IC₅₀=7.38 μmol•L^-1),同时其对人正常细胞GES-1的毒性较低（IC₅₀=22.77 μmol•L^-1, SI=29.19）,弱于阳性对照顺铂（IC₅₀=9.51 μmol•L^-1, SI=1.29）。抗肿瘤机制研究表明:化合物7d能够将癌细胞HGC-27的细胞周期阻滞在G2/M期,并通过增加促凋亡蛋白Bax和降低抗凋亡蛋白Bcl-2的表达来诱导HGC-27细胞的凋亡。      

新型1,2,4-三唑并[3,2-d][1,5]苯并氧氮杂-2-酮的合成

取代苯并二氢吡喃 4 酮 ( 1)的芳腙在冰醋酸中与KNCO发生 [3 2 ]环加成反应 ,加成产物经KMnO4氧化开环得偕偶氮异氰酸酯 ( 3 ) .3在HBF4的催化下发生环化 -重排反应 ,合成得到一系列新型 6 7 5三环系 1,2 ,4 三唑并 [3 ,2 d] [1,5 ]苯并氧氮杂 2 酮 ( 5a～ 5g) .由X单晶衍射测定了化合物 5a的晶体结构     

苯并[b]萘并[2'''',3'''':5,6][1,4]二噻英并[2,3-i]噻蒽-5,7,9,14,16,18-六酮的合成及其三阶非线性光学性能

以1,4-萘醌为原料,合成了含硫的醌构稠杂环化合物苯并[b]萘并[2',3':5,6][1,4]二噻英并[2,3-i]噻蒽-5,7,9,14,16,18-六酮(4),其结构经1H NMR和IR确证.采用波长为800 nm,脉宽为80 fs的Ti:Sapphire飞秒激光,运用双光束简并四波混频法测定了4的三阶非线性光学性能,结果表明,4的三阶非线性光学极化率χ(3),非线性折射率n2,分子二阶超极化率γ和响应时间分别为2.89×10-13 esu, 5.31×10-12 esu, 3.14×10-31 esu和101 fs.并分析了4的分子结构对其三阶非线性光学性能的影响.     

新型三环系稠杂环[1,2,4]-三唑并[1,5-a][1]-苯并氮杂及[1,2,4]-三唑并[1,5-a]-喹啉的合成

α-四氢萘酮的乙氧羰基腙(1)经LTA氧化,得到α-偶氮-α-乙酰氧基化合物2.在A lC l3作用下,化合物2脱去乙酰氧基产生重氮正离子中间体3,再经与腈的1,3-偶极环加成、[1,2]-迁移扩环、碱性水解和与苦味酸作用,得到新型[1,2,4]-三唑并[1,5-a][1]苯并氮杂苦味酸盐6a~6c.以2,3-二氢-1-茚酮为底物,采用相同的合成路线,合成了1,2,4-三唑并[1,5-a]-二氢喹啉苦味酸盐12a~12c.     

环戊烯和环己烯并[b]吡咯化合物的合成

本文通过两种路线合成了十个新的五员和六员环烯烃并吡咯类化合物，讨论了化合物8的合成途径和分子结构。     

Cu催化新型苯并[e]吡唑并[1,5-c][1,3]噻嗪类化合物的合成

基于底物设计的概念,建立了一种以1-(2-溴芳基)-3-乙氧基-3-(取代胺基)-2-丙烯-1-酮(1)为原料,经由5-(2-溴芳基)-3-取代胺基-1H-吡唑(2)和异硫氰酸酯(3)在溴化亚铜/邻菲罗啉催化下高化学选择性地合成苯并[e]吡唑并[1,5-c][1,3]噻嗪类衍生物的新方法.该方法操作简单、反应条件温和且收率高.     

无催化剂条件下的全氟烷基取代的1H-苯并[b][1,4]二氮-2(3H)-酮的简易合成

1,5-苯并二氮-2-酮作为一个独特的骨架广泛存在于很多具有生理活性的化合物中,而全氟烷基的引入影响到有机化合物的理化性质以及生理活性的改变.因此将全氟代烷基引入1,5-苯并二氮-2-酮的方法的研究正变得日趋重要.发展了一个制备全氟代烷基取代的1,5-苯并二氮-2-酮的简易方法.采用全氟代炔酸甲酯为含氟砌块,与邻芳基二胺,以无水甲苯为溶剂,在无催化剂存在条件下,80℃反应24 h,以较好的收率顺利得到4-全氟烷基-1,3-二氢-1,5-苯并二氮-2-酮类化合物.     

新型三环系稠杂环[1,2,4]-三唑并[1,5-a][1]-苯并氮杂(艹卓)及[1,2,4]-三唑并[1,5-a]-喹啉的合成

α-四氢萘酮的乙氧羰基腙(1)经LTA氧化, 得到α-偶氮-α-乙酰氧基化合物2. 在AlCl3作用下, 化合物2脱去乙酰氧基产生重氮正离子中间体3, 再经与腈的1,3-偶极环加成、 [1,2]-迁移扩环、碱性水解和与苦味酸作用, 得到新型[1,2,4]-三唑并[1,5-a][1]苯并氮杂(艹卓)苦味酸盐6a～6c. 以2,3-二氢-1-茚酮为底物, 采用相同的合成路线, 合成了1,2,4-三唑并[1,5-a]-二氢喹啉苦味酸盐12a～12c.