铜催化一锅法合成二苯二氮卓化合物文献综述
2020-04-13 14:56:26
文献综述
医药、农药、染料、日用化妆品以及高分子材料等的合成是有机化学应用研究中的重要领域,该类化合物大部分都存在C-N、C-S键[1]。而如何找到经济环保、高效简便的方法来构建C-N、C-S键来合成该类重要的化合物早已成为有机化学领域一个重要的研究方向。无数科学家对此进行了研究,使用过渡金属催化的交叉偶联反应是制备这一类化合物的重要方法,然而鉴于钯价格高昂加之对高毒性含磷配体的依赖以及钯和镍较强的毒性等不利因素的影响,严重阻碍了其在很多领域的应用。
铜作为一种市场廉价易得而且对人体伤害小的金属,在交叉偶联反应中也是一类重要的催化剂。传统的Ullmann反应通常反应条件较为苛刻,需要过量的铜粉、较高的反应温度(高于200℃),反应后处理困难,反应产物复杂,反应的产率不高等缺点限制了它的应用。随后,化学家们开始致力于改善Ullmann偶联反应体系,并且取得了相应的成效。在1998年,中国科学院上海有机所马大为课题组在研究铜催化氨基酸与溴苯的碳氮偶联反应时发现底物α-氨基酸可以与催化剂铜配位从而达到促进该反应的作用,首创将配体应用于铜催化Ullmann反应中[2]。在过去的十几年中,铜催化Ullmann反应这一领域吸引了众多科研工作者的关注并取得了显著的成效,铜催化碳氮、碳硫偶联反应已经成为有机合成领域中非常重要的工具之一,广泛的应用于重要有机化合物的合成中。
在对新的铜催化的偶联反应为杂环合成发展调查中,我们对潜在的双二溴化物9与伯胺的偶合反应产生极大的兴趣。这种转换会提供一个替代和直接通路用于制备5 - 取代的11-oxo-dibenzodiaze-pines。在随后的研究中,我们发现,N-芳基氨基羰基极大地促进了铜催化的芳基卤化物与胺的耦合。这种效应使形成的5 - 取代的11-oxo-dibenzodiaze-pines通过非常温和的条件下双胺化。
许多具有生物活性的化合物都含有二苯二氮卓的杂环结构,其中包括临床抗抑郁药二苯西平(A)、非肽内皮素受体拮抗剂(B)、组蛋白去乙酰酶抑制剂(C)、M乙酰胆碱受体调制剂(D)等。
传统合成这些化合物的方法是对一般结构1,6-未取代的11-氧二苯二氮卓这一三环结构的选择性烷基化。然而由于受到市售可用起始原料的影响而反应步骤过长,并且二芳基胺的烷基化反应中由于胺的反应活性低造成产率不高。2011年,上海有机所的马大为课题组发现2-溴-N-(2-溴芳基)苯甲酰胺这一结构具有邻位取代效应,可以在氯化亚铜与1,10-菲啰啉这一组合下实现脂肪胺的双芳基化而得到6-取代的二苯二氮卓杂环结构。然而对于活性偏低的2-溴-N-(2-氯芳基)苯甲酰胺是否可以在改变催化体系的条件下制备那种结构,以及是否可以实现氨水的双芳基化反应,进而制备药物奥氮平(E)、氯氮平(F)仍很具有研究价值。
本章设计合成了2-碘-N-(2-氯芳基)苯甲酰胺,并与苄胺反应为模板,对催化剂、配体、碱、温度等进行筛选,获得了制备该类杂环化合物的最优反应体系,并且对底物进行了扩展,该反应体系同样适用于氨水的双芳基化。
参考文献:
1. (a) Beletskaya, I. P.; Cheprakov, A. V. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 2337. (b) Beccalli, E. M.; Broggini, G.; Martinelli, M.; Sottocornola, S. Chem. Rev. 2007, 107, 5318. (c) Corbert, J. P.; Mignani, G. Chem. Rev. 2006, 106, 2651. (d) Ley, S. V.; Thomas, A. W. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 5400. (e) Sano, H.; Noguchi, T.; Tanatani, A.; Hashimoto, Y.; Miyachi, H. Bioorg. Med. Chem. 2005, 13, 3079.
2. (a) Murugesan, N.; Gu, Z.; Lee, V.; Webb, M. L.; Liu, E. C.-K.;Hermsmeier, M.; Hunt, J. T. Bioorg. Med. Chem. Lett. 1995, 5, 253. (b) Binaschi, M.; Boldetti, A.; Gianni, M.; Maggi, C. A.; Gensini, M.;Bigioni, M.; Parlani, M.; Giolitti, A.; Fratelli, M.; Valli, C.; Terao, M.;Garattini, E. ACS Med. Chem. Lett. 2010, 1, 411 Tsvelikhovsky, D.; Buchwald, S.L. J. Am. Chem. Soc., 2011, 133 , 1422-14231.