低价钛试剂促进下苯并咪唑并［１，２－ｃ］喹唑啉衍生物的合成
杨 芳１，２，窦国兰２，史达清２＊
（１．苏州建设交通高等职业技术学校，江苏 苏州２１５１０４；２．苏州大学 材料与化学化工学部，江苏 苏州２１５１２３）
摘要：在低价钛试剂促进下，以２－（２－硝基苯基）苯并咪唑和碳酸二三氯甲酯为原料，经过串联还原偶联反应，一步合成了一系列苯并咪唑并［１，２－ｃ］喹唑啉－６（５ Ｈ）－酮衍生物．产物结构通过红外光谱、核磁共振氢谱和元素分析确证．
关键词：苯并咪唑并［１，２－ｃ］喹唑啉衍生物；串联还原偶联反应；低价钛试剂
中图分类号：Ｏ６２６．３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００７－６５７３（２０１２）０１－００６１－０４
喹唑啉是一类具有广泛生理和药理活性的杂环化合物，该类化合物具有抗高血压、抗菌、利尿、抗风湿、抗过敏等活性［１－５］．一些杂环稠合的喹唑啉衍生物，如苯并咪唑并［１，２－ｃ］喹唑啉化合物具有很强的抗肿瘤活性［６］，因此，该类化合物受到人们的广泛关注．它们的合成方法已有许多文献报道，如Ｆｒｅｒｅ等［７］采用２－（邻氨基苯基）苯并咪唑与芳腈在微波辐射下，长时间反应合成了该类化合物，但反应收率只有中等．Ｐａｓｔｏｇｉ等［８］报道了２－（邻氨基苯基）苯并咪唑与光气作用，合成苯并咪唑并［１，２－ｃ］喹唑啉酮．Ｂａｈｅｈｅｒ等［９］报道了邻氨基苯基苯并咪唑与二氧化碳或二氧化硫在氧化剂高锰酸钾作用下，反应生成苯并咪唑并喹唑啉（硫）酮类化合物．Ｍｏｌｉｎａ等［１０］报道了以２－（２－重氮苯基）－１ Ｈ－苯并咪唑与三苯基膦经ａｚａ－Ｗｉｔｔｉｇ反应，再与二氧化碳或二氧化硫反应，生成苯并咪唑并喹唑啉（硫）酮化合物．尽管以上方法能有效地合成苯并咪唑并喹唑啉衍生物，但是，存在原料来源困难、操作较为苛刻、收率不高等问题，有的还要用到光气等剧毒物质．因此，寻找简单、方便、有效的合成方法已经成为该类化合物研究的重要任务之一．
低价钛试剂是１９７０年代初发现的一种有机合成新试剂，它能够引起醛、酮羰基的还原偶联生成烯烃，已经成为合成烯烃的重要方法之一［１１－１２］．它还能引起许多其它官能团的还原偶联反应［１３－１５］．最近，我们以多官能团化合物为原料，通过低价钛试剂促进的串联还原偶联反应合成了喹唑啉酮［１６］、喹唑啉二酮［１７］、吲唑酮［１８］、苯并［ｃ］吖啶［１９］和咪唑并［１，２－ｃ］喹唑啉－５（６ Ｈ）－酮［２０］．本文将报道在低价钛试剂（ＴｉＣｌ４／Ｓｍ体系）促进下，２－（２－硝基苯基）苯并咪唑（１）与碳酸二三氯甲酯（２）的串联还原偶联反应，一步合成苯并咪唑并［１，２－ｃ］喹唑啉－６（５ Ｈ）－酮衍生物（３），反应式如下：
１ 实验部分
１．１ 仪器及试剂
熔点使用ＸＴ－５型微型熔点仪测定，温度计未校正；红外光谱在Ｖａｒｉａｎ Ｆ－１０００型红外光谱仪上测定（ＫＢｒ压片）；核磁共振氢谱在Ｖａｒｉａｎ－４００ＭＨｚ核磁共振仪上测定，ＤＭＳＯ－ｄ６作溶剂，ＴＭＳ为内标；元素分析用Ｐｅｒｋｉｎ－Ｅｌｍｅｒ ２４００Ⅱ型元素分析仪测定．
四氢呋喃（ＴＨＦ）使用前经钠／二苯甲酮回流重蒸，所有反应均在氮气保护下进行．
１．２ １的制备
将取代邻苯二胺（１４ｍｍｏｌ）溶于３５ｍｌ甲醇中，搅拌下慢慢滴加取代邻硝基苯甲醛（１４ｍｍｏｌ）的甲醇溶液（１５ｍｌ）和溶于１０ｍｌ水中的Ｋ３Ｆｅ（ＣＮ）６（４．５ｇ），约２０ｍｉｎ加毕，回流反应５ｈ，ＴＬＣ跟踪反应至结束，趁热过滤，滤饼用乙醇洗涤２次，合并滤液，减压浓缩，得粗品，用９５％乙醇重结晶，得纯的２－（２－硝基苯基）苯并咪唑．
１．３ ３的合成
在１００ｍｌ干燥的三颈烧瓶中加入Ｓｍ粉（１．５ｇ，１０ｍｍｏｌ）和新蒸馏的无水ＴＨＦ（２０ｍｌ），在室温和氮气保护下使用注射器逐滴加入ＴｉＣｌ４（１．１ｍｌ，１０ｍｍｏｌ），加毕之后，混合物回流２ｈ，再冷却到室温得到黑色的低价钛试剂．在室温下滴加２－（２－硝基苯基）苯并咪唑（２ｍｍｏｌ）和固体光气（３ｍｍｏｌ）的１０ｍｌ ＴＨＦ溶液．混合物回流反应０．５ｈ，ＴＬＣ跟踪至反应结束．反应混合物用５０ｍｌ ２％盐酸水溶液分解，用１，２－二氯乙烷（３×５０ｍｌ）萃取．合并有机层并用水洗（３×５０ｍｌ），无水硫酸钠干燥．减压下蒸去溶剂，得粗品，再用乙醇和Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺（ＤＭＦ）的化混合溶剂重结晶得产物３．
２ 结果与讨论
该方法合成所得产物的结果见表１．从表１可以看出，ＴｉＣｌ４／Ｓｍ体系中所合成的化合物的产率都比较高，除３ｅ外，产率都在８０％以上．另外，与咪唑环稠合的苯环上取代基的性质对反应的影响不大．无论是吸电子取代基（例如Ｃｌ）还是供吸电子取代基（例如ＣＨ３）都能给出满意的产率．该方法合成了６个苯并咪唑并［１，２－ｃ］喹唑啉－６（５ Ｈ）－酮衍生物．产物仅需通过简单的方法进行分离和纯化，所以该方法具有反应条件温和、产率高、后处理简单等特点，为苯并咪唑并［１，２－ｃ］喹唑啉－６（５ Ｈ）－酮衍生物的合成提供了一种方便、有效的方法．产物的结构经元素分析、红外光谱和核磁共振氢谱确证．在红外光谱中，在３ １５０～３ ２０４ｃｍ－１范围内出现ＮＨ的伸缩振动特征吸收峰，同时在１ ７１２～１ ７２７ｃｍ－１范围内出现羰基（ＣＯ）的伸缩振动特征吸收峰．在核磁共振氢谱中，在１１．１２～１２．２０范围内出现ＮＨ的共振信号，其它核磁共振氢谱与产物的结构相吻合，元素分析结果也与计算值相吻合．
根据低价钛引起的自由基还原偶联的特点和底物的结构，我们推测该反应经历如下过程（图１）：ＴｉＣｌ４在ＴＨＦ中被Ｓｍ还原生成低价钛试剂Ｔｉ（０），它对氧具有较强的亲和力；２－（２－硝基苯基）苯并咪唑在低价钛试剂作用下，硝基首先被还原成亚硝基，随即亚硝基与固体光气发生类似于二羰基化合物在低价钛作用下还原偶联成烯烃的反应，而生成亚胺．咪唑环上的ＮＨ与亚胺加成形成缩酮，最后经酸性水解生成最终产物３．
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来源：中国化学试剂网
