專利名稱：銀催化的雙雜環(huán)分子的合成及具有熒光活性的雙雜環(huán)分子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雙雜環(huán)分子的合成方法和新結(jié)構(gòu)雙雜環(huán)熒光分子。
背景技術(shù)：
有機(jī)雙雜 環(huán)分子，特別是噁唑、噻唑、和咪唑三類化合物及其它們的衍生物在醫(yī)藥領(lǐng)域和光電功能材料中有廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的合成這類化合物的方法是將一個(gè)雜環(huán)分子制備成它的鹵化物，將另一個(gè)雜環(huán)分子制備成相應(yīng)的金屬有機(jī)物，再由過(guò)渡金屬催化交叉偶聯(lián)得到相應(yīng)的雙雜環(huán)化合物。這種方法需要將雜環(huán)分子預(yù)先轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的活性物種，例如鹵化物和金屬有機(jī)化合物，實(shí)驗(yàn)操作冗長(zhǎng)。近年來(lái)，有文獻(xiàn)報(bào)道兩種雜環(huán)分子的C-H鍵可以被過(guò)渡金屬直接活化后發(fā)生交叉偶聯(lián)反應(yīng)，得到新的雙雜環(huán)產(chǎn)物，反應(yīng)中通常使用鈀作為催化劑(Xi7 P.；Yang, F.；Qin, S.；Zhao, D.；Lan, J.；Gao, J.；Hu, C.；You, J.J.Am.Chem.Soc.2010,132,1822 ；ffang, Z.；Li, K.；Zhao, D.；Lan, J.；You, J.Angew.Chem.1nt.Ed.2011,50, 5365 ;Gong, X.;Song, G.；Zhang, H.;Li, X.；0rg.Lett.2011,13,1766 ；Yamaguchi,A.D.；Mandal, D.；Yamaguchi, J.；Itam1.K.Chem.Lett.2011,40, 555.) 以上報(bào)道的兩種雜環(huán)分子直接偶聯(lián)合成雙雜環(huán)分子的方法僅適用于噁唑、噻唑、或咪唑三類化合物中任意一種與呋喃、噻吩、或吲哚中任意一種分子間C-C鍵的生成。而對(duì)于噁唑、噻唑、和咪唑三種分子中任意兩種分子間的直接交叉偶聯(lián)生成雙雜環(huán)產(chǎn)物的方法目前報(bào)道的很少。ArminR.0fial等人于2011年第一次報(bào)道了鈀催化的噁唑、噻唑、和咪唑之間的直接交叉偶聯(lián)合成雙雜環(huán)化合物(Han,ff.；Mayer, P.；0fial.A.R.Angew.Chem.1nt.Ed.2011, 50, 2178.) 反應(yīng)中由于使用了 IOmol %的鈀催化劑，200mol %的AgF和200mol %的Cu (OAc) 2作為添加劑，所以合成成本很高。Daugulis等人報(bào)道了一種銅催化的兩種雜環(huán)分子直接合成雙雜環(huán)分子的方法也適用于噁唑、噻唑、和咪唑等化合物之間交叉偶聯(lián)制備含有它們結(jié)構(gòu)的雙雜環(huán)分子(Do H.-Q.;Daugulis，0.J.Am.Chem.Soc.2011，133，13577)。在反應(yīng)中，需要使用一個(gè)當(dāng)量以上的碘作為添加劑。從Daugulis的文章來(lái)看，他們報(bào)道的合成方法實(shí)際上是在反應(yīng)體系中將一個(gè)雜環(huán)分子先做成其相應(yīng)的活化形式一碘化物，再與另一種雜環(huán)化合物反應(yīng)。本發(fā)明使用廉價(jià)的氟化銀作為催化劑，醋酸銅作為添加劑，在堿性條件下可以使噁唑、噻唑、和咪唑及其衍生物直接交叉偶聯(lián)合成具有雙雜環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物。反應(yīng)操作簡(jiǎn)單、原料易得、后處理過(guò)程簡(jiǎn)單、無(wú)嚴(yán)重環(huán)境污染問(wèn)題。使用本發(fā)明中報(bào)道的方法，已合成出18種具有新型結(jié)構(gòu)的雙雜環(huán)分子。這些分子具有明顯的熒光活性，可以熒光標(biāo)記路易斯肺癌細(xì)胞(Lewislung cancer cell)和人類胚胎腎 293 細(xì)胞(human embryo kidney cell293)，是一種有用的熒光成像試劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種原料易得、操作簡(jiǎn)單方便的能合成具有噁唑、噻唑、咪唑、及其衍生物結(jié)構(gòu)的雙雜環(huán)分子的新方法，以及依此方法合成出具有熒光活性的新型結(jié)構(gòu)的雙雜環(huán)分子。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:如反 應(yīng)式(1)、(2)、和(3)所示，以苯并噻唑3、苯并噁唑6、或苯并咪唑8為一種原料，以取代噁唑4或取代噻唑7為另一種原料，在銀催化劑存在下，加入添加劑醋酸銅，在氟化銫或氟化鉀等堿的作用下進(jìn)行交叉偶聯(lián)反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后按常規(guī)分離方法進(jìn)行產(chǎn)物分離純化得到雙雜環(huán)結(jié)構(gòu)的化合物5、8、或9。
權(quán)利要求
1.種銀催化的雙雜環(huán)分子的合成方法，其產(chǎn)物為取代苯并雜環(huán)和取代雜環(huán)偶聯(lián)產(chǎn)物I I的特征分子結(jié)構(gòu)式如下:
2.權(quán)利要求1中所述方法，其特征在于: R2為芳基是指R2為苯基、萘基、三氟甲基取代苯基、碳原子數(shù)為1-10的烷基取代苯基、甲氧基取代苯基、或齒素取代苯基。
3.權(quán)利要求1或2中所述方法，其特征在于: 步驟I)中3與4的摩爾比優(yōu)選為1: 1.5，催化劑AgF優(yōu)選為反應(yīng)物3的20mol%，添加劑之一 Cu (OAc) 2優(yōu)選為反應(yīng)物3的200mol %;添加劑之二 CsF優(yōu)選為反應(yīng)物3的300mol % ；反應(yīng)物3在溶劑中的濃度優(yōu)選為0.lmol/L ;反應(yīng)溫度優(yōu)選為130°C ;反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為24小時(shí)；其中R1優(yōu)選為氫、氯、甲基、或叔丁基；R2優(yōu)選為氫、或芳基； 步驟2)中3或6與7的摩爾比優(yōu)選為1:1.5，催化劑AgF優(yōu)選為為反應(yīng)物3或6的20mol%，添加劑之一 Cu(OAc)2優(yōu)選為反應(yīng)物3或6的300mol% ;添加劑之二 KF優(yōu)選為反應(yīng)物3或6的300mol% ;反應(yīng)物3或6在溶劑中的濃度優(yōu)選為0.lmol/L ;反應(yīng)溫度優(yōu)選為1300C ;反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為24小時(shí)； 其中R1優(yōu)選為氫、氯、甲基、或叔丁基；R2優(yōu)選為氫、或芳基。
4.權(quán)利要求3中所述方法，其特征在于: R2是苯環(huán)上含有三氟甲基、甲基、甲氧基或氯取代基中一種或多種的芳基。
5.種銀催化的雙雜環(huán)分子的合成方法，其產(chǎn)物為苯并咪唑和取代雜環(huán)偶聯(lián)產(chǎn)物2.2的特征分子結(jié)構(gòu)式如下:
6.權(quán)利要求5中所述方法，其特征在于: R1為芳基是指R1為苯基、萘基、三氟甲基取代苯基、碳原子數(shù)為1-10的烷基取代苯基、甲氧基取代苯基、或齒素取代苯基。
7.權(quán)利要求5或6中所述方法，其特征在于: 8與4或7的摩爾比優(yōu)選為1.5: 1，催化劑AgF優(yōu)選為為反應(yīng)物4或7的20mol%，添加劑之一 Cu(OAc)2優(yōu)選為反應(yīng)物4或7的300mol% ;添加劑之二 CsF優(yōu)選為反應(yīng)物4或7的300mol% ;反應(yīng)物4或7在溶劑中的濃度優(yōu)選為0.lmol/L ;反應(yīng)溫度優(yōu)選為130°C ;反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為48小時(shí)； 其中R1優(yōu)選為苯基；R2優(yōu)選為芐基。
8.種具有熒光活 性的雙雜環(huán)分子，其特征在于: 具有如下結(jié)構(gòu)之一，
全文摘要
本發(fā)明公開了一種合成雙雜環(huán)分子的方法和一系列新型雙雜環(huán)結(jié)構(gòu)的熒光功能分子。在催化劑氟化銀，添加劑醋酸銅和添加劑氟化銀的作用下，噁唑、噻唑、咪唑、或它們的衍生物之間可以發(fā)生交叉偶聯(lián)反應(yīng)，得到新的雙雜環(huán)分子。此類化合物有明顯的熒光活性。本發(fā)明涉及的合成反應(yīng)原料易得、操作簡(jiǎn)便、高效。
文檔編號(hào)C07D417/04GK103087055SQ201110342658
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月2日
發(fā)明者許兆青, 余正坤 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所