在无溶剂条件下,通过四氢异喹啉与α,β-不饱和酮的铜催化反应合成1,3-二芳基-5,6-二氢吡咯[2,1-a]异喹啉

时间:2026年2月7日
来源:Tetrahedron

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铜催化溶剂-free条件下,通过苯甲酸活化α,β-不饱和酮的羰基,实现了tetrahydroisoquinolines与α,β-不饱和酮的串联亲核加成、分子内环化及氧化反应,首次系统合成1,3-二芳基-5,6-二氢吡咯[2,1-a]异喹啉类化合物,产率达70%-85%。

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许华灿|张可|张玲龙|张彦静|孙金伟|李玉玲|刘云
江苏省普通师范学院化学与化学工程学院,中国江苏省徐州市221116

摘要

我们开发了一种有效的铜催化方法,通过四氢异喹啉与α,β-不饱和酮在无溶剂条件下的反应,成功合成了1,3-二芳基-5,6-二氢吡咯[2,1-a]异喹啉。在此反应中,苯甲酸被用来活化α,β-不饱和酮的羰基,从而引发连续的亲核加成、分子内环化和氧化过程。值得注意的是,无溶剂条件对反应至关重要,而在各种有机溶剂中目标产物的产率显著降低。这是首次实现从α,β-不饱和酮和四氢异喹啉系统合成5,6-二氢吡咯[2,1-a]异喹啉。

引言

吲哚嗪是一种含有氮的杂环化合物,在医药领域和材料化学中具有广泛的应用。[1],[2] 在过去的几十年里,已经开发出了多种合成吲哚嗪衍生物的方法。[3] 作为环状吲哚嗪衍生物,5,6-二氢吡咯[2,1-a]异喹啉是天然Lamellarin生物碱的核心成分,并且表现出重要的生物活性。[5],[6],[7],[8] 因此,这些化合物的合成近年来受到了广泛关注。[9]
从四氢异喹啉合成5,6-二氢吡咯[2,1-a]异喹啉的主要途径如图1所示。[10],[11],[12],[13] 其包括:(i) N-亚胺与烯烃或炔烃的氧化环加成(图1a);(ii) 四氢异喹啉与乙二醛的亲核加成以及随后与烯烃或炔烃的环加成(图1b);(iii) 在酸的促进下,四氢异喹啉与α,β-不饱和醛在甲苯中的串联反应(图1c);(iv) 四氢异喹啉与芳香甲基酮和DMSO的碘介导的三组分反应(图1d)。[13] 尽管取得了很大的进展,但这些合成方法无法有效制备1,3-二芳基化的5,6-二氢吡咯[2,1-a]异喹啉。
据我们所知,迄今为止,仅有两个例子成功合成了1,3-二芳基化衍生物或其氢化产物。2010年,Siedel团队通过四氢异喹啉与1,3-二酮在微波辐射下的反应制备了1,3-二芳基-5,6-二氢吡咯[2,1-a]异喹啉。[14] 但由于起始材料的限制,该反应需要高温,并且产物通常在C1和C3位置具有相同的芳香取代基(图2a)。随后,Siedel团队又开发了另一种四氢异喹啉与α,β-不饱和酮在甲苯中的反应,得到了2,3,5,6-四氢吡咯[2,1-a]异喹啉(图12a),但仅制备了两种氢化产物,且未研究不饱和酮的范围及反应的区域选择性(图2b)。由于我们一直对四氢异喹啉的反应感兴趣,[15] 本文报道了一种在无溶剂条件下,通过铜催化四氢异喹啉与α,β-不饱和酮反应来合成1,3-二芳基-5,6-二氢吡咯[2,1-a]异喹啉的实用方法(图2c)。这种方法具有环保的反应条件,并对之前关于四氢异喹啉与α,β-不饱和醛在甲苯中反应的研究进行了重要补充。

结果与讨论

为了优化反应条件,我们选择了四氢异喹啉1a和α,β-不饱和酮2a作为反应物。最初,在充满空气的25毫升密封管中,将1a(0.3毫摩尔)、2a(0.1毫摩尔)、乙酸(0.1毫摩尔)和Cu2O(0.2毫摩尔)在100℃下加热24小时,仅观察到微量目标产物的生成,而大量2a保持不变(表1,条目1)。随后我们测试了不同的溶剂,但仍未获得满意的结果。

结论

总之,我们开发了一种有效的合成1,3-二芳基-5,6-二氢吡咯[2,1-a]异喹啉的方法。多种α,β-不饱和酮均能顺利参与该反应,并获得了中等至良好的产率。无溶剂条件对于该反应至关重要,避免了有机溶剂的使用,提高了产率和应用价值。

基本信息

11H NMR谱是在400 MHz频率下,以CDCl3为溶剂测得的。化学位移(δ)以百万分之几表示,相对于残余氘代溶剂的信号;耦合常数(J)以赫兹为单位。13C NMR谱也是在400 MHz频率下,以CDCl3为溶剂测得的。HRMS(ESI)数据是在电子撞击(EI)模式下获得的。

3的制备通用步骤

首先将四氢异喹啉1(0.6毫摩尔)、α,β-不饱和酮2(0.2毫摩尔)、Cu2O(0.4毫摩尔)和PhCO2H(0.2毫摩尔)混合在25毫升的密封容器中

作者贡献声明

张彦静:实验研究。孙金伟:指导与数据管理。李玉玲:指导与数据管理。刘云:撰写、审阅与编辑、指导。许华灿:实验研究、数据管理。张可:数据管理。张玲龙:实验研究

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
本工作得到了江苏省研究生研究与创新项目(2025XKT0917)的支持。

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