茹婷婷，刘 军，丁晓岩

(吉林建筑大学 基础科学部，吉林 长春 130118)

喹啉环存在于很多天然产物中，其具有广泛的生物活性和明显的药理活性，在消炎、抗菌和降压等方面都有良好的效果[1-2].喹啉杂环类衍生物在生物有机金属等方面也有广泛的应用[3-4]，因为喹啉环的环核具有比较强的药理活性，化学结构的多变性，非常活泼的化学性质，结构容易修饰，因此近年来喹啉杂环类衍生物的合成方法也越来越受到人们的关注[5-6].合成喹啉杂环类化合物最常用的方法是以芳香苯胺类化合物与亚甲基酮发生亲电取代反应，然后经过脱水成环[7].但此法反应条件苛刻，需要较高的反应温度，所以不适用于化学性质不稳定的反应物.本文以简单易得的苯甲酸类化合物为反应原料，采用“一锅法”合成了3种新型喹啉杂环类衍生物，并顺利在主环上引入了具有生物活性的氨基酸分子.

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

VARIAN UNITY-500 MHz核磁共振仪(内标TMS，溶剂CDCl3)；MAGNA—IR 560型红外光谱仪(KBr压片法)；Agilient 1100 LCMsD型质谱仪；GSA-0.25型250毫升高压反应釜；PE-2400自动元素分析仪；电子天平；旋片式真空泵；三用紫外线分析仪；旋转蒸发仪；79-I型磁力加热搅拌器；高效薄层板；柱层析分离柱.

1.2 N-取代乙酸基-6，7-二氟-8-甲氧基-4-氧-1，4-二氢喹啉-3-羧酸衍生物的制备

图1 N-取代乙酸基-6，7-二氟-8-甲氧基-4-氧-1，4-二氢喹啉-3-羧酸衍生物2的合成路线

取一只圆底烧瓶(50mL)，向其中加入三氟-3-甲氧基苯磺酸(2.06g，0.01mol)和二氯亚砜(22mL)，加热回流2h后，蒸除剩余的二氯亚砜制得黄色液体，向体系内加入甲苯(10mL)，控制反应温度为45～55℃，向反应体系内慢慢滴加乙基-3-(二甲基氨)丙烯酸酯，用TCL检测反应，直至反应底物完全消失.向烧瓶内加入0.01mol氨基酸乙酯盐酸盐，室温下反应约6h，用TCL检测反应至底物完全消失.向体系内加入K2CO3固体(2.07g,0.15mol)加热回流6h后，加入稀盐酸调节体系的PH值为强酸性，采用分液漏斗分离留下有机相后，蒸发除去剩余溶剂，所得粗产品通过柱层析分离提纯得到固体产物2(2.35g)，计算其产率约为53%，测定其熔点为259～261℃.化合物2结构表征：IR(KBr)v: 3493,2981,2809,1799,1746,1632,1581,1484,1348,1215,1062cm-1;1HNMR(DMSO,400MHz):4.02(s,3H,OCH3),5.37(s,2H,CH2),8.03～8.07(m,1H,ArH),9.01(s,1H,C=CH),13.42(s,1H,COOH),14.55(s,1H,COOH);13CNMR(DMSO,100MHz):59.33,63.59,107.56,107.21(d,J=17.8Hz),122.90(d,J=7.20Hz),131.86(d,J=3.39Hz),140.64(d,J=11.7Hz),147.45(dd,J=107.2Hz),153.57,165.50,169.37,176.43;MS(70eV):m/z(%)=313(M+)].

1.3 N-取代乙酸基-6，8-二氟-7-(4-甲基哌嗪基)-4-氧-1，4-二氢喹啉-3-羧酸衍生物的制备

图2 N-取代乙酸基-6，8-二氟-7-(4-甲基哌嗪基)-4-氧-1，4-二氢喹啉-3-羧酸衍生物5的合成路线

取一只圆底烧瓶(50mL)，向其中加入二氯亚砜(14.5mL)和四氟苯甲酸(0.97g, 0.01mol)，加热回流2h后，蒸除剩余的二氯亚砜.向体系中加入5mL甲苯和乙基-3-(二甲基氨)丙烯酯(0.72g,0.01mol)，保持反应温度在60℃左右，用TCL检测反应，直至反应底物完全消失.然后加入0.01mol氨基酸乙酯盐酸盐，室温下反应约4h.向体系内加入K2CO3固体(2.07 g,0.15mol)加热回流6h后，加入稀盐酸调节体系的PH值为强酸性，采用分液漏斗分离留下有机相后，蒸发除去剩余溶剂，所得粗产品通过柱层析分离提纯得到固体产物5(3.45g)，计算其产率约为62%，测定其熔点为289～301℃.[化合物5：IR(KBr)v:3542,3128,2988,2872,1728,1628,1513,1488,1462,1321,1236,1088cm-1;1HNMR(DMSO,400MHz):2.71(s,3H,CH3),2.82～2.85(m,4H,CH2),3.14～3.17(m,4H,CH2),5.78(d,J=6.8Hz,2H,CH2),8.19(m,1H,ArH),9.03(s,1H),13.97(s,1H,COOH),14.74(s,1H,COOH);13CNMR(DMSO,100MHz):45.89,56.88,56.92,57.98,58.30,59.79,109.16,110.83(d,J=13.6Hz),123.46(d,J=7.20Hz),126.656(d,J=14.2Hz),139.23(d,J=103.6Hz),146.45(d,J=107.2Hz),153.67,165.30,169.17,178.43;MS(70eV):m/z(%)=381(M+)].

1.4 N-取代乙酸基-6-氟-7-氯-4-氧-1，4-二氢萘啶-3-羧酸衍生物的制备

图3 N-取代乙酸基-6-氟-7-氯-4-氧-1，4-二氢萘啶-3-羧酸衍生物8的合成路线

取一只圆底烧瓶(50mL)，向其中加入二氯亚砜(22mL)和二氯-5-氟烟酸(2.09g, 0.01mol)，加热回流2h后，蒸除剩余的二氯亚砜.向体系中加入5mL甲苯和乙基-3-(二甲基氨)丙烯酯(0.72g,0.01mol)，保持反应温度在60℃左右，用TCL检测反应，直至反应底物完全消失.然后加入0.01mol氨基酸乙酯盐酸盐，室温下反应约7h.向体系内加入K2CO3固体(3.08g,0.25mol)加热回流6h后，加入稀盐酸调节体系的PH值为强酸性，采用分液漏斗分离留下有机相后，蒸发除去剩余溶剂，所得粗产品通过柱层析分离提纯得到固体产物8(2.36g)，计算其产率约为68%，测定其熔点为245～257℃.[化合物8:IR(KBr)v:3487(-OH),2929(CH2),1746(C=O),1634(-Ar),1489(C=C)cm-1;1HNMR(DMSO,400MHz):5.33(s,2H,CH2),8.74(d,J=7.60Hz,1H,ArH),9.29(s,1H,C=CH),14.12(s,2H,COOH);13CNMR(DMSO,100MHz):47.89,58.88,59.92,67.98,68.30,59.80,120.16,123.83(d,J=11.6Hz),125.46(d,J=7.60Hz),129.65(d,J=11.2Hz),135.23(d,J=113.6Hz),156.45(d,J=127.2Hz),157.67,164.30,172.17,178.43;MS(70eV):m/z(%)=301(M+)].

2 结果与讨论

以上合成的3个喹啉杂环衍生物己通过碳谱、核磁氢谱、质谱、红外光谱对其结构进行表征.从化合物2的红外光谱图(图4)上可以看出，在1790～1798cm-1和1720～1745cm-1两处出现了比较明显的振动峰，这主要是羧酸官能团的特征峰，说明化合物中存在两种不同的羧酸官能团.从化合物5的红外光谱图(图5)上可以看出，化合物中羧酸官能团中羰基在1719～1748cm-1区间振动，环上羰基的振动在1627～1556cm-1.并且，在3100cm-1和3300cm-1两处没有发现N-H振动峰，说明此反应在NH上发生了氨基酸类化合物和哌嗪环取代反应，没有出现游离的振动证实了该反应在主环上发生了哌嗪环的取代反应以及氨基酸衍生物的取代反应.从化合物8的红外光谱图(图6)上很容易发现羧酸官能团的振动峰(1745～1755cm-1)、C-C双键的振动峰(1468～1492cm-1)和芳

香环的振动峰(1610～1678cm-1).

图4 化合物2的红外光谱图

图5 化合物5的红外光谱图

图6 化合物8的红外光谱图

3 结语

本文研究了喹啉杂环类衍生物的合成方法，并在合成的过程中成功地对喹啉环进行修饰，在主环上引入了具有生物活性的氨基酸分子，此过程不需要分离提纯，经过取代反应、环合、水解反应等经“一锅法”合成了具有3个喹啉杂环衍生物.该法的优点是不需要分离提纯中间产物，从而提高了产物的产率，节约成本，提高反应效率，是一种便捷、高效、经济性较好的新方法.

参考文献：

[1]王京,张磊,李文贇.喹啉衍生物的抗肿瘤活性研究进展[J].国外医药(抗生素分册),2013(2):60-70.

[2]汪燕翔,赵午莉,毕重文.N-芳乙基异喹啉衍生物的合成及其抗肿瘤活性研究[J].药学学报,2012(2):200-205.

[3]欧阳新华,曾和平,谢彦.8-羟基喹啉衍生物及其金属配合物的合成与光致发光特性[J].有机化学,2007(3):402-408.

[4]李会丽,潘宁,李奇.新型8-羟基喹啉衍生物及其金属锌配合物的制备与荧光性能[J].陕西师范大学学报(自然科学版),2011(1):54-59.

[5]孙业欣,章怡彬,刘明亮.喹啉及其相关杂环类抗疟药研究进展[J].国外医药(抗生素分册),2012(1):6-21.

[6]汪小华,丰枫,袁俊峰.催化法合成喹啉及其衍生物的研究进展[J].化工生产与技术,2009(1):34-40.