一種2-溴四氟乙基取代苯并咪唑并異喹啉酮類化合物及其制備方法

本發明屬于有機合成，具體涉及一種2-溴四氟乙基取代苯并咪唑并異喹啉酮類化合物及其制備方法。

背景技術：

1、苯并咪唑并異喹啉酮作為一類重要的含氮雜環化合物，其結構單元廣泛存在于藥物、生物活性分子和先進材料分子中。由于其良好的生物活性和潛在的治療能力和廣泛的應用前景，近年來受到了眾多有機化學家和生物學家的關注。例如，具有下列a～h化學結構的化合物：

2、

3、研究表明，化合物a與b，作為一類多取代的苯并咪唑并異喹啉酮類化合物，具有很強的抗癌作用(plos,pathog.2020,16,e1008716.)；化合物c，主要用作調節鉀離子通量(wo2005002503?a22005)；化合物d，在醫學中，常作為外周苯二氮卓類(tspo)受體配體(us4413126a,1983)；化合物e，是一種抗糖尿病藥物，被用來治療糖尿病(aust.j.chem.2001,54,529.)，化合物f和g，是一種抗炎藥和用于治療血紅蛋白病的候選藥物(j.med.chem.,2021.21.439.)；化合物h，作為一種良好的導電材料，被廣泛用于有機電子、有機太陽能電池和有機晶體管材料的制作(jphotoch.photobio.a?chem.2017,332,515.)。因此，為了進一步深入研究苯并咪唑并異喹啉酮類化合物的潛在應用價值，探索各種新方法來高效合成苯并咪唑并異喹啉酮衍生物是非常有必要的。

4、目前，苯并咪唑并異喹啉酮衍生物的合成方法主要是通過鄰苯二胺與2-(氰甲基)苯甲酸的縮合反應、2-芳基苯并咪唑和α-重氮酮酯的[4+2]環化反應以及n-(2-甲基)丙烯酰基-2-芳基苯并咪唑參與的自由基串聯環化反應來實現的，具體方法如下：

5、(1)鄰苯二胺與2-(氰甲基)苯甲酸的縮合反應合成苯并咪唑并異喹啉酮

6、1969年，schefczik課題組首次提出使用鄰苯二胺與2-(氰甲基)苯甲酸在>200℃條件下，經加成/縮合反應，以良好的產率得到了相應的苯并咪唑并異喹啉酮衍生物(liebigs?ann.chem.1969,729,83.)。較為遺憾的是，該課題組僅報道了為數不多成功的例子，并且其高溫的反應條件，進一步限制了其更為廣泛的合成應用。反應式為：

7、

8、(2)通過2-芳基苯并咪唑和α-重氮酮酯的[4+2]環化反應合成苯并咪唑并異喹啉酮

9、2018年，宋秋玲課題組提出了過渡金屬催化下使用(cp*rhcl2)2(二氯(五甲基環戊二烯基)合銠(iii)二聚體)作為催化劑，2-芳基苯并咪唑與α-重氮酮酯的[4+2]環化反應，以高達98％的產率得到了苯并咪唑并異喹啉酮化合物(chem.commun.2018,54,10240)。該反應過程中，不但使用了貴金屬催化劑(銠)，同時還使用了具有安全隱患的重氮類化合物。反應式為：

10、

11、(3)n-(2-甲基)丙烯酰基-2-芳基苯并咪唑參與的自由基串聯環化合成苯并咪唑并異喹啉酮

12、自由基串聯環化反應是一種構建復雜分子環系的有效方法，并且已被成功用于各種復雜分子的合成。n-(2-甲基)丙烯酰基-2-芳基苯并咪唑，作為一類良好的自由基接受體，也同樣被化學家們所廣泛用于合成復雜分子環系，尤其是將其用于合成苯并咪唑并異喹啉酮類化合物。2021年，魏文廷課題組，總結并歸納了n-(2-甲基)丙烯酰基-2-芳基苯并咪唑參與的自由基串聯環化反應用于合成苯并咪唑并異喹啉酮(org.biomol.chem.,2021,19,8874)。該總結進一步證明了n-(2-甲基)丙烯酰基-2-芳基苯并咪唑可作為良好的自由基受體用于合成苯并咪唑并異喹啉酮類化合物。在該方法中，所用到氟烷基自由基有：三氟甲基自由基，全氟丁基自由基，全氟戊基自由基與全氟癸烷基自由基等，但尚未見四氟乙基自由基。反應式為：

13、

14、綜上所述，人們通過鄰苯二胺與2-(氰甲基)苯甲酸的縮合反應、2-芳基苯并咪唑和α-重氮酮酯的[4+2]環化反應以及n-(2-甲基)丙烯酰基-2-芳基苯并咪唑參與的自由基串聯環化反應成功合成了苯并咪唑并喹啉酮類化合物。文獻調研結果表明，將四氟乙基基團直接引入到苯并咪唑并喹啉酮類化合物的合成方法還未有報道。因此，結合苯并咪唑并喹啉酮化合物的重要藥用價值以及向雜環化合物分子中引入四氟乙基的潛在生物活性等，探索一種新型、高效和簡便的合成方法來制備2-溴四氟乙基取代苯并咪唑并異喹啉酮類化合物是非常必要的。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種2-溴四氟乙基取代苯并咪唑并異喹啉酮類化合物及其制備方法。以n-(2-甲基)丙烯酰基-2-芳基苯并咪唑類化合物為原料，以廉價易得的brcf2cf2br為2-溴四氟乙基源，在可見光誘導和光催化劑及堿的作用下，通過烯烴的分子內自由基串聯環化反應，一步制備含有四氟乙基的苯并咪唑并異喹啉酮類化合物。本發明首次將2-溴四氟乙基基團引入到苯并咪唑并異喹啉酮分子中。該方法具有綠色安全，原料廉價易得，原子經濟性高，反應的區域選擇性好，反應條件溫和，產率高以及產物易純化等特點，屬于綠色合成。

2、為實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

3、本發明技術方案之一：提供一種2-溴四氟乙基取代苯并咪唑并異喹啉酮類化合物，結構通式如下所示：

4、

5、上式中，r1為-br或-h，r2為-h、-me或-ome。

6、本發明技術方案之二：提供一種上述2-溴四氟乙基取代苯并咪唑并異喹啉酮類化合物的制備方法，包括以下步驟：

7、以brcf2cf2br和n-(2-甲基)丙烯酰基-2-芳基苯并咪唑類化合物為反應物，溶于溶劑并加入堿和光催化劑，在可見光誘導下進行反應，制得2-溴四氟乙基取代苯并咪唑并異喹啉酮類化合物；

8、其中，n-(2-甲基)丙烯酰基-2-芳基苯并咪唑類化合物的結構式如下：

9、

10、上式中，r1為-br或-h，r2為-h、-me或-ome。

11、優選地，所述堿為nahco3或na2co3。更優選為na2co3。

12、更優選地，所述brcf2cf2br、n-(2-甲基)丙烯酰基-2-芳基苯并咪唑類化合物和堿的摩爾比為(1.0～2.0):(1.0～2.0):(1.0～3.0)。最優選的摩爾比為1.0:1.5:2.0。

13、優選地，所述溶劑包括乙腈(ch3cn)、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)或丙酮(acetone)。更優選為乙腈。

14、優選地，所述光催化劑為貴金屬催化劑或有機染料催化劑，光催化劑的加入量為所述brcf2cf2br摩爾量的1～3％。

15、更優選地，所述貴金屬催化劑為三(2-苯基吡啶)合銥(fac-iriii(ppy)3)；所述有機染料催化劑為2,4,5,6-四(9-咔唑基)-間苯二腈(4czipn)。最優選為4czipn。

16、優選地，所述可見光的波長為390～460nm(藍光)，功率為5～10w。功率更優選為10w。

17、優選地，所述反應的時間為12～36h。更優選為24h。

18、本發明的有益技術效果如下：

19、(1)本發明首次將brcf2cf2br用于n-(2-甲基)丙烯酰基-2-芳基苯并咪唑類化合物參與的分子內自由基串聯環化反應，合成了2-溴四氟乙基取代苯并咪唑并異喹啉酮類化合物。該方法在構建苯并咪唑并異喹啉酮的同時，將2-溴四氟乙基基團直接引入到苯并咪唑并異喹啉酮化合物中，為2-溴四氟乙基取代苯并咪唑并異喹啉酮類化合物的合成提供了一種新方法。

20、(2)本發明所用brcf2cf2br是一種無毒無味且廉價易得的工業原料，與其他氟化試劑相比，價格低廉、容易獲得和原子經濟性高是其最大的優點。

21、(3)本發明提供的合成方法具有高度的區域選擇性，經1h?nmr，13c?nmr，19f?nmr及高分辨質譜檢測，得到的都是2-溴四氟乙基取代苯并咪唑并異喹啉酮類化合物，產品純度高。同時該合成方法還具備反應步驟短、原子利用率高、操作簡單、反應條件溫和以及反應產率高等優點，并且使用可見光照射產生自由基，實現了綠色合成。