[发明专利]一种4-氰基-2-二氟甲基取代的喹啉类化合物及合成方法

说明书

本发明提供一种4‑氰基‑2‑二氟甲基取代的喹啉类化合物及合成方法。该合成反应中，在光催化剂的作用下，以邻位烯基芳基异腈为底物，与二氟甲基三苯基溴化磷反应，合成4‑氰基‑2‑二氟甲基取代的喹啉类化合物。合成的4‑氰基‑2‑二氟甲基取代的喹啉类化合物中含有喹啉环、二氟甲基及氰基官能团，且喹啉环、二氟甲基及氰基官能团在生物医药方面有着优越的活性，为药物的设计与合成提供了有效的思路。本发明提供的合成方法操作简单、底物普适性好，具有步骤经济性。

技术领域

本发明涉及有机化学合成技术领域，尤其涉及一种4-氰基-2-二氟甲基取代的喹啉类化合物及合成方法。

背景技术

喹啉类化合物在医药、材料以及染料等方面有着广泛的应用。如2-氟烷基化喹诺林不仅可作为抗原生动物药物、抗结核药、PDE4抑制剂、心血管药、VR1受体拮抗剂和抗感染药等，还可作为金属催化反应的配体。另外，很多抗疟疾药、杀虫剂、消炎药、抗抑郁药中都含有喹啉骨架，且喹啉骨架也是一些生物碱全合成的重要中间体。因此，以简单底物出发合成喹啉化合物或直接对喹啉骨架修饰引入多种取代基吸引了化学工作者的浓厚的兴趣。

通过对喹啉分子结构的逆合成分析得知，合成喹啉骨架的关键步骤在于吡啶环的构建。而碱催化的多米诺反应、过渡金属催化的环化反应或自由基环化反应均能够实现邻位烯基芳基异腈构建氮杂环化合物，因此，通过邻位烯基芳基异腈自由基反应能够合成喹啉类骨架。

有机氟化合物因其独特的代谢稳定性、亲脂性和生物学特性而广泛应用于医学、农业以及生命和材料科学领域，因此，开发新的合成方法将氟或氟烷基团引入有机分子具有重要意义。在过去的几十年里，利用温和条件将二氟甲基引入有机分子中得到了广泛的研究。其中，二氟甲基自由基与不饱和烃的加成反应是引入二氟甲基常用的策略之一。可见光具有绿色、清洁、可持续等优点。最近，光氧化还原催化已成为自由基反应的一种强有力的策略。这一过程的关键特征是可见光能够通过光催化剂激发然后单电子转移来引发有机反应。因此，化学工作者们努力开发利用可见光氧化还原反应实现二氟甲基化的反应。氰基是一类具有较强吸电子性的取代基，其能够作为羰基的等排体，以改变一些小分子的物理性质，进而增强与靶向蛋白的相互作用，提高其药物活性。由此，综合考虑有机氟化合物代谢稳定性等的特性以及氰基提高药物活性的特性，如何以邻位烯基芳基异腈为底物合成含二氟甲基和氰基的喹啉类化学物成为人们亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种4-氰基-2-二氟甲基取代的喹啉类化合物及合成方法，实现以邻位烯基芳基异腈为底物合成含二氟甲基和氰基的喹啉类化学物。

本申请提供一种4-氰基-2-二氟甲基取代的喹啉类化合物，该化合物具有如Ⅰ所示的结构通式：

其中，R¹选自环烷基、苯基、杂芳基或取代的苯基，杂芳基为吡啶基、噻吩基、呋喃基中的一种、两种或三种；苯基上的取代基为C1-C5烷基、烷氧基、三氟甲基、氰基、硝基、F、Cl、Br、I中的一种、两种或三种；

R²选自C1-C5氢、烷基、烷氧基、三氟甲基、氰基、硝基、F、Cl、Br、I中的一种、两种或三种。

基于上述式Ⅰ的化合物，本申请还提供了一种4-氰基-2-二氟甲基取代的喹啉类化合物的合成方法，该方法包括：

S01：在反应器中依次加入邻位烯基芳基异腈、二氟甲基三苯基溴化磷、光催化剂和溶剂。

按照预定比例分别量取邻位烯基芳基异腈、二氟甲基三苯基溴化磷、光催化剂和溶剂。在反应器中依次加入邻位烯基芳基异腈、二氟甲基三苯基溴化磷、光催化剂和溶剂。在本申请中，邻位烯基芳基异腈和二氟甲基三苯基溴化磷的摩尔比为1:1.1-2。光催化剂的用量为邻位烯基芳基异腈用量的2mol％。溶剂用量为每毫摩尔邻位烯基芳基异腈用溶剂0.5-10mL。较为优选地，邻位烯基芳基异腈和二氟甲基三苯基溴化磷的摩尔比为1:1.5。