本发明涉及一种无过渡金属催化碳氢活化乙酰氧基化的方法，具体涉及一种碘化钠控制的区域选择性乙酰氧基化的制备方法。
背景技术：
嘧啶和嘌呤是最重要的天然杂芳族化合物。它们是一类具有广泛生物活性的化合物，存在于核苷(嘧啶尿嘧啶，胸腺嘧啶，胞嘧啶和嘌呤腺嘌呤和鸟嘌呤)及其各自的聚合物、dna和rna中。这是遗传信息传输和活细胞正常功能的基础。而由于7-去氮嘌呤的骨架与嘌呤的骨架极为相似，因此它们经常替代dna和rna的碱基，并被用于核酸测序。其中最重要的是荧光碱基的合成，该荧光碱基可用作遗传分析中的分子信号装置，使其可以轻松直接地进行dna和rna分析。
此外，吡咯并[2,3-d]嘧啶是许多蛋白激酶的atp竞争性抑制剂的重要结构片段，例如jak、btk、tam、igf-1r、c-kit、ret、chk1和许多其他丝氨酸-苏氨酸激酶。最近，吡咯并[2,3-d]嘧啶衍生物已被证实用于杀菌剂、受体拮抗剂、抗癌和抗病毒核苷类药物(chemrev,2016,116,80-139；medresrev,2017,37,1429-1460；expertopintherpat,2017,27,1305-1318；currmedchem,2017,24,2059-2085.)。
传统的碳氢活化乙酰氧基化反应一般都需要使用pd、rh、ru等贵金属催化剂，不仅价格昂贵，成本高，而且存在较大的环境污染，具有很大的局限性，不适合规模化生产。(greenchem,2019,21,2670-2676；rscadvances,2015,5,57472-57481.)。
因此，从原料易得性、原子的经济性还是从合成方法的角度来讲，如何开发出一种无过渡金属催化的“一锅法”高选择性乙酰氧基化反应是目前亟待解决的重大技术问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于如何提供一种无过渡金属催化的吡咯并[2,3-d]嘧啶衍生物碳氢活化乙酰氧基化方法，该方法利用碘化钠控制区域选择性，对吡咯并[2,3-d]嘧啶衍生物高效地定点引入乙酰氧基，解决以往修饰吡咯并[2,3-d]嘧啶类分子步骤繁琐的问题。
本发明的技术方案如下：
第一方面，本发明公开了一种吡咯并[2,3-d]嘧啶衍生物碳氢活化乙酰氧基化方法，包括：将原料式(i)所示化合物、醋酸碘苯、碘化钠溶于醋酸酐中，升温至50～80℃(优选为70℃)搅拌反应4～7h(优选为6h)，再经过后处理制得产物式(ii)所示化合物(收率为73％～93％)；
式(i)和式(ii)中，r为h或所在苯环上的一个或多个取代基，所述取代基独立地选自ch3、och3、f、cl、cn、cf3或t-bu；
r1为h或所在氮原子上的一个取代基，所述取代基选自c1-c6烷基、苄基或2-(三甲硅烷基)乙氧甲基(sem)。所述“c1-c6烷基”指含有1～6个碳原子的直链或支链饱和烷烃。
优选地，所述式(i)所述化合物、醋酸碘苯、碘化钠物质的量比为1:3:2。在优选的原料用量比、反应温度、反应时间条件下，产物的收率最高。
所述醋酸酐的体积用量以式(i)所示化合物的质量计为20～35ml/g。
所述后处理的方法为：反应结束后，反应液用乙酸乙酯萃取，萃取液经饱和氯化钠溶液洗涤、无水硫酸钠干燥，过滤，滤液浓缩后进行柱层析，以石油醚/乙酸乙酯体积比为4:1的混合溶剂为洗脱剂，收集含目标化合物的洗脱液，蒸除溶剂并干燥得产物。
第二方面，本发明还公开了一种吡咯并[2,3-d]嘧啶衍生物碳氢活化乙酰氧基化方法，包括：将原料式(i)所示化合物、醋酸碘苯溶于醋酸酐中，升温至90～110℃(优选为100℃)搅拌反应10～14h(优选为12h)，再经过后处理制得产物式(iii)所示化合物(收率为35％～85％)；
式(i)和式(iii)中，r为h或所在苯环上的一个或多个取代基，所述取代基独立地选自ch3、och3、f、cl、cn、cf3或t-bu；
r1为h或所在氮原子上的一个取代基，所述取代基选自c1-c6烷基、苄基或2-(三甲硅烷基)乙氧甲基(sem)。所述“c1-c6烷基”指含有1～6个碳原子的直链或支链饱和烷烃。
所述式(i)所述化合物、醋酸碘苯物质的量比为1:3。在优选的原料用量比、反应温度、反应时间条件下，产物的收率最高。
所述醋酸酐的体积用量以式(i)所示化合物的质量计为20～35ml/g。
所述后处理的方法为：反应结束后，反应液用乙酸乙酯萃取，萃取液经饱和氯化钠溶液洗涤、无水硫酸钠干燥，过滤，滤液浓缩后进行柱层析，以石油醚/乙酸乙酯体积比为4:1的混合溶剂为洗脱剂，收集含目标化合物的洗脱液，蒸除溶剂并干燥得产物。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明方法属于无过渡金属催化的“一锅法”反应，具有反应操作简便、条件温和、所用试剂廉价易得、反应选择性好以及收率高等诸多优点，本发明方法所得相应产物的收率高达93％。
(2)本发明在不加入过渡金属催化剂的条件下，即可实现对吡咯并[2,3-d]嘧啶衍生物进行定点修饰引入乙酰氧基，并且可通过加入或不加入碘化钠来控制不同位点的乙酰氧基化反应，使得反应路线大大缩短。
(3)本发明方法制得的乙酰氧基化吡咯并[2,3-d]嘧啶衍生物产物可作为嘌呤的生物电子等排体，用于核酸检测。部分衍生物在特定条件下会发出荧光，可作为荧光碱基用作遗传分析中的分子信号装置，使其可以直接地进行dna和rna分析。本方法制得的吡咯并[2,3-d]嘧啶衍生物具有重要的药理活性，可作为抗炎药和抗癌药的先导化合物。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不仅限于此。
实施例1
将7-甲基-4-苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(42mg,0.2mmol)，醋酸碘苯(193mg,0.6mmol)，碘化钠(60mg,0.4mmol)，溶解在1ml的醋酸酐溶剂中，70℃下搅拌6小时，用乙酸乙酯萃取，饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，柱层析，得产物5-乙酰氧基-7-甲基-4-苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶48mg，收率为89％，产物为淡黄色固体。
mp:128-131℃，1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.98(s,1h),7.89-7.82(m,2h),7.52(dd,j＝5.2,2.0hz,3h),7.26(s,1h),3.92(s,3h),2.03(s,3h).13cnmr(126mhz,cdcl3)δ168.70,158.54,151.74,148.28,139.88,134.88,129.41,128.82,126.93,119.15,108.47,31.07,20.65.hrms-esicalculatedforc15h13n3o2[m+h]+268.1086,found268.1082.
实施例2
将7-甲基-4-苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(42mg,0.2mmol)，醋酸碘苯(193mg,0.6mmol)，溶解在1ml的醋酸酐溶剂中，100℃下搅拌12小时，用乙酸乙酯萃取，饱和氯化钠溶液洗涤，无水硫酸钠干燥，过滤，浓缩，柱层析，得产物7-甲基-4-(2-乙酰氧基)苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶37mg，收率为69％，产物为黄色粘稠液体。
1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.97(s,1h),7.79–7.78(m,1h),7.63–7.53(m,1h),7.42(t,j＝1.2hz,1h),7.28(t,j＝4.9hz,1h),7.22(d,j＝3.6hz,1h),6.57(d,j＝3.6hz,1h),3.93(s,3h),2.07(s,3h).13cnmr(126mhz,cdcl3)δ169.30,155.67,151.50,151.26,148.38,131.24,130.54,129.89,126.15,123.45,117.16,100.26,31.22,20.94.hrms-esicalculatedforc15h13n3o2[m+h]+268.1086,found268.1085.
实施例3
按实施例1所述方法，不同的是所用底物为7-甲基-4-(4-甲基)苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(45mg,0.2mmol)，得产物5-乙酰氧基-7-甲基-4-(4-甲基)苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶44mg，产率为78％，产物为淡黄色固体。
mp:155-157℃，1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.95(s,1h),7.80–7.73(m,2h),7.32(d,j＝7.9hz,2h),7.25(s,1h),3.90(s,3h),2.45(s,3h),2.06(s,3h).13cnmr(126mhz,cdcl3)δ168.70,158.54,151.74,148.28,139.88,134.88,129.41,128.82,126.93,119.15,108.47,31.07,21.44,20.65.hrms-esicalculatedforc16h15n3o2[m+h]+282.1242,found282.1232.
实施例4
按实施例2所述方法，不同的是所用底物为7-甲基-4-(4-甲基)苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(45mg,0.2mmol)，得产物7-甲基-4-(2-乙酰氧基-4-甲基)苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶39mg，收率为69％，产物为黄色粘稠液体。
1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.94(s,1h),7.68(d,j＝7.8hz,1h),7.23–7.20(m,1h),7.19(d,j＝3.5hz,1h),7.08(s,1h),6.56(d,j＝3.6hz,1h),3.90(s,3h),2.45(s,3h),2.06(s,3h).13cnmr(126mhz,cdcl3)δ169.36,155.71,151.41,151.16,148.21,141.13,130.98,129.68,127.88,126.95,123.91,117.02,100.28,31.13,21.26,20.90.hrms-esicalculatedforc16h15n3o2[m+h]+282.1242,found282.1249.
实施例5
按实施例1所述方法，不同的是所用底物为7-甲基-4-(4-氯)苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(49mg,0.2mmol)，得产物5-乙酰氧基-7-甲基-4-(4-氯)苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶56mg，收率为93％，产物为淡黄色固体。
mp:162-165℃，1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.96(s,1h),7.87–7.79(m,2h),7.52–7.48(m,2h),7.31(s,1h),3.91(s,3h),2.09(s,3h).13cnmr(126mhz,cdcl3)δ168.52,157.07,151.75,148.31,136.18,136.06,130.87,128.35,126.74,119.56,108.46,31.15,20.68.hrms-esicalculatedforc15h12cln3o2[m+h]+302.0696,found302.0691.
实施例6
按实施例2所述方法，不同的是所用底物为7-甲基-4-(4-氯)苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(49mg,0.2mmol)，得产物7-甲基-4-(4-氯-2-乙酰氧基)苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶40mg，收率为67％，产物为黄色粘稠液体。
1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.99(s,1h),8.08(d,j＝2.0hz,1h),7.78(m,1h),7.41(d,j＝8.5hz,1h),7.26(d,j＝3.6hz,1h),6.54(d,j＝3.6hz,1h),3.93(s,3h),2.08(s,3h).13cnmr(126mhz,cdcl3)δ168.68,153.97,151.56,151.24,150.84,131.58,130.51,128.65,128.42,127.43,124.18,117.06,99.79,31.24,20.83.hrms-esicalculatedforc15h12cln3o2[m+h]+302.0696,found302.0691.
实施例7
按实施例1所述方法，不同的是所用底物为4-苯基-7-丙基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(47mg,0.2mmol)，得产物5-乙酰氧基-4-苯基-7-丙基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶50mg，收率为84％，产物为淡黄色固体。
1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.95(s,1h),7.87-7.82(m,2h),7.50(p,j＝3.0,2.4hz,3h),7.30(s,1h),4.27(t,j＝7.2hz,2h),2.02(s,3h),1.92(dt,j＝14.7,7.4hz,2h),0.98(t,j＝7.4hz,3h).13cnmr(126mhz,cdcl3)δ168.56,158.45,151.59,147.98,137.71,129.62,129.41,128.05,126.89,118.26,108.59,46.18,23.47,20.54,11.27.hrms-esicalculatedforc17h17n3o2[m+h]+296.1394,found296.1392.
实施例8
按实施例2所述方法，不同的是所用底物为4-苯基-7-丙基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(47mg,0.2mmol)，得产物7-丙基-4-(2-乙酰氧基)苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶38mg，收率为65％，产物为黄色粘稠液体。
1hnmr(600mhz,cdcl3)δ8.94(s,1h),7.79(d,j＝7.6hz,1h),7.51(t,j＝7.8hz,1h),7.39(t,j＝7.5hz,1h),7.27(t,j＝8.7hz,1h),7.24(d,j＝3.5hz,1h),6.55(d,j＝3.5hz,1h),4.28–4.24(m,2h),2.05(s,3h),1.92(h,j＝7.3hz,2h),0.95(t,j＝7.4hz,3h).13cnmr(151mhz,cdcl3)δ169.31,155.54,151.17,151.06,148.35,131.23,130.86,130.49,128.99,126.14,123.44,117.17,100.10,46.32,23.55,20.92,11.30.hrms-esicalculatedforc17h17n3o2[m+h]+296.1394,found296.1393.
实施例9
按实施例1所述方法，不同的是所用底物为7-甲基-4-(3,4-二氟)苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(49mg,0.2mmol)，得产物5-乙酰氧基-4-(3,4-二氟)苯基-7-甲基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶49mg，收率为80％，产物为淡黄色固体。
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实施例10
按实施例2所述方法，不同的是所用底物为7-甲基-4-(3-甲氧基)苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(48mg,0.2mmol)，得产物7-甲基-4-(2-乙酰氧基-5-甲氧基)苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶37mg，收率为63％，产物为黄色粘稠液体。
1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.96(s,1h),7.29(d,j＝3.1hz,1h),7.21(d,j＝3.6hz,1h),7.18(d,j＝8.9hz,1h),7.04(m,1h),6.58(d,j＝3.5hz,1h),3.91(s,3h),3.86(s,3h),2.03(s,3h).13cnmr(126mhz,cdcl3)δ169.63,157.31,155.45,151.46,151.21,141.82,131.45,129.92,124.23,117.07,116.16,115.75,100.27,55.76,31.19,20.84.hrms-esicalculatedforc16h15n3o3[m+h]+298.1191,found298.1191.
实施例11
按实施例1所述方法，不同的是所用底物为7-甲基-4-(4-氰基)苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(47mg,0.2mmol)，得产物5-乙酰氧基-4-(4-氰基)苯基-7-甲基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶40mg，收率为68％，产物为淡黄色固体。
mp:182-185℃，1hnmr(500mhz,cdcl3)δ9.00(s,1h),8.02–7.99(m,2h),7.84–7.81(m,2h),7.38(s,1h),3.94(s,3h),2.08(s,3h).13cnmr(126mhz,cdcl3)δ168.26,163.57,155.95,151.78,142.10,132.33,131.81,130.40,130.25,126.56,120.14,113.34,31.23,20.64.hrms-esicalculatedforc16h12n4o2[m+h]+293.1038,found293.1035.
实施例12
按实施例2所述方法，不同的是所用底物为7-甲基-4-(4-氰基)苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(47mg,0.2mmol)，得产物7-甲基-4-(2-乙酰氧基-4-氰基)苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶40mg，收率为69％，产物为黄色粘稠液体。
1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.99(s,1h),7.91(d,j＝8.0hz,1h),7.71(dd,j＝8.0,1.5hz,2h),7.60(d,j＝1.5hz,1h),7.31–7.26(m,1h),6.52(d,j＝3.6hz,1h),3.95(s,3h),2.09(s,3h).13cnmr(101mhz,cdcl3)δ168.63,153.46,151.62,151.23,148.53,135.66,132.22,130.83,129.71,127.41,117.62,117.04,114.05,99.71,31.35,20.80.hrms-esicalculatedforc16h12n4o2[m+h]+293.1033,found293.1042.
实施例13
按实施例1所述方法，不同的是所用底物为7-甲基-4-(3-氰基)苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(47mg,0.2mmol)，得产物5-乙酰氧基-4-(3-氰基)苯基-7-甲基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶50mg，收率为85％，产物为淡黄色固体。
mp:120-122℃，1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.99(s,1h),8.23(t,j＝1.4
hz,1h),8.21–8.17(m,1h),7.82–7.80(m,1h),7.66(t,j＝7.8hz,1h),7.42(s,1h),3.94(s,3h),2.15(s,3h).13cnmr(126mhz,cdcl3)δ168.19,163.54,155.50,151.74,138.89,133.93,133.83,133.44,133.34,132.98,129.14,126.52,120.04,112.31,31.22,20.63.hrms-esicalculatedforc16h12n4o2[m+h]+293.1038,found293.1036.
实施例14
按实施例1所述方法，不同的是所用底物为7-甲基-4-(2-甲氧基)苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(47mg,0.2mmol)，得产物5-乙酰氧基-4-(2-甲氧基)苯基-7-甲基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶50mg，收率为85％，产物为淡黄色液体。
1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.97(s,1h),7.34(s,1h),7.33–7.28(m,3h),7.14(s,1h),3.91(s,3h),2.24(s,3h),1.72(s,3h).13cnmr(126mhz,cdcl3)δ169.02,159.31,151.77,148.00,136.82,136.47,130.27,129.36,128.89,127.15,125.26,119.24,110.15,31.03,19.79,19.57.hrms-esicalculatedforc16h15n3o3[m+h]+298.1191,found298.1189.
实施例15
按实施例2所述方法，不同的是所用底物为7-甲基-4-(3-氯)苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(47mg,0.2mmol)，得产物7-甲基-4-(2-乙酰氧基-5-氯)苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶50mg，收率为83％，产物为黄色粘稠液体。
1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.97(s,1h),7.77(d,j＝2.6hz,1h),7.48(dd,j＝8.7,2.6hz,2h),7.25(d,j＝3.6hz,1h),7.22(d,j＝8.7hz,1h),6.57(d,j＝3.6hz,1h),3.93(s,3h),2.06(s,3h).13cnmr(126mhz,cdcl3)δ169.04,154.10,151.55,151.22,146.83,132.32,131.57,131.01,130.38,130.32,124.85,117.00,99.96,31.26,20.86.hrms-esicalculatedforc15h12cln3o2[m+h]+302.0691,found302.0677.
实施例16
按实施例1所述方法，不同的是所用底物为7-甲基-4-(3-三氟甲基)苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶(56mg,0.2mmol)，得产物5-乙酰氧基-4-(3-三氟甲基)苯基-7-甲基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶52mg，收率为77％，产物为淡黄色固体。
mp:123-125℃，1hnmr(500mhz,cdcl3)δ8.98(s,1h),8.18–8.10(m,2h),7.78(d,j＝7.8hz,1h),7.67(t,j＝7.8hz,1h),7.39(s,1h),3.92(s,3h),2.06(s,3h).13cnmr(126mhz,cdcl3)δ168.43,156.55,151.74,148.23,138.48,132.84,130.45(jc-f＝32.76hz),128.84,126.72,126.56(jc-f＝7.53hz),126.40(jc-f＝7.56hz),124.08(jc-f＝136.71hz),119.77,108.42,31.17,20.39.hrms-esicalculatedforc16h12f3n3o2[m+h]+336.0960,found336.0947.
对比例1
与实施例1所述方法基本一致，除了不添加碘化钠，无法得到实施例1所述化合物5-乙酰氧基-7-甲基-4-苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶。
对比例2
与实施例1所述方法基本一致，除了添加碘化钠(36mg,0.24mmol)，得到产物5-乙酰氧基-7-甲基-4-苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶37mg，收率为70％，产物为淡黄色固体。
对比例3
与实施例1所述方法基本一致，除了用碘化钾(66mg，0.4mmol)代替碘化钠用作添加剂，几乎无法得到实施例1所述化合物5-乙酰氧基-7-甲基-4-苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶。
对比例4
与实施例1所述方法基本一致，除了用的碘化亚铜(76mg，0.4mmol)代替碘化钠用作添加剂，得产物5-乙酰氧基-7-甲基-4-苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶26mg，收率为49％，产物为淡黄色固体。并且产生副产物5-碘-7-甲基-4-苯基-7h-吡咯并[2,3-d]嘧啶30mg，产率为45％。