一种苯并[b]芴酮系列化合物的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属有机化学技术领域，具体涉及一种苯并[b]芴酮系列化合物的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 基于芴并环结构的化合物由于含有较大的π共辄体系，因而具有良好的潜 在光电功能特性，目前，含芴结构的小分子化合物或聚合物已被广泛用作光电功能材 料领域（（a)Shimizu,A. ;Tobe，Y.Angew.Chem.Int.Ed. 2011，50, 6906; (b)Allard，S.; Forster,M. ；Souharce,B. ；Thiem,H. ；Scherf,U.Angew.Chem.Int.Ed. 2008, 47, 4070 ； (c)J.E.Anthony,Chem.Rev. 2006, 106, 5028 ； (d)J.E.Anthony,Angew.Chem.Int. Ed. 2008, 47, 452.)。
[0003] 含芴并环结构的化合物在医药工业中也有十分重要的应用。例如，苯并芴醇是一 种很好的抗疟药，对恶性疟疾有很好的治疗作用（时云林，丁德本，崔世斌等，复方苯芴并 醇治疗索马里恶性疟的疗效观察[J]，中国寄生虫病防治杂志，1999,12 (3) :173-174);吴 达龙等发现苯并芴的衍生物对乳腺癌有很好的治疗作用（吴达龙，吕焕章，黄丰等，苯并芴 醇衍生物LY980503逆转入乳腺癌多药耐药细胞株MCF/D0M对多柔比星的耐药性[J]，中国 药理与毒物学杂志，2002,16 (3) : 211-215)。
[0004] 将芴环的9-位的亚甲基氧化得到的化合物，9-芴酮类衍生物也广泛应用于 药物及药物合成中。例如，9-芴酮在医药工业中可以用于合成抗癌药、交感神经抑制 剂和止痉挛剂等（杨威，高占先，李令东，芴衍生物的合成及研究进展[J]，辽宁化工， 2004,33(2) :88-91.);具有芴并环结构的化合物苯并[b]芴酮在医药工业中用作抗菌 素醌那霉素的生物合成的重要前体（6〇111(1，3.;161￥；[116，(113；[00找311；^16(1.016111· Lett. 1995, 6, 51.)。此外在农业上，芴骨架结构广泛存在于杀虫剂、除草剂和植物生长调节 剂，其中最重要的是9-芴羧酸酯类衍生物（杨威，高占先，李令东.芴衍生物的合成及研究 进展[J]·辽宁化工，2004,33(2):88-9L)。
[0005] 因此，研究和发展一些简单有效的方法合成芴类多环化合物具有十分重要的 科学意义和应用价值。然而，文献报道的合成此类化合物的方法却十分有限，并且反应 都存在着一些局限性。例如，2000年前后，Saci等人将化合物3-芳基基-1-(2-(2-芳 乙炔基）苯基）炔丙基-2-醇加热到170Γ，使其在高温下发生自由基热芳构化反应， 合成 了苯并[b]荷类化合物（(a)Rodriguez,D. ;Castedo,L. ;Dominguez,D. ;Sa0,C. TetrahedronLett. 1999,40,7701. (b)Rodriguez,D. ；Navarro,A. ；Castedo,L.； Dominguez,D. ；Saa,C.Org.Lett. 2000, 2, 1497. (c)Rodriguez,D. ；Navarr〇-Vazquez,A.； Castedo,L. ;Dominguez,D. ;Sa0，C.TetrahedronLett. 2002, 43, 2717)。2004 年，该小组 报道将1-(2-(苯基乙炔基）苯基）-3-(三甲基甲硅烷）丙-2-炔-1-酮类化合物在甲 苯中加热到150°C，可发生分子内的脱氢自由基环合反应，合成苯并[b]荷和苯并[c]荷 类衍生物(Rodriguez,D. ；Martlnez-Esperon,Μ. ；Navarro-Vazquez,A. ；Castedo,L.； Dominguez，D. ;Sa0，C. ;J.Org.Chem. 2004, 69,3842.) ;2008 年，Cheng等人利用芳香的乙 醛肟醚类和芳基卤代物在甲苯中回流温度下，通过钯催化双碳氢键活化Heck环化反应 直接构建荷酮类衍生物（Thirunavukkarasu，V. ;Parthasarathy，K. ;Cheng，C. ;Angew. Chem.Int.Ed. 2008, 47, 9462)。此几种方法需要将反应物加热到比较高的温度才能发生 转化，条件比较苛刻，并且反应时间较长，高温下对官能团的兼容性比较差，难以大规模地 生产和应用。华东师范大学的张俊良教授报道利用过渡金属三氯化金和三氟甲磺酸银 共同催化的分子内串联反应合成苯并[a]荷衍生物（Liu，L. ;Zhang，J.Angew.Chem.Int. Ed. 2009, 48, 6093.)。通过该方法所得产物收率50-73 %，化学选择性较好，不过该反应对底 物官能团的要求比较专一，该文献中也仅报道了四例实施案例。
[0006] 最近我们小组发展了新的方法，在非常温和的条件下可以快速合成苯并芴类化合 物。我们采用3-芳基基-1-(2-(2-芳乙炔基）苯基）炔丙基-2-醇作为反应底物，使其在 过渡金属银盐作为催化剂的条件下，可与卤素亲电试剂在室温下发生成环反应，一锅法高 效率、高化学选择性地制得含卤素的苯并芴醇衍生物。所得的产物中的卤素原子还可以在 钯催化剂的作用下继续发生偶联反应，在产物分子骨架上引入多样性的有机官能团。（(a) Chen，Z. ;Zeng.M. ;Yuan，J. ;Yang，Q. ;Peng，Y. ;0rg.Lett.2012，14,3588. (b)陈知远，曾 梦静，杨琴，彭以元，中国专利，ZL201210144087. 0)。
[0007] 此反应要用到过渡金属作为催化剂，因而在工业级大规模应用中有可能存在重 金属离子微量残留的问题。为了解决这个问题，最近，我们通过研究发现，利用1，1-二苯 基-3-(2-(对甲苯基乙炔基）苯基）丙-2-炔-1-醇作为反应底物，可在有机氧化剂的作 用下，无需任何金属催化剂即可氧化环化反应，高化学选择性、高效率地合成苯并芴酮系列 化合物。本方法反应条件温和、操作简便，无需贵重金属元素催化剂，成本较低、副反应少、 产品纯度高、便于分离提纯，可适合于较大规模的制备，所得产物具有良好的光电功能特性 以及潜在的生物和药物活性，因此可应用于光电功能材料、生物医药和农药领域，具有非常 好的应用前景。
【发明内容】
[0008] 本发明目的在于提供一种苯并[b]芴酮的制备方法。本方法反应条件温和、操作 简便、成本较低、副反应少、产品纯度高、便于分离提纯，可适合于较大规模的制备。紫外 吸收光谱测试表明产物最大吸收峰位于380-400nm，荧光发射表明产物的荧光发射峰位于 460-540nm范围，是一类潜在的蓝绿色荧光发射材料，具有良好的光电功能特性以及潜在的 生物或药物活性的化合物，有望在光电功能材料、生物医药和农药领域具有非常好的应用 前景。
[0009] 本发明是这样实现的，一种苯并[b]芴酮系列化合物的制备方法，其特征在于方 法步骤为：采用1，1-二苯基-3-(2-(对甲苯基乙炔基）苯基）丙-2-炔-1-醇作为反应底 物，在氧化剂作用下在有机溶剂中发生氧化环化反应，反应温度80°C，反应时间为12h，高 效地合成苯并[b]芴酮系列化合物，反应完毕，加入饱和碳酸钠溶液洗涤除去酚类还原产 物，粗产品在乙醇中重结晶法即可纯品。
[0010] 反应所使用的氧化剂为有机化合物氧化剂，包括叔丁基过氧化氢（TPHP)、或者 二叔丁基过氧化物（DTBP)、或者过氧化氢（30%)、或者过硫酸钾、或者氧气（02)、或者苯 醌（BQ)、或者2, 3, 5, 6-四甲基环-2, 5-二烯-1，4-二酮、或者2, 5-二氯环己-2, 5-二 烯-1,4-二酮、或者 2, 3-二氯-5, 6-二氰基-1,4-苯醌（DDQ)，或者 3,3'，5,5'-四-叔 丁基-[1，1'-双（环己基）]_2,2<，5,5'-四烯 _4,4'-二酮。
[0011]其中以 2, 5_ 二氣环己 _2, 5_ 二稀-1，4_ 二酬、2, 3_ 二氣 _5, 6_ 二氛基 _1，4_ 苯醒 (DDQ)反应效果最佳。
[0012] 底物1，1-二苯基-3-(2-(对甲苯基乙炔基）苯基）丙-2-炔-1-醇与氧化剂的 摩尔数比例为1:1。
[0013] 反应体系所使用的有机溶剂为二氯甲烷、三氯甲烷，1，2-二氯乙烷，乙腈，或甲苯。 其中以乙腈作为溶剂时反应效果最佳。
[0014] 反应所得的化合物具有比较明显的光电特性，紫外吸收光谱测试表明产物最大吸 收峰位于380-400nm，荧光发射表明产物的荧光发射峰位于460-540nm范围，是一类潜在的 蓝绿色荧光发射材料；同时，由于苯并[b]芴酮衍生物亦可用作抗菌素醌那霉素的生物合 成的重要前体，因此此方法所得的产品在光电功能材料领域以及生物医药以及农药等领域 具有潜在的应用前景。
[0015] 反应体系所使用的有机溶剂为乙腈。
[0016] 反应方程式如下：
[0018] 其中R1、!?2、!?3和R4为氢或烷基、烷氧基等各种供电子基团，或者氟、氯、溴、三氟甲 基、硝基、酯基以及氰基等各种吸电子基团。
[0019] 具体操作：在一个装有磁力搅拌子的25mL反应瓶中，加入氧化剂 DDQ(0. 4mmol，1.Oeq. )、1，1-二苯基-3-(2-(对甲苯基乙炔基）苯基）丙-2-炔-1-醇 (0. 4mmol, 1.Oeq.)和乙腈（4mL)，氮气保护。反应液先在室温下搅拌lOmin后升温至80°C， 反应约12h，薄板层析（TLC)检测至反应完全。将反应液冷却至室温，加入5mL乙酸乙酯稀 释反应液，加入l〇ml饱和Na2C03溶液洗涤反应液三次，然后用饱和NaCl溶液洗涤反应液一 次，浓缩得粗产品。粗产物在乙醇中重结晶即可得到纯净的苯并[b]芴酮衍生物。
[0020] 在本发明中，反应的原子经济性很高，反应物1，1-二苯基-3-(2-(对甲苯基乙炔 基）苯基）丙-2-炔-1-醇）与氧化剂（DDQ)的比例为1 :1就能非常顺利地进行，由此反 应体现出良好的绿色化。同时，反应操作简便，无需柱层析或其他分离设备，产物收率高，化 学选择性优秀，所得的产物在材料科学领域或生物农药领域具有潜在的应用前景。
【附图说明】
[0021] 图1为10-苯基-5-(对甲苯基）-11Η-苯并[b]芴-11-酮化合物2b的单晶结构 图。
[0022] 图2为10-苯基-5-(对甲苯基）-11H-苯并[b]芴-11-酮化合物2b的单晶结构 对应的化合物分子结构图。
[0023] 图3为10-对氟苯基-5-(对甲苯基）-11Η-苯并[b]芴-11-酮化合物2f的单晶 结构图。
[0024] 图4为10-苯基-5-(对甲苯基）-11Η-苯并[b]芴-11-酮化合物2f的单晶结构 对应的化合物分子结构图。
【具体实施方式】
[0025] 如图1、图2所示，下面的实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制本发明的 范围。
[0026] 实例 1
[0027]
[0028] 在一个装有磁力搅拌子的2