本发明涉及一种吡咯哒嗪衍生物及其制备方法，特别是对吡咯哒嗪前体的合成与热脱羧制备方法。
背景技术：
吡咯类化合物被报道存在于多样的生命活动中，对生物的新陈代谢和生长发育起到不可取代的调控作用。例如植物体中的光受体叶绿素促使光合作用顺利进行，对植物体的正常生长起到关键作用。动物体内的血红素是铁卟啉化合物，是血红蛋白的辅基，也是肌红蛋白、细胞色素、过氧化物酶、过氧化氢酶等的辅基。参与血红蛋白合成的血红素主要在骨髓的幼期红细胞和网织红细胞中合成。随着人们对吡咯衍生物认识的加深，大量的吡咯衍生物不断的从生物体中分离提取得到，并被证明存在杀菌、消炎、抗肿瘤等活性。(siddiquiaaetal.,2011)基于含有吡咯环的特定结构可能存在着卓越生物活性和卓越的功能特性。研究人员通过分离、结构设计、化学合成、结构修饰等方法获得了一些列有生物活性的吡咯化合物，可能在医药、农药、食品和材料方面有诸多应用。
哒嗪类化合物是一类具有高效率的除草剂、植物生长调节剂以及杀虫剂的活性杂环化合物，应用于农业生产中还具有低毒性和残留量低等优点。自从1949年schoene首次报道4-羟基哒嗪酮具有强烈的抑制植物细胞分裂的效果以来，近几十年对哒嗪类农药创新的研究一直源源不断，哒嗪衍生物的研究一直是创新农药的热点之一。(zhengyu-guoetal,2015)
吡咯哒嗪类化合物同时具有吡咯环和哒嗪环，分子结构的设计者们对该类化合物是否同时具有吡咯哒嗪的共同性质有着浓厚兴趣。近三四十年，很多的专利和文献报道了这类化合物具有丰富的生物活性，具有代表性的比如能治疗丙型肝炎感染的抗病毒药物专利wo2007150001(sunzxetal.，2007)。文章(jiangjketal.，2010)报道了可以激活肿瘤细胞的丙酮酸激酶，期待其能将肿瘤细胞转化成正常细胞。此外，也有报道吡咯哒嗪类化合物有荧光性可作为发光体，并用于材料研究。
吡咯哒嗪化合物的已有合成方法是通过[4+2]环加成反应生成哒嗪类似物(adv.synth.catal.2013,355,1535–1539)，该方法乙炔与四嗪的[4+2]环加成反应现在被用于合成各种取代的哒嗪，使用了碱催化合成哒嗪类似物。这些吡咯哒嗪前体是用于多用途有机合成的通用结构单元，包括天然产物在内的有用化合物(樊东波.浙江大学2007)。这些环加成物在无机，物理有机和药物化学领域也越来越受到关注。
技术实现要素：
本发明的目的之一在于提供一种吡咯哒嗪衍生物。
本发明的目的之二在于提供该类衍生物的制备方法。
为达到上述目的，本发明方法采用的反应机理为：
根据上述反应机理，本发明采用如下技术方案：
一种吡咯哒嗪衍生物，其特征在于化合物的结构式为下列之一：
a.
b.
一种制备上述的吡咯哒嗪衍生物的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：
a.将1，4-二溴哒嗪与3,4-二乙基-5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)-1h-吡咯-2-羧酸乙酯在钯催化剂的作用下反应得到带酯基的吡咯哒嗪前体化合物，其结构式为
b.将步骤a所得的带酯基吡咯哒嗪化合物在乙二醇和氢氧化钠的作用下加热或是在乙二醇和氢氧化钾作用下加热脱去酯基得到α空位的吡咯哒嗪衍生产物。
上述的步骤a的具体方法为：将四三苯基膦钯、1，4-二溴哒嗪、和碳酸钾按照1：20：50：60～1:40:120：150加入到dmf与水按3：1～5：1的体积比的混合溶液中，60～80℃下反应12～24h，反应完成后，去除溶剂，洗涤，所得固体经分离提纯得到淡黄色固体为带酯基的吡咯哒嗪前体化合物，其结构式为：
上述的步骤b的具体方法为：将步骤a所得到的带酯基的吡咯哒嗪前体化合物和氢氧化钠或氢氧化钾按照1：10～1：20加入到反应瓶中，加入乙二醇溶液使其完全溶解，在80～100℃下加热2～4h，加入冰水沉淀出固体后过滤洗涤干燥。所得黄色固体化合物为3,6-双(3,4-二乙基-1h-吡咯-2-基)哒嗪。
本方法原料易大量制备、合成步骤较短，操作温和，收率良好。本发明的化合物(i)和(ii)为首次合成，具有原创性。吡咯哒嗪化合物与以往合成方法相比，不需要采用难度较大的4+2环加成反应的方法，具有条件温和、易大量制备的优点，而且该化合物具有特殊的直线结构和给电子基团，类似于拓展卟啉(expandedporphyrins)前体的一部分，可作为有机合成中的前体，在超分子识别和新材料的研究等领域具有重要的应用价值。并且该化合物属于吡咯哒嗪类衍生物，可能具有与哒嗪类衍生物相似的杀菌抗毒性效果。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实例。
实施例1：以合成带酯基的吡咯哒嗪前体化合物为例，其结构式如下：
将15.00g的3，4-二乙基-5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)-1h-吡咯-2-羧酸乙酯、2.38g的1，4-二溴哒嗪、0.50g四三苯基膦钯、5.00g碳酸钾加入250ml的圆底烧瓶中并在真空泵下除去氧气，将dmf100ml与蒸馏水20ml互溶后鼓氮气泡10min，将上述液体通过注射器加入到反应容器中，在氮气保护下加热80℃并反应24h，反应完成后加入200ml水洗涤并用ea200ml*3次萃取后合并有机相，减压除去溶剂后利用柱层析硅胶色谱法纯化产品(ea：pe＝1：5)得到4.20g淡黄色固体,其产率为90.13％。
3，4-二乙基-5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊烷-2-基)-1h-吡咯-2-羧酸乙酯的合成方法参考：setsune,j.-i.；toda,m.；watanabe,k.；panda,p.k.；t.yoshida,tetrahedronlett.2006,47,7541。
所得带酯基吡咯哒嗪前体的表征如下：
1hnmr(400mhz,cdcl3):δ＝10.17(s,2.00h),7.77(s,2.07h),4.36(q,4.01h),2.84(q,3.98h),2.78(q,3.91h),1.39(t,6.00h),1.26(t,7.18h),1.21(t,6.52h).
13cnmr(101mhz,cdcl3)δ＝160.73,149.87,134.56,127.32,126.53,123.10,120.25,60.20,17.93,17.80,15.87,15.64,14.51.
实施例2：以合成3,6-双(3,4-二乙基-1h-吡咯-2-基)哒嗪为例，其结构式如下：
将例1所得到的淡黄色固体4.20g在真空干燥箱中干燥6h。取100ml干燥乙二醇鼓氮气泡后通过注射器加入到含有黄色固体的反应容器中，加热100℃至完全溶解后提高温度至120℃在氮气保护下加热3h，反应结束待冷却至室温后加入200ml蒸馏水，静置一段时间后抽滤干燥所得固体，得到2.50黄色粉末。产率86.13％。
所得吡咯哒嗪前体的表征如下：1hnmr(400mhz,(cd3)2co):δ＝11.25(s,2.00h),7.78(s,2.02h),6.77(s,2.03h),2.84(q,4.06h),2.50(q,4.04h),1.24(t,6.46h),1.19(t,6.01h)
13cnmr(101mhz,cdcl3)δ＝149.90,127.13,125.45,123.93,122.23,117.33,18.33,18.14,15.38,14.87。