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CN112898202A - 一种杂环基并环丙烷化合物、合成方法 - Google Patents

一种杂环基并环丙烷化合物、合成方法 Download PDF

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CN112898202A
CN112898202A CN202110107324.5A CN202110107324A CN112898202A CN 112898202 A CN112898202 A CN 112898202A CN 202110107324 A CN202110107324 A CN 202110107324A CN 112898202 A CN112898202 A CN 112898202A
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tert
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程远征
黄绪伦
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Shanghai Institute of Organic Chemistry of CAS
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Abstract

本发明公开了一种杂环基并环丙烷化合物、合成方法。本发明提供了一种杂环基并环丙烷化合物的制备方法，其包括下述步骤：有机溶剂中，在光催化剂存在下，将含如式II所示结构片段的化合物与含阳离子和如式III所示阴离子结构片段的化合物进行如下所示的光催化反应，得到含如式I所示结构片段的化合物即可。本发明的杂环基并环丙烷化合物的制备方法操作简便、成本低廉、条件温和、收率高、中间体易纯化、环境友好、适合工业化。

Description

一种杂环基并环丙烷化合物、合成方法
技术领域
本发明涉及一种杂环基并环丙烷化合物、合成方法。
背景技术
环丙烷是一类重要的结构单元，常见于药物活性分子和天然产物分子中。由于其独特的结构和电子性质，环丙烷也成为一种非常重要的合成中间体。在杂环基中引入环丙烷提供了一种新颖的分子结构，具有潜在的医药价值。尽管合成此类化合物的方法已经有所报道，但是在这些方法中，需要卡宾作活性为中间体(J.Am.Chem.Soc.2017,139,7697-7700)，反应条件苛刻，大大限制了反应的应用。本发明提供了一种高效地合成杂环烷基并环丙烷化合物的方法，以商业可得的杂环烷基为原料，在可见光氧化还原催化下，一步合成目标化合物，条件温和，操作简便。该类化合物在在药物分子中具有潜在的应用价值。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有的杂环基并环丙烷类化合物的制备方法反应条件苛刻的缺陷，为此，本发明提供了一种杂环基并环丙烷化合物、合成方法，该制备方法操作简便、成本低廉、条件温和、收率高、易纯化、环境友好、适合工业化。
本发明提供了一种杂环基并环丙烷化合物的制备方法，其包括下述步骤：在有机溶剂中，在光催化剂存在下，将含如式II所示结构片段的化合物与含阳离子和如式III所示阴离子结构片段的化合物进行如下所示的光催化反应，得到含如式I所示结构片段的化合物即可；
Figure BDA0002918055760000021
其中，Z为CH或N；
R1为
Figure BDA0002918055760000022
R2为
Figure BDA0002918055760000023
R3为氢；
X为卤素；
R1-1为C1-C4烷基或OR1-1-1；
R1-1-1为C1-C4烷基或苄基；
R1-2独立地为未取代或被R1-2-1取代的苯基；
R1-2-1为C1-C4烷基或硝基；
R2-1和R2-2独立地为C1-C4烷基。
在所述的制备方法的某一方案中，某些技术特征的定义如下所述，其他的技术特征的定义如上任一方案所述(以下简称“在某一方案中”)：
当R1-1为C1-C4烷基时，所述的R1-1为甲基(Me)、乙基(Et)、正丙基(pr)、异丙基(ipr)、正丁基(nBu)、异丁基(iBu)或叔丁基(tBu)，例如甲基。
在某一方案中，当R1-1-1为C1-C4烷基时，所述的C1-C4烷基可为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基，例如叔丁基。
在某一方案中，当R1-2-1为C1-C4烷基时，所述的C1-C4烷基可为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基，例如甲基。
在某一方案中，所述的R1-1为甲基、
Figure BDA0002918055760000024
在某一方案中，所述的R1-2为苯基、对甲基苯基或对硝基苯基。
在某一方案中，所述的R2-1为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基，例如甲基、乙基、异丙基或叔丁基。
在某一方案中，所述的R2-2为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基，例如甲基。
在某一方案中，所述的R1为甲基-(C＝O)-、乙基-(C＝O)-、异丙基-(C＝O)-、正丁基-(C＝O)-、异丁基-(C＝O)-、叔丁基-(C＝O)-、正丙基-(C＝O)-、
Figure BDA0002918055760000031
Figure BDA0002918055760000032
例如甲基-(C＝O)-、
Figure BDA0002918055760000033
在某一方案中，当R2为
Figure BDA0002918055760000034
时，所述的R2为甲基-O-(C＝O)-、乙基-O-(C＝O)-、异丙基-O-(C＝O)-、正丁基-O-(C＝O)-、异丁基-O-(C＝O)-、叔丁基-O-(C＝O)-或正丙基-O-(C＝O)-，例如甲基-O-(C＝O)-、乙基-O-(C＝O)-、异丙基-O-(C＝O)-或叔丁基-O-(C＝O)-。
在某一方案中，当R2为
Figure BDA0002918055760000035
时，所述的R2为甲基-(C＝O)-、乙基-(C＝O)-、异丙基-(C＝O)-、正丁基-(C＝O)-、异丁基-(C＝O)-、叔丁基-(C＝O)-或正丙基-(C＝O)-，例如甲基-(C＝O)-。
在某一方案中，X为F、Cl、Br或I；例如I。
在某一方案中，所述的
Figure BDA0002918055760000036
的构型为
Figure BDA0002918055760000037
Figure BDA0002918055760000041
或其混合物。
在某一方案中，所述的含如式II所示结构片段的化合物如下式IIA所示，所述的含阳离子和如式III所示阴离子结构片段的化合物如下式IIIA所示，相应地，所述的含如式I所示结构片段的化合物如下式IA所示：
Figure BDA0002918055760000042
R4，R5和R6独立地为H、C1-10烷基、卤素、
Figure BDA0002918055760000043
或
Figure BDA0002918055760000044
R7和R8独立地为氢或卤素；
R4-1为C1-C4烷基；
R4-2为C1-C4烷基。
在某一方案中，R4-1为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基，例如甲基。
在某一方案中，R4-2为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基，例如甲基。
在某一方案中，当R4，R5和R6独立地为C1-10烷基时，所述的C1-10烷基可为C1-4烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、仲丁基、正丁基、异丁基或叔丁基，又例如甲基。
在某一方案中，当R4，R5和R6独立地为卤素时，所述的卤素可为F、Cl、Br或I，例如F、Cl或Br。
在某一方案中，当R4，R5和R6独立地为
Figure BDA0002918055760000051
时，所述的
Figure BDA0002918055760000052
可为
Figure BDA0002918055760000053
(AcHN-)、
Figure BDA0002918055760000054
例如
Figure BDA0002918055760000055
在某一方案中，当R4，R5和R6为
Figure BDA0002918055760000056
时，所述的
Figure BDA0002918055760000057
可为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基或叔丁氧基，例如甲氧基。
在某一方案中，当R7和R8独立地为卤素时，所述的卤素可为F、Cl、Br或I，例如I。
在某一方案中，所述的含阳离子和如式III所示阴离子结构片段的化合物中的阳离子可为本领域该类化合物中常规的阳离子，例如
Figure BDA0002918055760000058
在某一方案中，在所述的光催化反应中，所述的含阳离子和如式III所示阴离子结构片段的化合物可为：
Figure BDA0002918055760000059
在某一方案中，在所述的光催化反应中，所述的化合物II可如下任一结构所示：
Figure BDA00029180557600000510
Figure BDA0002918055760000061
在某一方案中，在所述的光催化反应中，所述的化合物I可如下任一结构所示：
Figure BDA0002918055760000062
Figure BDA0002918055760000071
在某一方案中，当所述的含如式III所示阴离子结构片段的化合物为：
Figure BDA0002918055760000072
时，所述的含如式II所示结构片段的化合物与所述的含如式I所示结构片段的化合物选自如下任一组所示化合物：
Figure BDA0002918055760000073
Figure BDA0002918055760000081
Figure BDA0002918055760000091
在某一方案中，在所述的光催化反应中，所述的有机溶剂任选地为卤代烷烃类溶剂、乙腈(CH3CN)、二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、醚类溶剂和芳烃类溶剂中的一种或多种，例如DMSO与CH3CN的混合溶剂、DMSO或DMF。
在某一方案中，在所述的光催化反应中，当所述的有机溶剂为DMSO与CH3CN的混合溶剂时，DMSO与CH3CN的质量比为9:1-1:6，例如9:1、6:1、3:1、1:1或1:6。
在某一方案中，在所述的光催化反应中，所述的光催化反应在惰性气体存在下进行。
所述的惰性气体可为本领域该类反应的常规惰性气体，例如氩气。
在所述的光催化反应中，所述的光的光源可为蓝色或白色LED。在所述的光催化反应中，所述的蓝色或白色LED的功率可为20W至40W；例如24W、30W或36W。
在所述的光催化反应中，所述的光催化反应的温度可为30-40℃，例如35℃。
在所述的光催化反应中，所述的光催化剂可为本领域该类反应的常规光催化剂，例如2,4,5,6-四(9-咔唑基)-间苯二腈(4CzIPN)、二[2-(2,4-二氟苯基)-5-三氟甲基吡啶][2,2'-联(4-叔丁基吡啶)]铱二(六氟磷酸)盐(Ir(dFCF3ppy)2(dtbbpy)PF6)、(4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶)双[(2-吡啶基)苯基]铱(III)六氟磷酸盐(Ir(ppy)2(dtbbpy)PF6)、三(2-苯基吡啶)合铱(Ir(ppy)3)、三联吡啶氯化钌(Ru(bpy)3Cl2)、曙红Y(Eosin Y)、荧光黄(Fluorescein)和四氯四碘荧光素二钾(ROSE BENGAL)中的一种或多种；较佳地为4CzIPN、Ir(dFCF3ppy)2(dtbbpy)PF6和Ir(ppy)2(dtbbpy)PF6中的一种或多种。
在所述的光催化反应中，所述的含如式II所示结构片段的化合物与所述的有机溶剂的摩尔体积比可为0.05-0.3mol/L，例如0.1mol/L。
在所述的光催化反应中，所述的含阳离子和如式III所示阴离子结构片段的化合物与所述的含如式II所示结构片段的化合物的摩尔比可为本领域该类反应常规的摩尔比，例如6:1-2:1，又例如4:1。
在所述的光催化反应中，所述的光催化剂与所述的含如式II所示结构片段的化合物的摩尔比可为本领域该类反应常规的摩尔比，例如0.02:1-0.1:1，又例如0.05:1。
在所述的光催化反应中，所述的含阳离子和如式III所示阴离子结构片段的化合物与所述的光催化剂分两次加入。
在所述的光催化反应中，所述的阳离子和含如式III所示阴离子结构片段的化合物与所述得光催化剂分两次加入时，所述两次加入的时间间隔为12-36小时，例如24小时。
所述的光催化反应的进程可采用本领域常规的检测方式进行监测，如薄层色谱(TLC)、气相色谱(GC)、核磁共振波谱(NMR)或高效液相色谱(HPLC)等。所述的光催化反应的时间以所述的含如式II所示结构片段的化合物消失或不再反应为准，例如12h-72h，又例如48h。
在某一方案中，所述的光催化反应的后处理步骤可为本领域该类反应常规的后处理步骤，例如：有机溶剂稀释(例如乙酸乙酯)、洗涤(例如依次用NaOH(2.0M)洗两次，水洗一次)、得到的有机相干燥(例如使用无水硫酸钠)，过滤，减压蒸馏，纯化(例如柱层析和/或结晶，例如柱层析，PE/EA＝2/1)，得到所述的化合物I即可。
本发明还提供了一种化合物IA或其药物上可接受的盐，
Figure BDA0002918055760000111
其中R1、R2、R3、Z、R4、R5、R6、R7、R8的定义如上所示。
在某一方案中，所述的化合物IA的构型为
Figure BDA0002918055760000112
Figure BDA0002918055760000121
或其混合物。
在某一方案中，所述的化合物IA选自如下任一结构所示：
Figure BDA0002918055760000122
Figure BDA0002918055760000123
本发明中，在本文中定义的某些化学基团前面通过简化符号来表示该基团中存在的碳原子总数。例如，C1-C4烷基是指具有总共1、2、3或4个碳原子的如下文所定义的烷基。简化符号中的碳原子总数不包括可能存在于所述基团的取代基中的碳。烷基包括但不限于甲基(Me)、乙基(Et)、正丙基(npr)、异丙基(ipr)、正丁基(nBu)、叔丁基(tBu)、异丁基(iBu)等。
本发明中，基团末端的“-”是指该基团通过该位点与分子中的其他片段连接。例如，甲基-C(＝O)-是指乙酰基。
本发明中，卤素指卤族元素，即F、Cl、Br或I。
本发明中，
Figure BDA0002918055760000131
指与其他基团连接位点。
除前述以外，当用于本申请的说明书及权利要求书中时，除非另外特别指明，否则以下术语具有如下所示的含义。
术语“包括”为开放式表达，即包括本发明所指明的内容，但并不排除其他方面的内容。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明所用试剂和原料均市售可得。
本发明的杂环基并环丙烷化合物的制备方法积极进步效果在于：该制备方法操作简便、成本低廉、条件温和、收率高、中间体易纯化、环境友好、适合工业化。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。
实施例1：
Figure BDA0002918055760000141
反应式中PC表示可见光催化剂，Solvent表示有机溶剂，Ar表示氩气，rt表示室温，Ac表示乙酰基。
向干净的封管中依次加入杂环烷基衍生物1a(0.2mmol)、硅试剂2a(0.4mmol)和Ir(dFCF3ppy)2(dtbbpy)PF6(0.006mmol)，加入DMSO/CH3CN(9/1，2mL)溶解，在液氮冷却下，油泵抽真空，反复3次后，在可见光照射下搅拌24小时。在氩气氛围下，补充加入硅试剂2a(0.4mmol)和Ir(dFCF3ppy)2(dtbbpy)PF6(0.004mmol)，在可见光照射下继续搅拌24小时。反应结束后，加入乙酸乙酯稀释，依次用NaOH(2.0M)洗两次，水洗一次。有机相用无水硫酸钠干燥、过滤，减压除去溶剂，残留物经柱层析纯化后得到目标产物3a(PE/EA＝2/1)。
Figure BDA0002918055760000142
Methyl-(1aR,6bR)-2-acetyl-2,6b-dihydrocyclopropa[b]indole-1a(1H)-carboxylate黄色油状物(27.7mg,收率60％)。分析数据1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ7.86(s,1H),7.37(dd,J＝7.5,1.3Hz,1H),7.21(td,J＝7.8,1.4Hz,1H),7.04(td,J＝7.5,1.0Hz,1H),3.76(s,3H),3.27(dd,J＝9.3,5.6Hz,1H),2.22(s,3H),2.17(dd,J＝9.3,5.3Hz,1H),1.24(s,1H).13C NMR(150MHz,DMSO-d6)δ169.8,169.0,143.7,130.4,127.4,124.3,123.2,116.3,52.6,49.3,33.2,23.8,19.5。
表1不同PC种类和溶剂与反应收率的关系，其余条件与实施例1中反应条件相同
Figure BDA0002918055760000143
Figure BDA0002918055760000151
其中，a:核磁收率；b:分离收率
实施例2：
Figure BDA0002918055760000152
其他条件与实施例1相同，改变1及PC浓度重复上述步骤制备不同的化合物3，具体地，向干净的封管中依次加入杂环烷基衍生物1(0.2mmol)、硅试剂2a(0.4mmol)和Ir(dFCF3ppy)2(dtbbpy)PF6(0.006mmol)，加入DMSO/CH3CN(9/1，2mL)溶解，在液氮冷却下，油泵抽真空，反复3次后，在可见光照射下搅拌24小时。在氩气氛围下，补充加入硅试剂2a(0.4mmol)和Ir(dFCF3ppy)2(dtbbpy)PF6(0.004mmol)，在可见光照射下继续搅拌24小时。反应结束后，加入乙酸乙酯稀释，依次用NaOH(2.0M)洗两次，水洗一次。有机相用无水硫酸钠干燥、过滤，减压除去溶剂，残留物经柱层析纯化后得到目标产物3(PE/EA＝2/1)。
以下实施例的化合物参照实施例2制备获得，得到下述化合物，具体的鉴定数据如下所示。
Figure BDA0002918055760000161
52％收率。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ8.01(s,1H),7.40(d,J＝1.7Hz,1H),7.36(dd,J＝8.4,1.7Hz,1H),3.83(s,3H),3.09(t,J＝7.6Hz,1H),2.33-2.29(m,4H),1.12(s,1H),0.25(s,9H).13C NMR(100MHz,Chloroform-d)δ170.5,169.3,144.1,132.2,129.9,127.4,118.4,117.4,104.7,93.6,52.9,49.8,34.2,24.1,20.3,0.0.
Figure BDA0002918055760000162
49％收率。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ8.10(s,1H),7.29(dd,J＝7.5,1.4Hz,1H),7.25-7.20(m,1H),7.05-7.01(m,1H),5.18-5.09(m,1H),3.10–3.06(m,1H),2.31–2.26(m,4H),1.30-1.10(m,6H),1.10(s,1H).13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ170.8,168.6,144.3,129.9,127.9,123.9,123.6,117.9,69.9,49.9,34.7,24.2,21.8,21.7,20.4.
Figure BDA0002918055760000163
45％收率。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ8.10(s,1H),7.29(d,J＝7.4Hz,1H),7.22(td,J＝7.9,1.3Hz,1H),7.03(td,J＝7.5,1.0Hz,1H),4.35–4.20(m,2H),3.11(s,1H),2.31–2.27(m,4H),1.31(t,J＝7.1Hz,3H),1.12(s,1H).13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ170.7,169.1,144.2,129.8,128.0,123.9,123.6,117.9,62.0,49.8,34.9,24.2,20.5,14.2.
Figure BDA0002918055760000171
60％收率。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ8.01(s,1H),7.18(dd,J＝8.1,2.0Hz,1H),7.08(td,J＝8.0,1.9Hz,1H),3.82(s,3H),3.20(dd,J＝9.5,5.7Hz,1H),2.37-2.33(m,1H),2.30(s,3H),1.16(s,1H).13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ170.7,169.0,144.8,130.5,129.6,126.6,118.1,116.5,53.0,49.3,35.4,24.1,19.7.
Figure BDA0002918055760000172
33％收率。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ8.15(dd,J＝5.1,1.7Hz,1H),7.60(dd,J＝7.4,1.7Hz,1H),6.93(dd,J＝7.4,5.1Hz,1H),3.77(s,3H),2.86(dd,J＝9.0,5.2Hz,1H),2.73(s,3H),2.27(dd,J＝9.0,5.8Hz,1H),0.83(t,J＝5.5Hz,1H).13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ170.2,168.3,155.4,146.1,132.7,125.3,118.1,52.7,46.9,26.7,25.1,17.6.
Figure BDA0002918055760000173
73％收率。1H NMR(600MHz,Chloroform-d)δ7.79(s,1H),7.38(d,J＝2.1Hz,1H),7.33(dd,J＝8.7,2.1Hz,1H),2.90(dd,J＝9.3,5.4Hz,1H),2.40(dd,J＝9.2,5.5Hz,1H),2.26-2.24(m,6H),1.06(t,J＝5.5Hz,1H).13C NMR(151MHz,Chloroform-d)δ200.4,169.9,142.9,132.7,130.8,127.2,118.6,116.3,58.1,34.6,25.6,24.0,19.4.
Figure BDA0002918055760000181
48％收率。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ7.98(s,1H),7.40(d,J＝2.1Hz,1H),7.33(dd,J＝8.7,2.1Hz,1H),4.33–4.21(m,2H),3.07(dd,J＝9.3,5.6Hz,1H),2.32-2.17(m,4H),1.31(t,J＝7.1Hz,3H),1.12(s,1H).13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ170.6,168.7,143.3,132.0,130.8,127.0,119.1,116.2,62.2,50.0,34.0,24.1,20.2,14.2.
Figure BDA0002918055760000182
52％收率。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ8.01(d,J＝8.6Hz,1H),6.85(d,J＝2.6Hz,1H),6.74(dd,J＝8.9,2.7Hz,1H),3.81(s,3H),3.78(s,3H),3.07-3.05(m,1H),2.31–2.26(m,4H),1.17(s,1H).13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ170.3,169.6,156.3,137.9,131.1,118.5,112.3,110.4,55.7,52.9,50.1,34.79,23.9,21.0.
Figure BDA0002918055760000183
52％收率。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ8.05(s,1H),6.99(dd,J＝8.0,2.7Hz,1H),6.90(td,J＝9.0,2.7Hz,1H),3.82(s,3H),3.08(dd,J＝9.2,5.6Hz,1H),2.33–2.28(m,4H),1.16(s,1H).13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ170.4,169.3,159.5(d,J＝242.6Hz),140.3,131.5,118.7,114.2(d,J＝22.8Hz),111.4(d,J＝25.1Hz),52.9,50.2,34.2,23.9,20.5.19F NMR(376MHz,Chloroform-d)δ-119.3.
Figure BDA0002918055760000191
52％收率。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ8.12(s,1H),7.18(d,J＝8.0Hz,1H),7.00(dd,J＝8.0,1.9Hz,1H),4.35–4.21(m,2H),3.07(dd,J＝9.2,5.6Hz,1H),2.31-2.27(m,4H),1.31(t,J＝7.1Hz,3H),1.22–1.02(m,1H).13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ170.6,168.7,145.1,133.6,128.41,124.5,123.6,118.1,62.2,50.2,34.0,24.1,20.2,14.2.
Figure BDA0002918055760000192
36％收率。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ8.17(s,1H),7.07(d,J＝2.2Hz,1H),7.00(dd,J＝8.5,2.2Hz,1H),4.37-4.22(m,2H),3.11(dd,J＝9.5,5.6Hz,1H),2.35-2.28(m,9H),1.32(t,J＝7.1Hz,3H),1.22(s,1H).13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ173.2,170.7,168.7,144.6,134.7,131.5,128.3,124.3,118.6,62.3,50.3,34.2,27.0,24.1,20.1,14.2.
Figure BDA0002918055760000193
56％收率。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ8.02(s,1H),7.25(d,J＝2.2Hz,1H),7.18(dd,J＝8.7,2.2Hz,1H),3.82(s,3H),3.09(dd,J＝9.3,5.6Hz,1H),2.33–2.29(m,4H),1.14(s,1H).13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ170.5,169.2,142.8,131.5,128.7,127.9,124.2,118.7,53.0,50.0,34.2,24.0,20.3.
Figure BDA0002918055760000194
59％收率。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ7.77(s,1H),7.15(d,J＝8.3Hz,1H),6.57(dd,J＝8.3,2.4Hz,1H),3.81(s,3H),3.79(s,3H),3.05(d,J＝8.1Hz,1H),2.29–2.23(m,4H),1.12(s,1H).13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ170.8,169.7,159.8,145.6,124.0,121.8,109.7,103.9,55.6,52.8,50.4,34.4,24.2,21.0.
Figure BDA0002918055760000201
61％收率。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ7.65(s,1H),6.52(td,J＝9.1,2.2Hz,1H),3.83(s,3H),3.20(dd,J＝9.1,5.6Hz,1H),2.35–2.29(m,4H),1.16(t,J＝5.6Hz,1H).13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ170.5,168.8,162.9(dd,J＝245.7,12.1Hz),158.1(dd,J＝247.4,14.8Hz),146.6,112.4,102.2(d,J＝30.2Hz),98.9(dd,J＝27.2,24.0Hz),53.0,50.3,30.3,24.1,19.7.19F NMR(376MHz,Chloroform-d)δ-108.9--108.8(m),-117.72.
Figure BDA0002918055760000202
80％收率。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ8.10(s,1H),7.30–7.22(m,2H),7.08–7.04(m,1H),2.99(s,1H),2.44–2.22(m,7H),1.15(s,1H).13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ201.6,170.4,144.1,130.1,128.0,123.9,118.1,58.1,36.5,26.0,24.4,20.0.
Figure BDA0002918055760000203
51％收率。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ7.96(s,1H),7.09(s,1H),7.02(dd,J＝8.3,1.8Hz,1H),3.80(s,3H),3.06(s,1H),2.30-2.26(m,7H),1.12(s,1H).13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ170.4,169.7,141.9,133.4,129.8,128.4,124.5,117.6,52.8,49.8,34.9,24.0,20.9.
Figure BDA0002918055760000211
61％收率。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ8.10(s,1H),7.28(dd,J＝7.5,1.3Hz,1H),7.22(td,J＝7.8,1.4Hz,1H),7.03(td,J＝7.5,1.0Hz,1H),3.06–3.03(m,1H),2.32(s,3H),2.22(dd,J＝9.2,5.0Hz,1H),1.50(s,9H),1.05(s,1H).13C NMR(101MHz,Chloroform-d)δ170.7,168.1,144.3,130.1,127.8,123.83,123.5,117.8,82.9,50.3,34.3,28.0,24.2,20.2.
Figure BDA0002918055760000212
58％收率。HRMS(ESI)计算值C18H17N2O6S[M+H]+:389.0802.实测值:389.0803。
Figure BDA0002918055760000213
60％收率。HRMS(ESI)计算值C19H20NO4S[M+H]+:358.1108.实测值:358.1105。
Figure BDA0002918055760000214
67％收率。HRMS(ESI)计算值C17H22NO4[M+H]+:304.1543.实测值:304.1541。
Figure BDA0002918055760000221
56％收率。HRMS(ESI)计算值C20H20NO4[M+H]+:338.1387.实测值:338.1383。
1a)
Figure BDA0002918055760000222
1b)
Figure BDA0002918055760000223
1c)
Figure BDA0002918055760000224
1d)
Figure BDA0002918055760000225
其他条件与实施例2相同，采用上述反应物进行反应，上述化合物均不反应。

Claims (10)

1.一种杂环基并环丙烷化合物的制备方法，其特征在于，其包括下述步骤：在有机溶剂中，在光催化剂存在下，将含如式II所示结构片段的化合物与含阳离子和如式III所示阴离子结构片段的化合物进行如下所示的光催化反应，得到含如式I所示结构片段的化合物即可；
Figure FDA0002918055750000011
其中，Z为CH或N；
R1为
Figure FDA0002918055750000012
R2为
Figure FDA0002918055750000013
R3为氢；
X为卤素；
R1-1为C1-C4烷基或OR1-1-1；
R1-1-1为C1-C4烷基或苄基；
R1-2独立地为未取代或被R1-2-1取代的苯基；
R1-2-1为C1-C4烷基或硝基；
R2-1和R2-2独立地为C1-C4烷基。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，当R1-1-1为C1-C4烷基时，所述的C1-C4烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基，例如叔丁基；
和/或，当R1-2-1为C1-C4烷基时，所述的C1-C4烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基，例如甲基；
和/或，当R1-1为C1-C4烷基时，所述的R1-1为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基；
和/或，所述的R2-1为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基；
和/或，所述的R2-2为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基；
和/或，X为F、Cl、Br或I；
和/或，所述的
Figure FDA0002918055750000021
的构型为
Figure FDA0002918055750000022
或其混合物；
和/或，所述的含如式III所示阴离子结构片段的化合物中的阳离子为
Figure FDA0002918055750000023
和/或，所述的有机溶剂任选地为卤代烷烃类溶剂、乙腈、二甲基亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、醚类溶剂和芳烃类溶剂中的一种或多种；
和/或，所述的光催化反应在惰性气体存在下进行；
和/或，所述的光催化反应的光源为蓝色或白色LED；
和/或，所述的光催化反应的温度为30-40℃；
和/或，所述的光催化剂为2,4,5,6-四(9-咔唑基)-间苯二腈、二[2-(2,4-二氟苯基)-5-三氟甲基吡啶][2,2'-联(4-叔丁基吡啶)]铱二(六氟磷酸)盐、(4,4'-二叔丁基-2,2'-联吡啶)双[(2-吡啶基)苯基]铱(III)六氟磷酸盐、三(2-苯基吡啶)合铱、三联吡啶氯化钌、曙红Y、荧光黄和四氯四碘荧光素二钾中的一种或多种；
和/或，所述的含如式II所示结构片段的化合物与所述的有机溶剂的摩尔体积比为0.05-0.3mol/L；
和/或，所述含阳离子和如式III所示阴离子结构片段的化合物与所述的含如式II所示结构片段的化合物的摩尔比为6:1-2:1；
和/或，所述的光催化剂与所述的含如式II所示结构片段的化合物的摩尔为0.02:1-0.1:1；
和/或，所述的光催化反应的时间为12h-72h；
和/或，所述的含阳离子和如式III所示阴离子结构片段的化合物与所述的光催化剂分两次加入；
和/或，所述的光催化反应的后处理步骤为有机溶剂稀释、洗涤、得到的有机相干燥，过滤，减压蒸馏，纯化，得到所述的化合物I即可。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述的R1-1为甲基、
Figure FDA0002918055750000031
和/或，所述的R1-2为苯基、对甲基苯基或对硝基苯基；
和/或，所述的R2-1为甲基、乙基、异丙基或叔丁基；
和/或，所述的R2-2为甲基；
和/或，X为I；
和/或，所述的有机溶剂为DMSO与CH3CN的混合溶剂、DMSO或DMF；
和/或，所述的光催化反应的光源为蓝色或白色LED，所述的蓝色或白色LED的功率为20W至40W；
和/或，所述的光催化反应的温度为35℃；
和/或，所述的光催化剂为4CzIPN、Ir(dFCF3ppy)2(dtbbpy)PF6和Ir(ppy)2(dtbbpy)PF6中的一种或多种；
和/或，所述的含如式II所示结构片段的化合物与所述的有机溶剂的摩尔体积比为0.1mol/L；
和/或，所述含阳离子和如式III所示阴离子结构片段的化合物与所述的含如式II所示结构片段的化合物的摩尔比为4:1；
和/或，在所述的光催化反应中，所述的光催化剂与所述的含如式II所示结构片段的化合物的摩尔比为0.05:1；
和/或，所述的光催化反应在惰性气体存在下进行，所述的惰性气体为氩气；
和/或，所述的光催化反应的时间为48h；
和/或，所述的含如式III所示阴离子结构片段的化合物与所述的光催化剂分两次加入；两次加入的时间间隔为12-36小时。
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，
当所述的有机溶剂为DMSO与CH3CN的混合溶剂时，DMSO与CH3CN的质量比为9:1-1:6，例如9:1、6:1、3:1或1:1；
和/或，R1为甲基-(C＝O)-、乙基-(C＝O)-、异丙基-(C＝O)-、正丁基-(C＝O)-、异丁基-(C＝O)-、叔丁基-(C＝O)-、正丙基-(C＝O)-、
Figure FDA0002918055750000041
Figure FDA0002918055750000042
例如甲基-(C＝O)-、
Figure FDA0002918055750000043
Figure FDA0002918055750000044
和/或，当R2为
Figure FDA0002918055750000045
时，所述的R2为甲基-O-(C＝O)-、乙基-O-(C＝O)-、异丙基-O-(C＝O)-、正丁基-O-(C＝O)-、异丁基-O-(C＝O)-、叔丁基-O-(C＝O)-或正丙基-O-(C＝O)-，例如甲基-O-(C＝O)-、乙基-O-(C＝O)-、异丙基-O-(C＝O)-或叔丁基-O-(C＝O)-；
和/或，当R2为
Figure FDA0002918055750000046
时，所述的R2为甲基-(C＝O)-、乙基-(C＝O)-、异丙基-(C＝O)-、正丁基-(C＝O)-、异丁基-(C＝O)-、叔丁基-(C＝O)-或正丙基-(C＝O)-，例如甲基-(C＝O)-。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的含如式II所示结构片段的化合物如下式IIA所示，所述的含如式III所示阴离子结构片段的化合物如下式IIIA所示，相应地，所述的含如式I所示结构片段的化合物如下式IA所示：
Figure FDA0002918055750000051
其中，R4，R5和R6独立地为H、C1-10烷基、卤素、
Figure FDA0002918055750000052
Figure FDA0002918055750000053
R7和R8独立地为氢或卤素；
R4-1为C1-C4烷基；
R4-2为C1-C4烷基。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，R4-1为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基；
和/或，R4-2为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基或叔丁基；
和/或，当R4，R5和R6独立地为C1-10烷基时，所述的C1-10烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、仲丁基、正丁基、异丁基或叔丁基；
和/或，当R4，R5和R6独立地为卤素时，所述的卤素为F、Cl、Br或I；
和/或，当R4，R5和R6独立地为
Figure FDA0002918055750000054
时，所述的
Figure FDA0002918055750000055
为
Figure FDA0002918055750000056
和/或，当R4，R5和R6为
Figure FDA0002918055750000057
时，所述的
Figure FDA0002918055750000058
为甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基或叔丁氧基；
和/或，当R7和R8独立地为卤素时，所述的卤素为F、Cl、Br或I。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
R4-1为甲基；
和/或，R4-2为甲基；
和/或，当R4，R5和R6独立地为C1-10烷基时，所述的C1-10烷基为甲基；
和/或，当R4，R5和R6独立地为卤素时，所述的卤素为F、Cl或Br；
和/或，当R7和R8独立地为卤素时，所述的卤素为I；
和/或，所述的含阳离子和如式III所示阴离子结构片段的化合物为：
Figure FDA0002918055750000061
8.如权利要求7所示的制备方法，其特征在于，当所述的含阳离子和如式III所示阴离子结构片段的化合物为：
Figure FDA0002918055750000062
时，所述的含阳离子和如式II所示结构片段的化合物与所述的含如式I所示结构片段的化合物选自如下任一组所示化合物：
Figure FDA0002918055750000063
Figure FDA0002918055750000071
Figure FDA0002918055750000081
9.一种化合物IA或其药物上可接受的盐，
Figure FDA0002918055750000091
其中R1、R2、R3和Z的定义如权利要求1-5中任一项所述；R4、R5、R6、R7、R8的定义如权利要求6或7所述。
10.如权利要求9所述的化合物IA，其特征在于，所述的化合物IA的构型为
Figure FDA0002918055750000092
或其混合物；
和/或，所述的化合物IA选自如下任一结构所示：
Figure FDA0002918055750000093
Figure FDA0002918055750000094
Figure FDA0002918055750000101
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