CN113372276B - 吲唑类衍生物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种吲唑类衍生物及其应用。由邻硝基苯甲醛和叠氮钠反应制备邻叠氮苯甲醛；由邻叠氮苯甲醛、胺类化合物、异腈化合物制备中间体叠氮化物；将中间体叠氮化物加入Schlenk管中，光诱导实现乃春插入、芳环异构化和脱氢化反应，后处理经水和乙酸乙酯萃取，有机相柱层析分离得到吲唑类衍生物。该反应可在太阳光下获得较高产率的目标化合物。本发明的应用在于化合物可选择性作为杀菌剂使用，可与其它植保上允许的载体或稀释剂混合，借此调制成常用的各种剂型，如混剂、颗粒剂、水乳剂等来使用，也可选择性与其它农药如杀虫剂、除草剂及植物生长调节剂混合使用或同时并用。另外，含吲唑骨架的分子具有潜在的药用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种光诱导有机叠氮化物制备吲唑类衍生物的方法及其应用，属于有机合成技术领域。
背景技术
有机光化学在有机合成化学中具有独特的地位，利用光诱导进行复杂分子的关环反应，从而获得一系列具有生物活性和药物活性的环状或杂环化合物是一种新颖而绿色高效的策略。有机叠氮化物是重要的有机反应原料，通过光或热诱导使叠氮化物转化为乃春，再通过进一步环化反应得到不同类型的含氮杂环化合物具有很大的意义和价值。
吲唑是一种典型的含N-N键的化合物,是医药化学中最重要的杂环之一。吲唑衍生物主要有两种类型：1H-和2H-吲唑。特别是2H-吲唑表现出广泛的药理和生物活性，如抗炎、抗结核、抗病毒、抗肿瘤、聚合酶抑制剂、抑制HIV蛋白酶等。此外，2H-吲唑的荧光特性还可以应用于荧光探针的制备，并在医学和生物学领域表现出其在细胞成像方面的诊断价值。以下例举具有典型2H-吲唑类化合物结构的活性药物分子，可以发现，发明中涉及到的2H-吲唑骨架具有潜在的药理和生物活性，可作为抗肿瘤、抗炎、抗结核、聚合酶抑制剂、等药物分子的构建或者通过改性实现该类分子的医学价值。另外，经过实验测试，该类化合物选择性作为杀菌剂使用时，可与其它植保上允许的载体或稀释剂混合，借此调制成常用的各种剂型，如混剂、颗粒剂、水乳剂等来使用，也可选择性与其它农药如杀虫剂、除草剂及植物生长调节剂混合使用或同时并用。
近20年来，以吲唑为核心的化合物的各种生物学性质的研究空前爆发，大量发表的有关吲唑生物学活性的文章证明了人们对吲唑的兴趣。其中，金属催化合成2H-吲唑的反应已经很成熟，包括有机磷介导的邻硝基苯甲醛和胺类反应，以叠氮化物为氨源是构建N-N键的有效选择。然而，大多数方法都依赖于过渡金属催化剂。2019年，Mark等人报道了Davis-Beirut反应可以从芳香硝基化合物中获得2H-吲唑。尽管如此，可见光驱动的氮化物N-N偶联，直接实现吲唑化合物的合成，还没有被探索。本发明从最简单易得的原料出发，在温和反应条件下，在较短的时间内获得乃春中间体，并通过乃春插入、分子内芳环异构化和脱氢化反应进一步将乃春中间体应用于合成吲唑衍生物。具体实施过程为在无金属催化剂、无配体、无氧化还原剂、无酸碱盐的温和条件下以有机叠氮产物为反应原料，光诱导形成乃春中间体，而后进行乃春插入、脱氢芳构化和脱氢化来实现其环化反应，并获得一系列吲唑衍生物。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种光诱导有机叠氮化物制备吲唑类衍生物的方法及其应用，该方法绿色、简便、高效，应用广泛多样，是合成吲唑衍生物以及其他含氮杂环化合物的有效途径。同时，合成的吲唑衍生物具有广泛的生物活性和药用价值，是作为抗肿瘤、抗炎、抗结核、聚合酶抑制剂等医药领域的潜在药物。另外，该类化合物选择性作为杀菌剂使用时，活性强，具有强的杀菌能力，可选择性与其它植保上允许的载体或稀释剂混合，也可选择性与其它农药如、杀虫剂、除草剂及植物生长调节剂混合使用或同时并用。
本发明所述的吲唑类衍生物如下，该类化合物的结构通式为：
其中，R1为叔丁基、环己基、丙基、酯基、磺酰基中的任意一种；R2为苯环上甲基、甲氧基、氯、溴、氟中的任意一种，取代基的位置、个数以及共轭位置不固定。
所述的化合物包括以下化合物中的任意一种：
一种光诱导有机叠氮化物制备吲唑类衍生物的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)邻叠氮苯甲醛的制备：将邻硝基苯甲醛加入六甲基磷酰三胺溶剂中充分溶解，而后加入叠氮钠溶解并置于60-70℃的恒温油浴锅中开始反应，TLC检测反应结束后，将反应液静置冷却至常温，再倒入冰水溶液中静置，有淡黄色固体析出，过滤、洗涤、干燥后得到邻叠氮苯甲醛：
(2)中间体叠氮化合物的制备：取邻叠氮苯甲醛溶于甲醇溶剂中，依次加入芳香胺和H3PO4，充分反应后，加入异腈R1-CN，于室温下充分搅拌，TLC监测反应完成后，减压蒸发除去溶剂，剩余物经硅胶柱柱层析法快速分离，得到中间体叠氮化合物1：
其中，R1为叔丁基、环己基、丙基、酯基、磺酰基中的任意一种；R2为甲基、甲氧基、氯、溴、氟中的任意一种，取代基的位置、个数以及共轭位置不固定；
(3)目标化合物的制备：将中间体叠氮化物1加入预先干燥的Schlenk管中，再加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂于室温下搅拌均匀，而后将Schlenk管置于蓝光反应器中，通过TLC监测反应停止后，用水和乙酸乙酯萃取，减压蒸发除去溶剂，剩余物经硅胶柱快速分离，得到吲唑类衍生物I，
步骤(1)中邻硝基苯甲醛与叠氮钠的摩尔比为1：2；步骤(2)中邻叠氮苯甲醛、芳香胺、H3PO4、异腈的摩尔比为1：0.5-1.5：15-25：0.5-1.5。。
步骤(2)中所述的对甲苯胺，对甲氧基苯胺，对氯苯胺等取代苯胺。
步骤(2)异腈R1-CN包括叔丁基异腈、环己基异腈、异氰丁烷、2-异氰基乙酸甲酯和对甲本磺酰基异腈。
步骤(3)中反应的时间为20-24h；反应的光源为6-8W蓝光，波长为450-465nm。
步骤(3)中反应的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺(DMF)。
步骤(3)中后处理使用的水和乙酸乙酯体积比为3-5:1。
作为合成过程中的优选方案，本发明的技术方案包括以下步骤：
(1)邻硝基苯甲醛和叠氮钠反应制备邻叠氮苯甲醛。具体步骤为：称取邻硝基苯甲醛(30mmol)于100mL圆底烧瓶中，加入HMPA溶剂中充分溶解，而后加入叠氮钠(60mmol)溶解而后置于60℃的恒温油浴锅中连续反应24h。反应结束后将反应液静置冷却至常温，在均匀的搅拌下倒入冰水溶液中静置，观察到有淡黄色固体逐渐析出，后处理经过简单过滤，洗涤和干燥操作后得到邻叠氮苯甲醛，产率为90％。
(2)邻叠氮苯甲醛、胺类化合物、异腈化合物在一锅中发生Ugi三组分反应制备中间体叠氮化物。具体步骤为：取邻叠氮苯甲醛(1mmol，1.0eqv.)溶于2mL甲醇溶剂中，依次加入等摩尔的芳香胺(1mmol，1.0eqv.)和0.2mmol的H3PO4，待反应进行5min后补加1mL甲醇充分反应，随后，加入同等当量的异腈(1mmol，1.0eqv)，于室温下充分搅拌12-24h。待反应完成，减压蒸发除去溶剂，剩余物经硅胶柱柱层析法快速分离(洗脱剂：石油醚:乙酸乙酯＝15:1)即获得一系列产率为61-89％的中间体叠氮化合物。
(3)将中间体叠氮化物1mmol加入预先干燥的Schlenk管中，再加入N，N-二甲基甲酰胺于室温下搅拌均匀，而后将Schlenk管置于波长为450-465nm的6-8W蓝光反应器中，在常温下反应24h，通过TLC检测反应的进程，用水和乙酸乙酯萃取(水和乙酸乙酯体积比为3:1)，减压蒸发除去有机溶剂，剩余物经硅胶柱快速分离(洗脱剂：石油醚:乙酸乙酯＝5:1)，得到一系列吲唑类衍生物I。
本发明的又一技术方案是将所述的吲唑类衍生物在制备抑制指状青霉菌、意大利青霉菌或稻瘟菌的药物上的应用。
本发明有益效果如下：
1、本发明公开了一种光诱导有机叠氮化物制备吲唑类衍生物的方法及其应用。以有机叠氮化物为前体，室温下通过可见光的诱导，实现叠氮基的官能团转化，得到乃春中间体，该中间体具有的活性位点可有效、快速地参与多样化的有机反应，是一种制备含氮杂环化合物的绿色、简便的方法。
2、本发明提供了一种条件温和、产率高、原料廉价易得，此外，该反应可在太阳光下获得较高产率的目标化合物，符合绿色催化的理念。
3、本发明的技术方案应用于合成多取代吲唑甲酰胺类衍生物，实现了N-N键的偶联，制备的化合物可作为临床药物合成的中间体以及合成药物分子的结构片段，具有一定的医用潜力，即：合成的吲唑衍生物具有生物和医药活性的吲唑骨架，是作为抗肿瘤、抗炎、抗结核、聚合酶抑制剂等医药领域的潜在药物。
4、本发明的技术方案包括进行了杀菌活性实验(含毒介质法)，结果表明大部分化合物对指状青霉菌(Penicillium digitatum)、意大利青霉菌(Penicillium italicum)及稻瘟菌(Magnaporthe grisea)具有较好的抑制活性。
具体实施方式
下面结合实例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
仪器及试剂：
EB2005A电子天平；ZF-I型三用紫外分析仪；DFX-5L/30低温恒温反应浴(无锡市百川仪器厂)；SHZ-E型循环水式真空泵(上海荣亚生化学仪器厂)；DZE-6120型真空干燥箱(上海恒天科学仪器制造公司)；DE-102J集热式恒温加热磁力搅拌器(巩义市华发化学仪器厂)；2YZ-4A型旋片式真空油泵(临海市永昊真空设备厂)；蓝光反应器(格奥化学)。六甲基磷酰三胺(HMPA)(AR)，乙酸乙酯(AR)，甲醇(分析纯)叠氮钠(AR)，邻硝基苯甲醛(AR)，异腈(AR)，苯胺(AR)，磷酸(AR)，N，N-二甲基甲酰胺(DMF)(AR)，石油醚(AR)，二氯甲烷(AR)。
下面结合乃春实施例和乃春应用实施例来进一步说明本发明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。
仪器及试剂：
熔点用WRR熔点仪(上海仪电物理光学仪器有限公司)，温度计未经校正；1H NMR和13C NMR用Varian Mercury 400型400MHz核磁共振仪或者Varian Mercury 600型600MHz核磁共振仪测定，氘代氯仿(CDCl3)或者氘代二甲亚砜(DMSO-d6)为溶剂，TMS为内标；使用Agilent 6210ESI/TOF或Waters G2-Xs qtof质谱仪获得HRESIMS质谱；MS使用FiimiganTrace质谱仪；元素分析的测定使用Vario ELIII型元素分析仪；所用试剂为国产(或进口)化学纯或分析纯。溶剂甲醇、DMF都是干燥过的。
实施例1
一种制备2-(3-溴苯基)-N-(叔丁基)-2H-吲唑-3-甲酰胺的方法，包括以下实验步骤：
称取邻硝基苯甲醛(30mmol)于100mL圆底烧瓶中，加入HMPA溶剂中充分溶解，而后加入叠氮钠(60mmol)溶解后，置于60℃的恒温油浴锅中开始反应。TLC监测反应结束后将反应液静置冷却至常温，在均匀的搅拌下倒入冰水溶液中静置，观察到有淡黄色固体逐渐析出，后处理经过简单过滤，洗涤和干燥操作后得到邻叠氮苯甲醛。取邻叠氮苯甲醛(1mmol，1.0eqv.)溶于2mL甲醇溶剂中，依次加入等摩尔的3-溴苯胺(1mmol，1.0eqv.)和0.2mmol的H3PO4，待反应进行5min后补加1mL甲醇充分反应，随后，加入同等当量的叔丁基异腈(1mmol，1.0eqv.)，于室温下充分搅拌。TLC监测反应完成后，减压蒸发除去溶剂，剩余物经硅胶柱柱层析法快速分离(洗脱剂：石油醚:乙酸乙酯＝15:1)获得中间体叠氮化合物1(2-(2-叠氮苯基)-2-((3-溴苯基)氨基)-N-(叔丁基)乙酰胺)。准备一个预先干燥的Schlenk反应管，加入制备的中间体叠氮化物1(0.401g，1mmol，1.0eqv.)，溶于干燥处理过的DMF溶剂中，溶液显示为淡黄色澄清液，随后，将Schlenk管置于6-8W的蓝光反应器中，利用TLC薄层层析检测目标产物的生成情况，待反应中间体的量不再减少时，表明反应不再进行，反应24h后停止，反应液用水和乙酸乙酯(体积比：3:1)萃取，减压蒸发除掉溶剂，残留物经过柱层析分离，减压蒸发获得白色固体有机物，经过真空干燥后得到目标化合物Ia，0.349g，产率94.05％。
白色固体，0.349g,94％,mp 172-173℃,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ(ppm)7.78(t,J＝7.7Hz,3H),7.62–7.56(m,2H),7.41–7.35(m,2H),7.24(t,J＝6.6Hz,1H),5.80(s,1H),1.44(s,9H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ(ppm)158.83,148.49,141.13,132.13,130.26,130.20,128.56,127.32,124.46,124.00,122.45,121.85,119.64,118.38,52.47,28.75.HRMS(ESI-TOF)m/z[M+H]+calcd for C18H18BrN3O 372.0712；found 372.0713.
实施例2
一种制备N-(叔丁基)-2-(4-甲氧基苯基)-2H-吲唑-3-羧酰胺的方法，包括以下实验步骤：
称取邻硝基苯甲醛(30mmol)于100mL圆底烧瓶中，加入HMPA溶剂中充分溶解，而后加入叠氮钠(60mmol)溶解后，置于60℃的恒温油浴锅中开始反应。TLC监测反应结束后将反应液静置冷却至常温，在均匀的搅拌下倒入冰水溶液中静置，观察到有淡黄色固体逐渐析出，后处理经过简单过滤，洗涤和干燥操作后得到邻叠氮苯甲醛。取叠氮苯甲醛(1mmol,1.0eqv.)溶于2mL甲醇溶剂中，依次加入等摩尔的4-甲氧基苯胺(1mmol,1.0eqv.)和0.2mmol的H3PO4，待反应进行5min后补加1mL甲醇充分反应，随后，加入同等当量的叔丁基异腈(1mmol，1.0eqv.)，于室温下充分搅拌。TLC监测反应完成后，减压蒸发除去溶剂，剩余物经硅胶柱柱层析法快速分离(洗脱剂：石油醚:乙酸乙酯＝15:1)获得中间体叠氮化合物1(2-(2-叠氮苯基)-N-(叔丁基)-2-((4-甲氧基苯基)氨基)乙酰胺)。准备一个预先干燥的Schlenk反应管，加入制备的中间体叠氮化物1(0.353g，1mmol,1.0eqv.)，溶于干燥处理过的DMF溶剂中，溶液显示为淡黄色澄清液，随后，将Schlenk管置于6-8W的蓝光反应器中，利用TLC薄层层析检测目标产物的生成情况，待反应中间体的量不再减少时，表明反应不再进行，反应24h后停止，反应液用水和乙酸乙酯(体积比：3:1)萃取，减压蒸发除掉溶剂，残留物经过柱层析分离，减压蒸发获得白色固体有机物，经过真空干燥后得到目标化合物Ib，0.307g,产率94.99％。
白色固体,0.307g,95％,mp 113-114℃,1H NMR(400MHz,CDCl3)δ(ppm)7.93(d,J＝8.5Hz,1H),7.77(d,J＝8.7Hz,1H),7.51(d,J＝8.9Hz,2H),7.38-7.34(m,1H),7.25-7.22(m,1H),7.04(d,J＝8.9Hz,2H),5.61(s,1H),3.88(s,3H),1.36(s,9H)；13C NMR(101MHz,CDCl3)δ(ppm)160.28,158.91,148.20,133.05,129.94,126.96,126.88,124.07,122.27,120.23,118.10,114.33,55.62,52.10,28.70.
实施例3
一种制备2-(3-溴苯基)-正丁基-2H-吲唑-3-甲酰胺的方法，包括以下实验步骤：
称取邻硝基苯甲醛(30mmol)于100mL圆底烧瓶中，加入HMPA溶剂中充分溶解，而后加入叠氮钠(60mmol)溶解后，置于60℃的恒温油浴锅中开始反应。TLC监测反应结束后将反应液静置冷却至常温，在均匀的搅拌下倒入冰水溶液中静置，观察到有淡黄色固体逐渐析出，后处理经过简单过滤，洗涤和干燥操作后得到邻叠氮苯甲醛。取邻叠氮苯甲醛(1mmol，1.0eqv.)溶于2mL甲醇溶剂中，依次加入等摩尔的4-甲氧基苯胺(1mmol，1.0eqv)和0.2mmol的H3PO4，待反应进行5min后补加1mL甲醇充分反应，随后，加入同等当量的1-异氰丁烷(1mmol，1.0eqv.)，于室温下充分搅拌。TLC监测反应完成后，减压蒸发除去溶剂，剩余物经硅胶柱柱层析法快速分离(洗脱剂：石油醚:乙酸乙酯＝15:1)获得中间体叠氮化合物1(2-(2-叠氮苯)-N-丁基-2-((4-甲氧基苯基)氨基)乙酰胺)。准备一个预先干燥的Schlenk反应管，加入制备的中间体叠氮化物1(0.353g，1mmol,1.0eqv.)，溶于干燥处理过的DMF溶剂中，溶液显示为淡黄色澄清液，随后，将Schlenk管置于6-8W的蓝光反应器中，利用TLC薄层层析检测目标产物的生成情况，待反应中间体的量不再减少时，表明反应不再进行，反应24h后停止，反应液用水和乙酸乙酯(体积比：3:1)萃取，减压蒸发除掉溶剂，残留物经过柱层析分离，减压蒸发获得白色固体有机物，经过真空干燥后得到目标化合物Ic，0.315g,产率84.89％。
实施例4
一种制备(2-苯基-2H-吲唑-3-羰基)甘氨酸甲酯的方法，包括以下实验步骤：
称取邻硝基苯甲醛(30mmol)于100mL圆底烧瓶中，加入HMPA溶剂中充分溶解，而后加入叠氮钠(60mmol)溶解后，置于60℃的恒温油浴锅中开始反应。TLC监测反应结束后将反应液静置冷却至常温，在均匀的搅拌下倒入冰水溶液中静置，观察到有淡黄色固体逐渐析出，后处理经过简单过滤，洗涤和干燥操作后得到邻叠氮苯甲醛。取邻叠氮苯甲醛(1mmol，1.0eqv.)溶于2mL甲醇溶剂中，依次加入等摩尔的苯胺(1mmol，1.0eqv.)和0.2mmol的H3PO4，待反应进行5min后补加1mL甲醇充分反应，随后，加入同等当量的异氰乙酸甲酯异腈(1mmol，1.0eqv.)，于室温下充分搅拌。TLC监测反应完成后，减压蒸发除去溶剂，剩余物经硅胶柱柱层析法快速分离(洗脱剂：石油醚:乙酸乙酯＝15:1)获得中间体叠氮化合物1((2-(2-叠氮苯基)-2-(苯氨基)乙酰基)甘氨酸甲酯)。准备一个预先干燥的Schlenk反应管，加入制备的中间体叠氮化物1(0.339g，1mmol,1.0eqv.)，溶于干燥处理过的DMF溶剂中，溶液显示为淡黄色澄清液，随后，将Schlenk管置于6-8W的蓝光反应器中，利用TLC薄层层析检测目标产物的生成情况，待反应中间体的量不再减少时，表明反应不再进行，反应24h后停止，反应液用水和乙酸乙酯(体积比：3:1)萃取，减压蒸发除掉溶剂，残留物经过柱层析分离，减压蒸发获得白色固体有机物，经过真空干燥后得到目标化合物Id，0.278g，产率89.94％。
实施例5
一种制备(2-(4-氯苯基)-2H-吲唑-3-羰基)甘氨酸甲酯的方法，包括以下实验步骤：
称取邻硝基苯甲醛(30mmol)于100mL圆底烧瓶中，加入HMPA溶剂中充分溶解，而后加入叠氮钠(60mmol)溶解后，置于60℃的恒温油浴锅中开始反应。TLC监测反应结束后将反应液静置冷却至常温，在均匀的搅拌下倒入冰水溶液中静置，观察到有淡黄色固体逐渐析出，后处理经过简单过滤，洗涤和干燥操作后得到邻叠氮苯甲醛。取邻叠氮苯甲醛(1mmol，1.0eqv)溶于2mL甲醇溶剂中，依次加入等摩尔的4-氯苯胺(1mmol，1.0eqv.)和0.2mmol的H3PO4，待反应进行5min后补加1mL甲醇充分反应，随后，加入同等当量的1-((异氰甲基)磺酰基)-4-甲苯(1mmol，1.0eqv.)，于室温下充分搅拌。TLC监测反应完成后，减压蒸发除去溶剂，剩余物经硅胶柱柱层析法快速分离(洗脱剂：石油醚:乙酸乙酯＝15:1)获得中间体叠氮化合物1((2-(2-叠氮苯基)-2-((4-氯苯基)氨基)乙酰基)甘氨酸甲酯)。准备一个预先干燥的Schlenk反应管，加入制备的中间体叠氮化物1(0.373g，1mmol,1.0eqv.)，溶于干燥处理过的DMF溶剂中，溶液显示为淡黄色澄清液，随后，将Schlenk管置于6-8W的蓝光反应器中，利用TLC薄层层析检测目标产物的生成情况，待反应中间体的量不再减少时，表明反应不再进行，反应24h后停止，反应液用水和乙酸乙酯(体积比：3:1)萃取，减压蒸发除掉溶剂，残留物经过柱层析分离，减压蒸发获得白色固体有机物，经过真空干燥后得到目标化合物Ie，0.312g,产率90.94％。
实施例6(催化剂对中间体叠氮化物产率的影响)
取邻叠氮苯甲醛溶于甲醇溶剂中，依次加入芳香胺和不同用量的H3PO4(分别为0mol％、5mol％、10mol％和15mol％)，充分反应后，加入异腈R1-CN，于室温下充分搅拌，TLC监测反应完成后，减压蒸发除去溶剂，剩余物经硅胶柱柱层析法快速分离，得到中间体叠氮化合物1的产率分别为0％、70.98％、92.56％和90.13％，即催化剂的用量对产率有着直接影响，而不加催化剂时，反应不能进行：
实施例7(对Ie进行光源的筛选)
一种制备(2-(4-氯苯基)-2H-吲唑-3-羰基)甘氨酸甲酯的方法，对光源进行筛选，包括以下实验步骤：
称取邻硝基苯甲醛(30mmol)于100mL圆底烧瓶中，加入HMPA溶剂中充分溶解，而后加入叠氮钠(60mmol)溶解后，置于60℃的恒温油浴锅中开始反应。TLC监测反应结束后将反应液静置冷却至常温，在均匀的搅拌下倒入冰水溶液中静置，观察到有淡黄色固体逐渐析出，后处理经过简单过滤，洗涤和干燥操作后得到邻叠氮苯甲醛。取邻叠氮苯甲醛(1mmol，1.0eqv)溶于2mL甲醇溶剂中，依次加入等摩尔的4-氯苯胺(1mmol，1.0eqv.)和0.2mmol的H3PO4，待反应进行5min后补加1mL甲醇充分反应，随后，加入同等当量的1-((异氰甲基)磺酰基)-4-甲苯(1mmol，1.0eqv.)，于室温下充分搅拌。TLC监测反应完成后，减压蒸发除去溶剂，剩余物经硅胶柱柱层析法快速分离(洗脱剂：石油醚:乙酸乙酯＝15:1)获得中间体叠氮化合物1((2-(2-叠氮苯基)-2-((4-氯苯基)氨基)乙酰基)甘氨酸甲酯)。准备一个预先干燥的Schlenk反应管，加入制备的中间体叠氮化物1(0.373g，1mmol,1.0eqv.)，溶于干燥处理过的DMF溶剂中，溶液显示为淡黄色澄清液，随后，将Schlenk管置于6-8W的白光反应器中，利用TLC薄层层析检测目标产物的生成情况，待反应中间体的量不再减少时，表明反应不再进行，反应24h后停止，反应液用水和乙酸乙酯(体积比：3:1)萃取，减压蒸发除掉溶剂，残留物经过柱层析分离，减压蒸发获得白色固体有机物，经过真空干燥后得到目标化合物Ie，0.146g,产率42.52％。
而当Schlenk管置于6-8W的绿光反应器中时，仅有产率10.15％的目标化合物Ie生成，证明白光和绿光并不是最佳的光源。
实施例8(对Ie进行避光反应)
一种制备(2-(4-氯苯基)-2H-吲唑-3-羰基)甘氨酸甲酯的方法，对光源进行筛选，包括以下实验步骤：
称取邻硝基苯甲醛(30mmol)于100mL圆底烧瓶中，加入HMPA溶剂中充分溶解，而后加入叠氮钠(60mmol)溶解后，置于60℃的恒温油浴锅中开始反应。TLC监测反应结束后将反应液静置冷却至常温，在均匀的搅拌下倒入冰水溶液中静置，观察到有淡黄色固体逐渐析出，后处理经过简单过滤，洗涤和干燥操作后得到邻叠氮苯甲醛。取邻叠氮苯甲醛(1mmol，1.0eqv)溶于2mL甲醇溶剂中，依次加入等摩尔的4-氯苯胺(1mmol，1.0eqv.)和0.2mmol的H3PO4，待反应进行5min后补加1mL甲醇充分反应，随后，加入同等当量的1-((异氰甲基)磺酰基)-4-甲苯(1mmol，1.0eqv.)，于室温下充分搅拌。TLC监测反应完成后，减压蒸发除去溶剂，剩余物经硅胶柱柱层析法快速分离(洗脱剂：石油醚:乙酸乙酯＝15:1)获得中间体叠氮化合物1((2-(2-叠氮苯基)-2-((4-氯苯基)氨基)乙酰基)甘氨酸甲酯)。准备一个预先干燥的Schlenk反应管，加入制备的中间体叠氮化物1(0.373g，1mmol,1.0eqv.)，溶于干燥处理过的DMF溶剂中，溶液显示为淡黄色澄清液，随后，将Schlenk管置于黑暗条件下(避光)，反应24h后停止，反应液用水和乙酸乙酯(体积比：3:1)萃取，TLC检测并未发现目标化合物Ie的生成，产率0％，即没有光源不能实现该反应的转化。
而当Schlenk管置于6-8W的绿光反应器中时，仅有产率10.15％的目标化合物Ie生成，证明白光和绿光并不是最佳的光源。
实施例9(对Ie进行溶剂的筛选)
一种制备(2-(4-氯苯基)-2H-吲唑-3-羰基)甘氨酸甲酯的方法，对溶剂进行筛选，包括以下实验步骤：
称取邻硝基苯甲醛(30mmol)于100mL圆底烧瓶中，加入HMPA溶剂中充分溶解，而后加入叠氮钠(60mmol)溶解后，置于60℃的恒温油浴锅中开始反应。TLC监测反应结束后将反应液静置冷却至常温，在均匀的搅拌下倒入冰水溶液中静置，观察到有淡黄色固体逐渐析出，后处理经过简单过滤，洗涤和干燥操作后得到邻叠氮苯甲醛。取邻叠氮苯甲醛(1mmol，1.0eqv)溶于2mL甲醇溶剂中，依次加入等摩尔的4-氯苯胺(1mmol，1.0eqv.)和0.2mmol的H3PO4，待反应进行5min后补加1mL甲醇充分反应，随后，加入同等当量的1-((异氰甲基)磺酰基)-4-甲苯(1mmol，1.0eqv.)，于室温下充分搅拌。TLC监测反应完成后，减压蒸发除去溶剂，剩余物经硅胶柱柱层析法快速分离(洗脱剂：石油醚:乙酸乙酯＝15:1)获得中间体叠氮化合物1((2-(2-叠氮苯基)-2-((4-氯苯基)氨基)乙酰基)甘氨酸甲酯)。准备一个预先干燥的Schlenk反应管，加入制备的中间体叠氮化物1(0.373g，1mmol,1.0eqv.)，溶于干燥处理过的乙腈溶剂中，溶液显示为淡黄色澄清液，随后，将Schlenk管置于6-8W的蓝光反应器中，利用TLC薄层层析检测目标产物的生成情况，待反应中间体的量不再减少时，表明反应不再进行，反应24h后停止，反应液用水和乙酸乙酯(体积比：3:1)萃取，减压蒸发除掉溶剂，残留物经过柱层析分离，减压蒸发获得白色固体有机物，经过真空干燥后得到目标化合物Ie，0.293g,产率85.36％。
实施例10(对Ie进行溶剂的筛选)
一种制备(2-(4-氯苯基)-2H-吲唑-3-羰基)甘氨酸甲酯的方法，对溶剂进行筛选，包括以下实验步骤：
称取邻硝基苯甲醛(30mmol)于100mL圆底烧瓶中，加入HMPA溶剂中充分溶解，而后加入叠氮钠(60mmol)溶解后，置于60℃的恒温油浴锅中开始反应。TLC监测反应结束后将反应液静置冷却至常温，在均匀的搅拌下倒入冰水溶液中静置，观察到有淡黄色固体逐渐析出，后处理经过简单过滤，洗涤和干燥操作后得到邻叠氮苯甲醛。取邻叠氮苯甲醛(1mmol，1.0eqv)溶于2mL甲醇溶剂中，依次加入等摩尔的4-氯苯胺(1mmol，1.0eqv.)和0.2mmol的H3PO4，待反应进行5min后补加1mL甲醇充分反应，随后，加入同等当量的1-((异氰甲基)磺酰基)-4-甲苯(1mmol，1.0eqv.)，于室温下充分搅拌。TLC监测反应完成后，减压蒸发除去溶剂，剩余物经硅胶柱柱层析法快速分离(洗脱剂：石油醚:乙酸乙酯＝15:1)获得中间体叠氮化合物1((2-(2-叠氮苯基)-2-((4-氯苯基)氨基)乙酰基)甘氨酸甲酯)。准备一个预先干燥的Schlenk反应管，加入制备的中间体叠氮化物1(0.373g，1mmol,1.0eqv.)，溶于干燥处理过的二甲亚砜溶剂中，溶液显示为淡黄色澄清液，随后，将Schlenk管置于6-8W的蓝光反应器中，利用TLC薄层层析检测目标产物的生成情况，待反应中间体的量不再减少时，表明反应不再进行，反应24h后停止，反应液用水和乙酸乙酯(体积比：3:1)萃取，减压蒸发除掉溶剂，残留物经过柱层析分离，减压蒸发获得白色固体有机物，经过真空干燥后得到目标化合物Ie，0.061g,产率17.67％。
本发明的技术方案以有机叠氮化物为前体，室温下通过可见光的诱导，实现叠氮基的官能团转化，得到乃春中间体，该中间体的活性位点可有效、快速地参与多样化的有机反应，是一种制备含氮杂环化合物的绿色、简便的方法。同时，我们将乃春中间体应用于合成吲唑类衍生物，反应过程包括乃春插入、分子内芳环异构化和脱氢化。这一应用的优势在于反应在无过渡金属、无光催化剂、无氧化还原剂、无酸无碱无盐的室温条件下进行；反应条件温和、产率高、方法简单、原料廉价易于制备；该应用属于通过新的催化反应机制实现了N-N键的偶联，符合绿色催化的理念；含有2H-吲唑骨架的化合物表现出广泛的药理和生物活性，是作为抗肿瘤、抗炎、抗结核、聚合酶抑制剂等医药领域的潜在药物。另外，本发明对典型的化合物进行了杀菌活性实验(含毒介质法)，结果表明化合物对指状青霉菌(Penicillium digitatum)、意大利青霉菌(Penicillium italicum)及稻瘟菌(Magnaporthe grisea)具有较好的抑制活性，具体情况如实施例6所示。
实施例11
杀菌活性实验(含毒介质法)
取实施例1-5中合成得到的化合物，溶解于含有DMSO的培养基中，配置药液浓度为200ppm，用5mm打孔器取菌种琼脂片，菌丝面朝下接种要含有待测药品的PDA培养基上，置于圆形培养基的正中心，切不要滑动菌种琼脂片，以免污染培养基。每个待测样品接种三个，以不含药品但含有相同浓度DMSO的培养基为对空白照，放置在生化培养箱内于25℃下培养3～5天后，测定培养基上的菌落的直径。通过和上述空白对照组的比较来观察待测样品对稻瘟菌丝、意大利青霉菌丝和指状青霉菌丝生长的影响，计算待测样品在200mg/L下对菌落生长的抑制率。抑制率(％)＝[(空白对照菌落直径－待测样品菌落直径)/(空白菌落直径－打孔器直径)]×100％，其中，空白对照菌落直径为70mm,打孔器直径为5mm,待测样品菌落直径取三次测样的平均值，并记录在表格中，(I)-BG代表空白组。表1为部分化合物(I)的测定结果。
表1：化合物(I)的抑菌活性测试结果
从上述表1可以看出，本发明的式(I)所表示的大部分化合物对指状青霉菌(Penicillium digitatum)、意大利青霉菌(Penicillium italicum)及稻瘟菌(Magnaporthe grisea)具有较好的抑制活性。其中以化合物(I)-1e效果最好。
本发明的化合物选择性作为杀菌剂使用时，可将本发明的化合物与其它植保上允许的载体或稀释剂混合，借此将其调制成通常使用的各种剂型，如混剂、颗粒剂、水乳剂等来使用，也可选择性与其它农药如杀虫剂、除草剂及植物生长调节剂混合使用或同时并用。
上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实例及实例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征等同替换方案为保护范围。及在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种光诱导有机叠氮化物制备吲唑类衍生物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)邻叠氮苯甲醛的制备：将邻硝基苯甲醛加入六甲基磷酰三胺溶剂中充分溶解，而后加入叠氮钠溶解并置于60-70℃的恒温油浴锅中开始反应，TLC检测反应结束后，将反应液静置冷却至常温，再倒入冰水溶液中静置，有淡黄色固体析出，过滤、洗涤、干燥后得到邻叠氮苯甲醛：
(2)中间体叠氮化合物的制备：取邻叠氮苯甲醛溶于甲醇溶剂中，依次加入芳香胺和H3PO4，充分反应后，加入异腈R1-NC，于室温下充分搅拌，TLC监测反应完成后，减压蒸发除去溶剂，剩余物经硅胶柱柱层析法快速分离，得到中间体叠氮化合物1：
其中，所述的芳香胺为苯胺、3-溴苯胺、4-甲氧基苯胺、或4-氯苯胺；所述的异腈R1-NC为叔丁基异腈、1-异氰丁烷、异氰乙酸甲酯；
(3)目标化合物的制备：将中间体叠氮化物1加入预先干燥的Schlenk管中，再加入N,N-二甲基甲酰胺溶剂于室温下搅拌均匀，而后将Schlenk管置于蓝光反应器中，其中反应的光源为6-8W蓝光，波长为450-465nm，通过TLC监测反应停止后，用水和乙酸乙酯萃取，减压蒸发除去溶剂，剩余物经硅胶柱快速分离，得到吲唑类衍生物I，
2.根据权利要求1所述的光诱导有机叠氮化物制备吲唑类衍生物的方法，其特征在于，步骤(1)中邻硝基苯甲醛与叠氮钠的摩尔比为1：2-3；步骤(2)中邻叠氮苯甲醛、芳香胺、H3PO4、异腈R1-NC的摩尔比为1：0.5-1.5：15-25：0.5-1.5。
3.根据权利要求1所述的光诱导有机叠氮化物制备吲唑类衍生物的方法，其特征在于，步骤(3)中反应的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺。
4.根据权利要求1所述的光诱导有机叠氮化物制备吲唑类衍生物的方法，其特征在于，后处理使用的水和乙酸乙酯体积比为3-5:1。
5.根据权利要求1-4任一项所述的光诱导有机叠氮化物制备吲唑类衍生物的方法，其特征在于，所制备得到的化合物为
6.根据权利要求5所述的方法制备得到的吲唑类衍生物在制备抑制指状青霉菌、意大利青霉菌或稻瘟菌的药物上的应用，其中吲唑类衍生物为Ia、Ic、Id、Ie。
7.根据权利要求5所述的方法制备得到的吲唑类衍生物在制备抑制指状青霉菌、意大利青霉菌的药物上的应用，其中吲唑类衍生物为Ib。
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