[发明专利]一种双环氮杂环荧光或磷光化合物的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及了一种具有发荧光性质或发磷光性质的双环氮杂环化合物的合成方法。

技术背景

如式I所示这类具有双环氮杂环结构的化合物是由Kosower等人在用强碱处理3-甲基-4-烷基-4-氯-2-吡唑啉-5-酮化合物时首次合成(Kosower，E.M.；Pazhenchevsky，B.；Hershkowitz，H.J.Am.Chem.Soc.1978，102，4983-4993)。所用的方法是先将乙酰乙酸乙酯的β-位用CH₃Br等烷基化，然后与肼反应生成3-甲基-4-烷基-2-吡唑啉-5-酮，接着用氯气对此吡唑啉酮的4-位进行氯化，最后在碱性条件下脱HCl/N₂环化生成这种双环氮杂环化合物。

式I

根据这种化合物的结构特点，Kosower等人将这种化合物称之为9，10-dioxabimane(简称bimane)。其中具有顺式syn-结构的双环氮杂环化合物具有强的荧光性可用作分析检测蛋白质和细胞的小分子探针(Mansoor，S.E.；Farrens，D.L.Biochemistry 2004，43，9426-9438)，它的反式anti-结构的对应异构体双氮杂环化合物是一类非荧光而可能具有磷光性质的物质。Kosower等人由此发展了对称bimane化合物A和B的合成方法(Kosower，E.M.；Zbaida，D.；Baud’huin，M.；Marciano，D.；Goldberg，I.J.Am.Chem.Soc.1990，112，7305；Shalev，D.E.；Chiacchiera，S.M.；Radkowsky，A.E.；Kosower，E.M.J.Org.Chem.1996，61，1689；Kosower，E.M.；Ben-Shoshan，M.J.Org.Chem.1996，61，5871.)，但在很多情况下该合成方法效率不高。用Kosower方法合成不对称bimane化合物C和D时要用到两种4-位氯化了的吡唑啉酮，合成反应可能生成6种bimane化合物产物，由此分离纯化目标产物非常困难，效率比合成对称bimane化合物时更低。

自1 964年Fischer等人合成了首个卡宾化合物以来(Fischer，E.O.；Maasbl，A.Angew.Chem.Iht.Ed.1964，3，580)，由于Fischer卡宾化合物对空气和水稳定、反应活性高，它们一直作为重要的有机合成试剂在有机合成中得到广泛的应用(Barluenga，J.；Fernández-Rodríguez，M.A.；Aguilar，E.J.Organomet.Chem.2005，690，539.Barluenga，J.；Santamaria，J.；Tomás，M.Chem.Rev.2004，104，2259.)。Fischer卡宾化合物具有多键反应中心，可与含有多个反应性基团的有机试剂发生连续反应，生成多环分子骨架。这类骨架结构往往是利用传统方法难以合成或合成步骤较多，效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双环氮杂环荧光或磷光化合物的合成方法。

为实现上述目的，本发明利用Fischer卡宾化合物作为合成子，与同时含有N-H和C＝N反应中心的吡唑啉酮经连续的加成-环化反应生成具有双环氮杂环骨架的金属卡宾化合物，然后经氧化脱金属，得到了保持双环氮杂环骨架结构不变的有机bimane化合物。通过调节吡唑啉酮上的取代基，本发明能够合成出由传统方法难以制备的各种不对称的bimane化合物。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的双环氮杂环荧光或磷光化合物的合成方法，反应如下式：

式中：

R为烷基；

R₁、R₂为甲基、乙基、丙基、苯基、亚甲基或氢原子；

M为VI族过渡金属元素；

反应步骤为：

a)以Fischer卡宾化合物(OC)₅M＝C(OR)C≡CPh(R＝Et或Me；M＝Cr或W)1为合成子，按摩尔比1∶1与原料取代2-吡唑啉-5-酮或3-吡唑啉-5-酮2一起溶于有机溶剂中，于室温-70℃下，反应10-180分钟，经加成-环化反应生成具有双环氮杂环结构骨架的金属卡宾化合物；