菲啶是一种重要的含氮杂环化合物, 广泛存在于天然生物碱和药物分子中[1]. 例如, trisphaeridine是从石蒜科植物阿斯图里亚斯水仙(Narcissus asturiensis)分离得到的, 比较具有代表性的一种苯并菲啶类天然生物碱, 被证实具有抗人类免疫缺陷病毒1型(HIV-1)蛋白酶活性[2]; 溴化胡米胺盐(Ethidium bromide)是一种常用的多功能DNA/RNA嵌入剂[3]; 具有苯并菲啶结构的氯化两面针碱(Nitidine)具有抗炎、抗肿瘤、抗疟疾等诸多活性(Scheme 1a)[4].
由于菲啶环的重要性, 合成化学家发展了一系列高效合成这类氮杂环化合物的方法, 其中自由基环化反应是合成菲啶较为常用的策略之一[5]. 通过亚胺氮自由基(iminyl radical)、亚胺碳自由基(imidoyl)以及芳基自由基对相邻芳环的加成, 都可以高效地构建菲啶中间的氮杂环(Scheme 1b). 此外, 由于异氰是很好的自由基受体, 可以接受各式各样的自由基加成生成imidoyl自由基. 近年来自由基与2-异氰基联苯的加成/环化也被广泛应用于6-取代菲啶的合成[6]. 芳基自由基通常由芳基重氮盐或者芳基卤化物单电子还原来生成. 与亚胺氮或者碳自由基的环化相比, 受限于芳基自由基的生成方式, 以芳基自由基为中间体的菲啶合成报道相对较少[7].
苯并三氮唑是一种大宗的工业原料, 也是有机合成中常用的合成试剂, 具有丰富多样的转化[8]. 苯并三氮唑可以在加热、光照、过渡金属催化等条件下切开三唑环, 为含氮化合物的合成提供了丰富的可能性[9]. 当苯并三氮唑1-位氮原子的α-位是一个碳自由基时, 碳自由基则会介导其N—N键切断开环, 生成的中间体芳基重氮自由基进一步失去氮气生成芳基自由基. 通过N-酰基苯并三氮唑的单电子还原[10]和自由基对α-苯并三氮唑基烯烃的加成[11]是两种已知的高效生成苯并三氮唑α-碳自由基的方法(Scheme 1c). 最近, 李盼等[12]报道了可见光促进烯基苯并三氮唑与活化的烷基溴化物的自由基加成/脱氮气开环/环化反应合成6-烷基取代的菲啶. 由于苯并三氮唑具有一定的吸电子能力, 我们设想能否在碱的作用下脱去其α-位的质子, 随后单电子氧化生成的碳负离子生成相应的碳中心自由基. 尽管在20世纪90年代, Katritzky等[13]以正丁基锂为碱, 化学计量的CuI为氧化剂, 实现了从N-(二芳基甲基)苯并三氮唑到6-芳基菲啶的转化, 然而反应不仅有苯并三氮唑直接离去生成二芳基酮的副产物, 还有几种原料二聚的副产物. 在本文中, 以4CzIPN为可见光催化剂, 碳酸铯为碱, 氧气为氧化剂, 在室温下高效地实现了N-苄基苯并三氮唑的自由基脱氮气开环/环化合成6-取代菲啶(Scheme 1d).
1 结果与讨论
选用N-(二苯基甲基)苯并三氮唑(1a)作为底物来探索反应的最优条件. 该原料可以通过苯并三氮唑与二苯基甲基卤化物在碱性条件下经SN2取代反应简单制备[14-15]. 首先, 以Ru(bpy)3Cl2作为光催化剂, Cs2CO3作为碱, 空气作为氧化剂, 在室温下以10 W蓝光LED照射1a的二甲基亚砜(DMSO)溶剂, 反应24 h后以45%的分离产率得到预期的菲啶产物2a (Table 1, Entry 1). 然而, 除了产物2a之外, 还分离到了52%产率的二苯甲酮3a, 这可能是由于苯并三氮唑自身是一个较好的离去基团所导致的. 接下来考察了一系列光催化剂对该反应的影响, 包括Ru(phen)3Cl2、曙红B (eosin B)、核黄素(riboflavin)、酞箐铁(FeFc)、孟加拉玫红(rose bengal)、亚甲蓝(methylene blue)、吖啶高氯酸盐(Acr＋-$\mathrm{MesClO}_{4}^{-}$)等, 结果发现这些光催化剂都不如Ru(bpy)3Cl2有效 (Table 1, Entries 2~8). 当以4CzIPN为光催化剂时, 菲啶2a的产率提升至64%且二苯甲酮3a的产率降至22% (Table 1, Entry 9). 受此结果的鼓舞, 选用4CzIPN为光催化剂, 考察了碱对反应的影响. 强碱tBuOK可促进反应, 但效果远不如Cs2CO3, 而K2CO3、NaHCO3等弱碱对反应无效(Table 1, Entries 10~12). 使用有机强碱1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(DABCO), 尽管没有检测到3a的生成, 但产物2a的产率仅有17% (Table 1, Entry 13). 当使用氧气为氧化剂时, 反应的速率明显加快, 但同时二苯甲酮3a的比例也有所上升(Table 1, Entry 14). 由此, 推测氧气的浓度可能对反应速度以及副产物3a的生成直接相关. 于是, 使用体积分数为10%的氧气作为氧化剂, 发现尽管反应的速率有所变慢, 但2a的产率可以提升至87%, 同时二苯甲酮3a的量降至11% (Table 1, Entry 15). 进一步降低氧气的体积比至5%, 反应需要延长至8 d才能将原料1a消耗完全, 产物2a的量也有所下降(Table 1, Entry 16). 控制实验表明光照、碱和光催化剂都是必须的(Table 1, Entries 17~19).
表1 反应条件优化aTable 1 Optimization of reaction conditions |
| Entry | Photocatalyst | Base | Oxidant | Yieldb/% | |
|---|---|---|---|---|---|
| 2a | 3 | ||||
| 1 | Ru(bpy)3Cl2 | Cs2CO3 | Air | 45 | 52 |
| 2 | Ru(phen)3Cl2 | Cs2CO3 | Air | 22 | 73 |
| 3 | Eosin B | Cs2CO3 | Air | 35 | 55 |
| 4 | Riboflavin | Cs2CO3 | Air | 0 | 0 |
| 5 | FeFc | Cs2CO3 | Air | 0 | 63 |
| 6 | Rose Bengal | Cs2CO3 | Air | Trace | 0 |
| 7 | Methylene blue | Cs2CO3 | Air | 15 | 83 |
| 8 | Acr＋ | Cs2CO3 | Air | 34 | 43 |
| 9 | 4CzIPN | Cs2CO3 | Air | 64 | 22 |
| 10 | 4CzIPN | tBuOK | Air | 15 | 42 |
| 11 | 4CzIPN | K2CO3 | Air | 0 | 0 |
| 12 | 4CzIPN | NaHCO3 | Air | 0 | 0 |
| 13 | 4CzIPN | DABCO | Air | 17 | 0 |
| 14 | 4CzIPN | Cs2CO3 | O2 | 34 | 56 |
| 15c | 4CzIPN | Cs2CO3 | O2 (10%) | 87 | 11 |
| 16d | 4CzIPN | Cs2CO3 | O2 (5%) | 78 | 19 |
| 17e | 4CzIPN | Cs2CO3 | O2 (10%) | 0 | 0 |
| 18 | 4CzIPN | None | O2 (10%) | 0 | 0 |
| 19 | None | Cs2CO3 | O2 (10%) | Trace | 0 |
a Reaction conditions: 1a (0.2 mmol), base (2.5 equiv.), photocatalyst (5 mol%), oxidant, DMSO (1.5 mL), r.t., 10 W blue LED, 24 h. b Isolated yield. c 3 d. d 8 d. e In the dark. |
在确认了反应的最优条件之后, 对反应的底物普适性进行了考察. 如Scheme 2所示, 在苯并三氮唑苯环上引入吸电子的三氟甲基, 有利于菲啶的生成(2b), 氯原子对产率的影响很小(2c, 2d), 而给电子的烷基则不利于反应(2e). 随后考察了N-二芳基甲基单元苯环上取代基的影响. 由于C—N单键可以自由旋转, 因此首先尝试对称的N-二(4-氟苯基)甲基取代的底物. 有意思的是, 除了预期的9-氟菲啶2f之外, 还检测到了8-氟菲啶2f'的产物, 两者比例为3∶1. 异构体2f'的生成可能是由芳基自由基对苯环的ipso环化导致的[7b]. 此前我们课题组[16]在可见光促进三氟亚胺酰氯与炔烃的环化反应中也发现了类似的异构化产物. 在使用N-二(4-氯苯基)甲基(2g)、N-二(4-甲基苯基)甲基(2h)和N-二(4-甲氧基苯基)甲基(2i)取代的苯并三氮唑为底物时, 也观察到了相应异构体的生成. 然而, 当取代基换为强吸电子的三氟甲基时, 仅得到直接6-endo环化的产物(2j, 86%). 值得一提的时, 使用N-(9-芴基)苯并三氮唑为底物时, 反应以63%的产率得到茚并菲啶(2k). 当底物中仅有一个芳环用于后续的自由基环化, 反应也能顺利发生, 但是产率仅为中等(2l, 2m).
基于实验结果和文献报道[7b,12], 提出了一条可能的反应机理(Scheme 4). 在Cs2CO3的作用下, 原料1脱去质子生成双苄基碳负离子A. 光催化剂4CzIPN在蓝光照射下跃迁至激发态, 随后氧化碳负离子A生成碳自由基B, 其自身则被还原为4CzIPN-. 被单电子还原的光催化剂在氧气的氧化下再生回到基态, 相应地氧气被还原生成超氧自由基负离子O2-. 碳自由基B发生β-氮-氮键的消除, 生成含亚胺结构的芳基重氮自由基C, 进一步脱去氮气转化为芳基自由基D. 芳基自由基D对相邻苯环的6-endo自由基加成得到环己二烯自由基E, 随后被O2-氧化生成环己二烯正离子F, 最后脱去质子生成9-取代菲啶2 (path a). 芳基自由基D还可以对相邻苯环进行ipso-自由基加成得到中间体G, 随后异构化为环己二烯自由基H, 再经类似的单电子氧化过程生成8-取代菲啶2' (path b). 由于苯并三氮唑是一个很好的离去基团, 苄基自由基B与超氧自由基负离子及质子结合生成的中间体J脱去1-羟基苯并三氮唑, 生成二芳基酮副产物3. 在高浓度的氧气氛围中, 尽管反应的速度有所加快, 但二芳基酮副产物的量明显增加. 我们推测氧气也可能直接单电子氧化碳负离子A, 生成大量的超氧自由基负离子, 进而加速二芳基酮的生成.
2 结论
以N-苄基苯并三氮唑为原料, 通过可见光氧化还原催化, 实现了其脱氮气环化, 为6-取代菲啶的合成提供了一种新的策略. 反应具有原料简单易得、条件温和、无过渡金属等优点. 同时, 该反应实现了苯并三氮唑的脱氮气开环, 进一步证实了其作为芳基自由基前体在合成中的应用.
3 实验部分
3.1 仪器与试剂
光反应操作采用北京诺植RLH-18八位平行光反应器, 蓝光波长为460~465 nm, 最大输出功率10 W, 功率可调节. 熔点使用上海仪电科仪WRS-3熔点仪, 温度未校正. NMR光谱(1H和13C)均通过Bruker 400 MHz或600 MHz光谱仪获得, 所用溶剂是CDCl3, 内标是TMS. 快速柱层析用200~300目硅胶粉, 洗脱剂用石油醚和乙酸乙酯. 高分辨质谱使用赛默飞Q-Exactive型四级杆与轨道阱串联液质联用仪测定, 离子源为电子轰击(EI)或大气压化学电离(APCI). 实验所用试剂均为国产分析纯, 除非另有说明, 均未做纯化处理.
3.2 实验方法
3.2.1 N-苄基苯并三氮唑(1)的合成
将苯并三氮唑类化合物(4 mmol)和苄基卤化物(3 mmol)加入到四乙基碘化铵(0.065 g, 0.25 mmol)、无水碳酸钾(0.55 g, 4 mmol)和氢氧化钠(0.16 g, 4mmol)的乙腈溶液中, 在回流温度下搅拌24~48 h. 反应完全后过滤混合物, 并用乙腈洗涤固体, 真空蒸发, 使用石油醚/乙酸乙酯(V∶V=10∶1)作为洗脱剂, 通过柱色谱法纯化粗产物.
3.2.2 N-苄基苯并三氮唑(1)脱氮气环化为6-取代菲啶2的合成
向装有磁力搅拌棒的密封管中加入N-苄基苯并三氮唑1 (0.2 mmol, 1 equiv.)、4CzIPN (5 mol%, 7.8 mg)、Cs2CO3 (0.5 mmol, 163 mg, 2.5 equiv.)和1.5 mL DMSO, 在真空下去除空气后, 通过注射器注入O2 (3.8 mL)以及N2 (34.2 mL)[18]. 然后将混合物在10W蓝色LED照射下搅拌72 h. 反应结束后加入10 mL水, 用乙酸乙酯(10 mL×3)萃取混合物, 盐水洗涤并用无水Na2SO4干燥. 使用石油醚/乙酸乙酯(V∶V=10∶1)作为洗脱剂, 通过柱色谱法纯化粗产物.
6-苯基菲啶(2a)[19]: 白色固体, m.p. 105~106 ℃, 产率87%. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.71 (d, J=8.3 Hz, 1H), 8.62 (d, J=8.0 Hz, 1H), 8.26 (d, J=8.1 Hz, 1H), 8.11 (d, J=8.3 Hz, 1H), 7.86 (t, J=7.0 Hz, 1H), 7.80~7.66 (m, 4H), 7.65~7.49 (m, 4H); 13C NMR (151 MHz, CDCl3) δ: 161.42, 143.97, 139.96, 133.62, 130.69, 130.52, 129.88, 129.06, 128.98, 128.84, 128.56, 127.26, 127.07, 125.42, 123.90, 122.34, 122.09.
6-苯基-2-(三氟甲基)菲啶(2b)[20]: 白色固体, m.p. 190~191 ℃, 产率94%. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.88 (s, 1H), 8.70 (d, J=8.4 Hz, 1H), 8.34 (d, J=8.5 Hz, 1H), 8.15 (d, J=8.3 Hz, 1H), 7.98~7.88 (m, 2H), 7.76~7.74 (m, 2H), 7.69~7.65 (m, 1H), 7.61~7.54 (m, 3H); 19F NMR (565 MHz, CDCl3) δ: －61.73; 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 163.47, 145.26, 139.27, 133.17, 131.23, 129.74, 129.22, 129.15, 128.55 (t, J=32.3 Hz), 128.04, 125.77, 125.49, 124.82 (q, J=4.0 Hz), 123.38, 123.07, 122.24, 119.83 (q, J=4.0 Hz).
2-氯6-苯基菲啶(2c)[21]: 淡黄色固体, m.p. 141~142 ℃, 产率76%. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.58 (d, J=7.8 Hz, 1H), 8.54 (d, J=1.9 Hz, 1H), 8.16 (d, J=8.8 Hz, 1H), 8.11 (d, J=8.3 Hz, 1H), 7.88~7.82 (m, 1H), 7.73 (dd, J=7.9, 1.6 Hz, 2H), 7.68 (dd, J=8.7, 2.3 Hz, 1H), 7.66~7.61 (m, 1H), 7.60~7.51 (m, 3H); 13C NMR (151 MHz, CDCl3) δ: 161.47, 142.23, 139.49, 132.82, 132.47, 131.82, 130.81, 129.73, 129.35, 128.97, 128.90, 128.49, 127.79, 125.36, 124.81, 122.23, 121.62.
2,3-二氯-6-苯基菲啶(2d): 白色固体, m.p. 203~204 ℃, 产率73%. 1H NMR (600 MHz, CDCl3) δ: 8.65 (s, 1H), 8.56 (d, J=8.3 Hz, 1H), 8.34 (s, 1H), 8.14 (d, J=8.2 Hz, 1H), 7.89 (t, J=7.6 Hz, 1H), 7.74 (d, J=7.7 Hz, 2H), 7.68 (t, J=7.6 Hz, 1H), 7.59 (d, J=7.3 Hz, 3H); 13C NMR (151 MHz, CDCl3) δ: 162.64, 142.83, 139.15, 132.81, 132.07, 131.41, 131.19, 131.17, 129.69, 129.17, 129.10, 128.51, 128.02, 127.44, 127.41, 125.27, 123.47, 123.32, 122.19; HRMS (EI) calcd for C19H11NCl2 [M]＋323.0263, found 323.0249.
2,3-二甲基-6-苯基菲啶(2e)[22]: 无色油状物, 产率40%. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.79 (d, J=8.6 Hz, 1H), 8.11 (d, J=8.2 Hz, 1H), 8.03 (d, J=8.2 Hz, 1H), 7.81 (d, J=7.5 Hz, 1H), 7.76 (d, J=7.2 Hz, 2H), 7.61~7.52 (m, 5H), 2.98 (s, 3H), 2.59 (s, 3H); 13C NMR (151 MHz, CDCl3) δ: 160.03, 143.45, 139.82, 136.90, 134.39, 132.61, 131.04, 129.93, 129.24, 128.94, 128.80, 128.58, 127.82, 127.46, 126.64, 126.45, 124.12, 21.79, 21.42.
9-氟-4-(氟苯基)菲啶(2f)[22]和8-氟-4-(氟苯基)菲啶(2f'): 白色固体, 产率92%. 2f和2f'为无法分开的异构体, 比例为3∶1. 2f: 1H NMR (600 MHz, CDCl3) δ: 8.50 (d, J=8.2 Hz, 1H), 8.24 (d, J=2.6 Hz, 1H), 8.20 (d, J=8.2 Hz, 1H), 8.06 (dd, J=6, 6 Hz, 1H), 7.74~7.70 (m, 1H), 7.70~7.64 (m, 3H), 7.33~7.30 (m, 1H), 7.27~7.23 (m, 2H). 2f': 1H NMR (600 MHz, CDCl3) δ: 8.64 (dd, J=6, 6 Hz 1H), 8.42 (d, J=8.2 Hz, 3H), 8.20 (d, J=8.2 Hz, 2H), 7.57 (t, J=8.5 Hz, 1H), 7.77~7.75 (m, 1H), 7.33~7.30 (m, 2H), 7.27~7.23 (m, 1H); 19F NMR (376 MHz, CDCl3) δ: －106.50, －111.74, －112.33, －112.51; 13C NMR (151 MHz, CDCl3) δ: 164.78, 164.24 (d, J=6.0 Hz), 163.11, 162.59 (d, J=6.0 Hz), 162.20, 160.56, 159.64, 159.34 (d, J=3.0 Hz), 144.16, 143.57, 136.10, 136.03, 135.79 (d, J=3.0 Hz), 135.51 (d, J=3.0 Hz), 131.73~131.58 (m, 2c), 130.59, 130.53, 130.34 (d, J=1.5 Hz), 129.72, 128.93, 127.58, 127.22, 126.52 (d, J=7.5 Hz), 125.04 (d, J=7.5 Hz), 123.42 (d, J=3.0 Hz), 122.26, 121.84, 120.03, 119.87, 116.48, 116.33, 115.85, 115.72 (d, J=4.5 Hz), 115.60, 113.08 (d, J=22.6 Hz), 107.60 (d, J=21.1 Hz); HRMS (APCI) calcd for C19H12F2N [M＋H]＋ 292.0933, found 292.0932.
9-氯-6-(4-氯苯基)菲啶(2g)[22]: 白色固体, m.p. 206~207 ℃, 产率41%. 1H NMR (600 MHz, CDCl3) δ: 8.64 (d, J=8.8 Hz, 1H), 8.57 (d, J=8.1 Hz, 1H), 8.22 (d, J=8.1 Hz, 1H), 8.02 (s, 1H), 7.82 (d, J=8.8 Hz, 1H), 7.78 (t, J=7.1 Hz, 1H), 7.72 (t, J=7.2 Hz, 1H), 7.69~7.66 (m, 2H), 7.57 (d, J=8.3 Hz, 2H); 13C NMR (151 MHz, CDCl3) δ: 159.05, 143.87, 137.76, 135.43, 133.47, 132.10, 131.44, 131.21, 130.68, 129.46, 129.06, 127.76, 127.71, 126.13, 124.34, 123.35, 122.03.
8-氯-6-(4-氯苯基)菲啶(2g'): 白色固体, m.p. 219~221 ℃, 产率48%. 1H NMR (600 MHz, CDCl3) δ: 8.68 (s, 1H), 8.55 (d, J=8.0 Hz, 1H), 8.25 (d, J=8.0 Hz, 1H), 8.03 (d, J=8.8 Hz, 1H), 7.82 (t, J=7.4 Hz, 1H), 7.74 (t, J=7.1 Hz, 1H), 7.69 (d, J=8.1 Hz, 2H), 7.58 (t, J=10.5 Hz, 3H); 13C NMR (151 MHz, CDCl3) δ: 159.59, 144.30, 137.97, 137.47, 135.35, 135.01, 131.24, 130.62, 130.27, 129.81, 128.96, 128.04, 127.60, 123.46, 122.90, 122.26, 122.19; HRMS (APCI) calcd for C19H12Cl2N [M＋H]＋324.0340, found 324.0341.
9-甲基-6-(对甲苯)菲啶(2h)[19]和8-甲基-6-(对甲苯)菲啶(2h')[19]: 白色固体, 产率60%. 2h和2h'为无法分开的异构体, 比例为3∶2. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.60 (d, J=1.8 Hz, 1H), 8.58 (s, 1H), 8.48 (s, 1H), 8.22 (s, 2H), 8.20 (s, 2H), 8.02 (d, J=8.5 Hz, 1H), 7.75~7.62 (m, 3H), 2.65 (s, 3H), 2.47 (s, 3H). 2g': 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.56 (s, 1H), 8.22 (s, 1H), 8.20 (s, 1H), 7.90 (s, 1H), 7.63 (d, J=8.0 Hz, 2H), 7.75 (d, J=1.8 Hz, 2H), 7.44~7.35 (m, 3H), 2.51 (s, 3H), 2.49 (s, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 161.15, 161.07, 144.12, 143.62, 140.87, 138.52, 137.19, 137.16, 137.05, 133.64, 132.24, 131.36, 130.31, 129.74, 129.15, 129.12, 128.89, 128.80, 128.68, 128.35, 128.30, 126.75, 126.59, 125.50, 123.84, 123.61, 123.50, 122.14, 121.96, 121.88, 121.79, 22.28, 21.78, 21.46.
9-甲氧基-6-(4-甲氧基苯基)菲啶(2i)[19]: 白色固体, m.p. 100~101 ℃, 产率42%. 1H NMR (600 MHz, CDCl3) δ: 8.52 (d, J=8.2 Hz, 1H), 8.20 (d, J=8.1 Hz, 1H), 8.07 (d, J=9.0 Hz, 1H), 8.00 (d, J=2.1 Hz, 1H), 7.74~7.62 (m, 4H), 7.21 (dd, J=9.0, 2.3 Hz, 1H), 7.08 (d, J=8.5 Hz, 2H), 4.06 (s, 3H), 3.91 (s, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 161.36, 160.55, 160.24, 144.49, 135.82, 132.67, 131.26, 131.05, 130.40, 129.03, 126.36, 123.64, 122.08, 120.51, 117.28, 114.03, 103.09, 55.73, 55.60.
8-甲氧基-6-(4-甲氧基苯基)菲啶(2i')[19]: 白色固体, m.p. 151~152 ℃, 产率21%. 1H NMR (600 MHz, CDCl3) δ: 8.61 (d, J=9.0 Hz, 1H), 8.52 (d, J=8.1 Hz, 1H), 8.20 (d, J=8.0 Hz, 1H), 7.79~7.55 (m, 5H), 7.53 (s, 1H), 7.49 (d, J=9.0 Hz, 1H), 7.10 (d, J=8.3 Hz, 2H), 3.92 (s, 3H), 3.85 (s, 3H); 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ: 160.26, 158.63, 153.10, 143.27, 132.64, 131.11, 130.36, 128.07, 127.95, 126.95, 126.86, 124.06, 123.92, 121.58, 121.07, 114.13, 109.25, 55.63, 55.59.
9-(三氟甲基)-6-(4-(三氟甲基)苯基)菲啶(2j)[22]: 白色固体, m.p. 161~162 ℃, 产率86%. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 9.00 (s, 1H), 8.66 (d, J=9.8 Hz, 1H), 8.28 (d, J=9.6 Hz, 1H), 8.17 (d, J=8.6 Hz, 1H), 7.89~7.77 (m, 7H); 19F NMR (377 MHz, CDCl3) δ: －62.57, －62.66; 13C NMR (151 MHz, CDCl3) δ: 159.24, 144.18, 142.82, 133.53, 132.61 (q, J=33.2 Hz), 131.51 (q, J=33.2 Hz), 130.87, 130.32, 130.14, 129.46, 128.25, 126.35, 125.80 (d, J=3.0 Hz), 125.13, 124.94, 123.45, 123.32, 123.13, 122.20, 120.20 (d, J=4.5 Hz).
茚并[3-gh]菲啶(2k)[19]: 黄色固体, m.p. 153~154 ℃, 产率63%. 1H NMR (600 MHz, CDCl3) δ: 8.55 (d, J=9.4 Hz, 1H), 8.38 (d, J=9.5 Hz, 1H), 8.32 (d, J=7.8 Hz, 1H), 8.25 (d, J=7.8 Hz, 1H), 7.88~7.83 (m, 3H), 7.81 (t, J=8.3 Hz, 1H), 7.72 (t, J=7.5 Hz, 1H), 7.51 (t, J=7.4 Hz, 1H), 7.49~7.45 (m, 1H); 13C NMR (151 MHz, CDCl3) δ: 161.35, 147.69, 142.14, 138.47, 138.00, 132.78, 131.13, 130.98, 130.25, 129.35, 128.96, 128.83, 127.13, 125.48, 124.24, 123.11, 123.09, 122.00, 121.81, 120.16.
菲啶-6-羧酸异丙酯(2l): 无色油状物, 产率40%. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.68 (d, J=8.4 Hz, 1H), 8.61~59 (m, 1H), 8.43 (d, J=7.6 Hz, 1H), 8.30~8.27 (m, 1H), 7.92~7.88 (m, 1H), 7.80~7.71 (m, 3H), 5.57~5.48 (m, 1H), 1.54 (d, J=6.3 Hz, 6H); 13C NMR (151 MHz, CDCl3) δ: 166.35, 152.19, 143.09, 133.59, 131.23, 131.15, 129.12, 128.51, 127.92, 127.33, 124.88, 123.48, 122.38, 122.16, 70.38, 22.10; HRMS (APCI) calcd for C17H16NO2 [M＋H]＋ 266.1175, found 266.1176.
菲啶-6-羧酸乙酯(2m)[20]: 无色油状物, 产率44%. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 8.69 (d, J=8.4 Hz, 1H), 8.63~8.60 (m, 1H), 8.55 (d, J=8.9 Hz, 1H), 8.31~8.29 (m, 1H), 7.93~7.89 (m, 1H), 7.82~7.70 (m, 3H), 4.64 (q, J=7.1 Hz, 2H), 1.54 (t, J=7.1 Hz, 3H); 13C NMR (151 MHz, CDCl3) δ: 166.35, 151.25, 142.81, 133.47, 131.13, 131.00, 129.02, 128.54, 127.86, 127.34, 124.87, 123.46, 122.19, 122.03, 62.31, 14.33.
6-苯基-5,6-二氢菲啶(4): 该化合物的合成在氮气保护下进行, 其余合成步骤与6-取代菲啶2的合成相同. 淡黄色固体, m.p. 102~103 ℃, 产率47%. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ: 7.78 (dd, J=14.8, 7.9 Hz, 2H), 7.42 (d, J=7.9 Hz, 2H), 7.39~7.31 (m, 4H), 7.18~7.11 (m, 2H), 6.88 (t, J=7.5 Hz, 1H), 6.82 (d, J=7.6 Hz, 1H), 6.64 (d, J=8.0 Hz, 1H), 5.59 (s, 1H), 4.29 (s, 1H); 13C NMR (151 MHz, CDCl3) δ: 144.31, 143.56, 135.88, 131.50, 129.17, 128.83, 128.04, 127.97, 127.75, 127.31, 127.08, 123.54, 122.42, 121.30, 119.21, 115.10, 60.30; HRMS (APCI) calcd for C19H14N [M－H]－256.1120, found 256.1121.
辅助材料(Supporting Information) 产物2a~2m和4的1H NMR和13C NMR, 以及含氟产物的19F NMR图谱. 这些材料可以免费从本刊网站(http://sioc-journal.cn/)上下载.
(Cheng, F.)