溴化二甲基溴化硫催化下吡唑稠合型异香豆素的合成

引用本文: 房智兴, 刘巨艳, 乔艳红. 溴化二甲基溴化硫催化下吡唑稠合型异香豆素的合成[J]. 有机化学, 2018, 38(8): 1985-1992. doi: 10.6023/cjoc201803019 shu

Citation: Fang Zhixing, Liu Juyan, Qiao Yanhong. Bromodimethylsulfonium Bromide Catalyzed Synthesis of Pyrazole-Fused Isocoumarins[J]. Chinese Journal of Organic Chemistry, 2018, 38(8): 1985-1992. doi: 10.6023/cjoc201803019 shu

溴化二甲基溴化硫催化下吡唑稠合型异香豆素的合成

天津师范大学化学学院天津市功能分子结构与性能重点实验室无机-有机杂化功能材料化学省部共建教育部重点实验室天津 300387

通讯作者: 刘巨艳, hxxyljy@mail.tjnu.edu.cn

基金项目:

天津市自然科学基金(No.12JCZDJC34300)、大学生创业训练(No.201447)资助项目

摘要: 在溴化二甲基溴化硫(BDMS)催化作用下，以水合茚三酮和芳腙为原料，在室温下，合成了一系列吡唑稠合型异香豆素衍生物.该合成方法具有反应条件温和、操作简单、催化剂易得、反应时间短的优点.

关键词:

English

异香豆素是一类重要的具有广泛药理学性质的天然内酯^[1].事实上, 科学家已经从植物中分离出大量的异香豆素, 并对其潜在的治疗应用进行了探索, 包括抗真菌^[2]、抗微生物^[3]、抗癌^[4]、抗过敏^[5]、抗炎^[6]、抗HIV^[7]和抗凝血^[8]活性.在各种取代的异香豆素中(图 1), Thunberginols A和B以抗过敏和抗菌活性而闻名^[9]. Reticulol和Cytogenin是已经用于临床的抗肿瘤药剂^[10].此外, 人工合成的异香豆素NM-3在治疗实体瘤方面非常有效, 并已进入临床试验^[11].最近, Maggio等报道了一些吡唑稠合型异香豆素, 它们表现了很好的亲合力, 能够结合GABA受体的苯二氮平类药物的作用点, 因此它们能够代替来自于牛脑膜的特殊的[³H]氟硝西泮^[12].由于异香豆素衍生物多种多样的生物活性, 它们的制备合成已经引起了有机合成化学家们的高度重视^[13~16]. Maggio等报道的关于GABA受体键合异色烯[4, 3-c]吡唑-5(1H)-酮衍生物的合成方法需要以吡唑为起始原料, 经过多步化学反应才能实现^[12].这些已经报道的方法虽然适合于特殊合成条件, 但是有时候这些方法会存在一个甚至多个缺点.例如, 使用昂贵的化学试剂和重金属催化剂^[12], 有限的底物范围^[12], 较长的反应时间且产率低^[12], 催化剂的制备工序繁琐^[17], 反应所需的温度较高^{[17, 18]}.因此, 研究一种经济、环保、高效的催化体系来合成吡唑稠合型异香豆素仍然具有很重要的意义.

图 1

图 1. 具有生物活性的异香豆素衍生物

Figure 1. Isocoumarin derivatives with biological activities

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溴化二甲基溴化硫(BDMS)^[19]是一种亮黄色粉末状固体, 制备简单、成本低.它既可以作为催化剂催化多种化学反应, 又可以作为溴化试剂参与反应, 且遇水容易分解, 因此后处理比较方便, 水洗就可以除去.由于其高效的催化活性和特有的化学性质^[20], 已经引起大批化学家的关注.为了能够在合成方法学上继续有所发现^[21], 本工作采用溴化二甲基溴化硫作为催化剂, ^, 以水合茚三酮和芳腙为底物, 在室温下, 并在较短时间内、较高收率的合成了一系列吡唑稠合型异香豆素衍生物(Eq. 1).

(1)

1. 结果与讨论

1.1 反应条件

为了确定最佳的反应条件, 在室温下, 以水合茚三酮(1.0 mmol)和苯甲醛苯腙(1.0 mmol)作为底物的反应为模型反应, 以溴化二甲基溴化硫(BDMS)为催化剂, 通过改变催化剂的用量、有机溶剂的种类, 进行了一系列的实验, 反应结果如表 1所示.不难发现, 加入催化剂的量对反应收率有着较大的影响:在以CH₂Cl₂为溶剂的条件下, 加入20 mol% BDMS, 反应效果最好, 过量的催化剂并不能显著增加产物的收率(表 1, Entries 5~7).在无催化剂的条件下, 反应进行足够长的时间, 却没有预期产物生成, 这证明了BDMS在此反应中, 在反应过程中起到了十分重要的作用(表 1, Entry 1).在相同的反应时间、相同的催化剂加入量的条件下, 以CH₃CN、1, 4-dioxane、Toluene、CCl₄作为溶剂进行该反应时, 都比CH₂Cl₂作为溶剂时反应产率低, 而以CHCl₃作为溶剂进行该反应时, 其反应产率与CH₂Cl₂作为溶剂时的反应产率接近(表 1, Entries 8~12).因此, 最后确定最佳反应条件为:室温、CH₂Cl₂为溶剂、20 mol%的催化剂.

表 1

表 1 催化合成吡唑稠合型异香豆素的条件优化^a

Table 1. Screening on the reaction conditions for the synthesis of pyrazole-fused isocoumarins

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Entry	BDMS/mol%	Solvent	Time/h	Yield^b/%
1	None	CH₂Cl₂	24	—
2	5	CH₂Cl₂	1	Trace
3	10	CH₂Cl₂	1	20
4	15	CH₂Cl₂	1	60
5	20	CH₂Cl₂	1	76
6	25	CH₂Cl₂	1	76
7	30	CH₂Cl₂	1	76
8	20	CH₃CN	1	10
9	20	CHCl₃	1	70
10	20	1, 4-Dioxane	1	50
11	20	Toluene	1	10
12	20	CCl₄	1	Trace
^a All reactions were run with ninhydrin (1 mmol) and benzaldehyde phenylhydrazone (1 mmol) in 1 mL of solvents at room temperature; ^b Isolated yields.

1.2 溴化二甲基溴化硫催化不同底物合成唑稠合型异香豆素衍生物

在最优化的反应条件下, 我们对该反应的普适性进行了研究, 结果见表 2.从实验结果可以看出, 各种取代基取代的芳香醛苯腙都能顺利与水合茚三酮进行反应, 并以较好的产率得到目标化合物(表 2, Entries 1~13).芳香醛苯腙的分子结构中, 碳氮双键(N=C)一侧连接的苯环上的取代基的电子效应对反应收率、反应时间有一定的影响:当对位是对苯环起钝化作用的卤原子时(Br, Cl, F)反应的收率维持在70%~79%之间(表 2, Entries 2, 6~7);当对位是对苯环有活化作用的供电子取代基时(OH, OCH₃, CH₃, SCH₃)有利于反应的进行, 使反应时间缩短, 反应收率增高(表 2, Entries 8~10, 12);当卤原子(Br, Cl)取代基在间位时比在邻位时收率高, 反应时间短(表 2, Entries 3~5);当苯腙分子结构中肼的一侧的苯环都带有卤原子时, 会使反应收率降低, 反应时间相对延长(表 2, Entry 13).然而, 出乎意料的是以肉桂醛苯腙为原料合成目标产物的产率较低, 且反应时间较长(表 2, Entry 11), 但造成肉桂醛苯腙与水合茚三酮反应收率低的原因尚不清楚.

表 2

表 2 各类吡唑稠合型异香豆素的合成^a

Table 2. Synthesis of pyrazole-fused isocoumarins

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为了与其他文献报道的催化剂在吡唑稠合型异香豆素合成中的催化效果进行对比, 在表 3中列出了各种催化剂合成目标产物3c的催化剂的用量、反应时间和产率.由表 3可以很明显的看出, 用BDMS作为催化剂, 所需要的催化剂用量最小、反应时间最短、反应条件温且产品收率较高.

为了评估在大规模反应中应用该方法的可行性, 进行了放大实验, 将水合茚三酮1.78 g (10 mmol)、苯甲醛苯腙1.96 g (10 mmol)与溴化二甲基溴化硫0.44 g (2 mmol)在10 mL二氯甲烷溶剂中进行反应, 其收率几乎与小规模反应的收率相同(Eq. 2).

(2)

1.3 反应机理

在本课题组对溴化二甲基溴化硫催化性能的研究^[20]、前人对水合茚三酮与芳腙反应研究的基础上^{[12, 17]}, 推测了溴化二甲基溴化硫催化下合成吡唑稠合型异香豆素可能的反应机理(Scheme 1).首先, 水合茚三酮的羟基与BDMS中带正电的硫原子结合, 形成带有电正性的氧正离子中间体4, BDMS中的Br^-作为碱夺取中间体4的氢质子, 脱去一分子HBr, 形成中间体5.中间体5发生电子重排, 脱去一分子DMSO和一分子Br^-, 产生碳正离子中间体6, 然后, 中间体6的碳正离子与化合物2的C=N发生亲电加成, 同时芳腙上的电子发生重排生成中间体化合物7, 化合物7在Br^-作用下失去一个氢质子得到中间体化合物8.化合物8在HBr的诱导下, 发生分子内的环化反应, 生成中间体化合物9, 化合物9的另一个羰基也受到HBr的活化作用, 与邻位碳上的羟基氧原子发生亲核加成, 生成环氧化合物10.最后, 化合物10的两个羟基分别与HBr产生的H⁺和Br^-作用后发生电子重排, 脱去一分子水和一分子HBr, 生成目标化合物3.

Scheme 1

Scheme 1. 合成化合物3可能的反应机理

Scheme 1. Proposed mechanism for the formation of product 3

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2. 结论

总之, 发现了一种在室温下单独使用溴化二甲基溴化硫(BDMS)为催化剂, 通过水合茚三酮和芳香苯腙之间的反应制备吡唑稠合型异香豆素衍生物的方法.该方法具有反应条件温和、操作简单、催化剂易得、反应时间短的优点, 为合成异香豆素类化合物提供了一条新的途径.

3. 实验部分

3.1 仪器与试剂

熔点测定使用北京泰克仪器有限公司X-4数字显示显微熔点测试仪; 核磁共振氢谱(400 MHz)和碳谱(100 MHz)采用美国Bruker AVANCE-400 MHz型核磁共振仪测定, 用CDCl₃为溶剂, TMS为内标; 高分辨质谱采用安捷伦6520 Q-TOF LC/MS仪器测定.除特别说明外, 本文所用化学试剂均为市售化学纯或分析纯.柱层析硅胶(试剂级, 200~300目)购自青岛海洋化工有限公司, 直接使用.所用的乙腈、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳, 是加入适量的五氧化二磷后回流, 重蒸后使用.所用的1, 4-二氧六环、甲苯用金属钠回流重蒸后使用.溴化二甲基溴化硫(BDMS)是参考文献的方法合成的^[19c].所用的芳香醛苯腙类化合物(2a~2m)是已知化合物, 都是参考文献的方法合成的^[22~24].

表 3

表 3 不同催化剂催化合成化合物3c效果对比

Table 3. Comparison of the effect of catalysts for the synthesis of 3c^a

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Entry	Catalyst (loading)	Condition	Time/h	Yield^a/%	Ref.
1	Lactic acid (20 mol%)	H₂O, 100 ℃	10	12	[17]
2	Formic acid (20 mol%)	H₂O, 100 ℃	10	13	[17]
3	Citric acid (20 mol%)	H₂O, 100 ℃	10	15	[17]
4	Acetic acid (20 mol%)	H₂O, 100 ℃	10	0	[17]
5	p-TSA (20 mol%)	H₂O, 100 ℃	10	18	[17]
6	H₂SO₄ (20 mol%)	AcOH, 90 ℃	1.5	65	[17]
7	PEG-OSO₃H (500 mg)	H₂O, 100 ℃	2	55	[17]
8	MSA (500 mg)	Solvent-free, 100 ℃	12	0	[17]
9	SSA (500 mg)	Solvent-free, 100 ℃	2	60	[17]
10	Fe₃O₄@SiO₂-SO₃H (500 mg)	Solvent-free, 100 ℃	1	85	[17]
11	—	Glycerol, 75 ℃	4	91	[18]
12	BDMS (20 mol%)	CH₂Cl₂, r.t.	1	82	—
^a Isolated yields.

3.2 实验方法

在25 mL的圆底烧瓶中, 加入水合茚三酮(1 mmol)、苯甲醛苯腙(1 mmol)、溴化二甲基溴化硫(0.2 mmol), 常温下加入1 mL的二氯甲烷溶剂, 在室温下搅拌, 薄层色谱(TLC)监测, 直至原料消失后停止反应.反应完全后, 加入2 mL水搅拌, 再加入2 mL二氯甲烷萃取, 水洗3次(2 mL×3), 分液, 收集有机相, 无水硫酸钠干燥, 过滤, 旋蒸, 粗产品运用柱色谱法进行分离提纯, 得到纯净的产物3.

1, 3-二苯基-1H-异色烯并[4, 3-c]吡唑-5-酮(3a)^[17]:白色固体, m.p. 235~237 ℃; ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 8.48 (d, J=7.2 Hz, 1H), 8.20 (d, J=8.0 Hz, 2H), 7.62 (s, 5H), 7.58~7.47 (m, 4H), 7.40 (d, J=8.0 Hz, 1H), 7.21~7.19 (d, J=8.0 Hz, 1H); ¹³ C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: C 161.4, 140.3, 137.5, 136.9, 134.6, 132.1, 130.3, 129.7, 128.6, 128.5, 128.1, 126.7, 126.5, 123.7, 120.9, 119.7.

3-(4-氯苯基)-1-苯基-1H-异色烯并[4, 3-c]吡唑-5-酮(3b)^[17]:白色固体, m.p. 242~244 ℃; ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 8.47 (d, J=7.6 Hz, 1H), 8.13 (d, J=8.8 Hz, 2H), 7.62~7.52 (m, 7H), 7.46 (d, J=8.4 Hz, 2H), 7.18 (d, J=8.0 Hz, 1H); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: C 161.2, 140.2, 136.7, 136.5, 134.7, 134.2, 132.2, 129.7, 128.9, 128.6, 127.9, 127.7, 126.6, 123.8, 120.9, 119.7, 107.5.

3-(3-氯苯基)-1-苯基-1H-异色烯并[4, 3-c]吡唑-5-酮(3c)^[17]:白色固体, m.p. 195~197 ℃; ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 8.46 (d, J=7.6 Hz, 1H), 8.16 (s, 1H), 8.10 (d, J=7.6 Hz, 1H), 7.62 (s, 5H), 7.60~7.51 (m, 2H), 7.43~7.33 (m, 2H), 7.18 (d, J=7.8 Hz, 1H); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: C 161.1, 140.1, 136.8, 136.1, 134.7, 132.2, 132.0, 129.9, 129.8, 129.7, 128.6, 128.4, 127.8, 126.6, 126.5, 126.1, 124.6, 123.8, 120.9, 119.7.

3-(2-溴苯基)-1-苯基-1H-异色烯并[4, 3-c]吡唑-5-酮(3d)^[17]:黄白色固体, m.p. 195~197 ℃; ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: H 8.46 (d, J=7.6 Hz, 1H), 7.73 (d, J=8.0 Hz, 1H), 7.67~7.50 (m, 8H), 7.35 (t, J=7.6 Hz, 1H), 7.30 (t, J=8.0 Hz, 2H); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: C 161.1, 140.1, 136.7, 136.0, 134.7, 132.3, 132.2, 131.3, 130.2, 129.8, 129.7, 128.9, 128.6, 127.8, 126.7, 125.1, 123.8, 122.8, 120.9, 119.6.

3-(3-溴苯基)-1-苯基-1H-异色烯并[4, 3-c]吡唑-5-酮(3e)^[17]:黄色固体, m.p. 223~225 ℃; ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 8.45(d, J=7.6 Hz, 1H), 8.31 (s, 1H), 8.15 (d, J=7.6 Hz, 1H), 7.62~7.50 (m, 8H), 7.36 (t, J=8.0 Hz, 1H), 7.19 (d, J=8.0 Hz, 1H); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 161.1, 140.1, 136.8, 136.0, 134.7, 132.3, 132.2, 131.3, 130.2, 129.8, 129.7, 128.9, 128.6, 127.8, 126.6, 125.1, 123.9, 122.9, 120.9, 119.7.

3-(4-溴苯基)-1-苯基-1H-异色烯并[4, 3-c]吡唑-5-酮(3f)^[17]:白色固体, m.p. 232~234 ℃; ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 8.47 (d, J=7.2 Hz, 1H), 8.07 (d, J=8.8 Hz, 2H), 7.64~7.54 (m, 9H), 7.18 (d, J=8.4 Hz, 1H); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 161.2, 140.2, 136.7, 136.4, 134.7, 132.2, 131.8, 129.7, 129.3, 128.6, 127.9, 126.6, 123.8, 122.5, 120.9, 119.7.

3-(4-氟苯基)-1-苯基-1H-异色烯并[4, 3-c]吡唑-5-酮(3g)^[17]:白色固体, m.p. 233~235 ℃; ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 8.47 (d, J=8.0 Hz, 1H), 8.19~8.14 (m, 2H), 7.62 (s, 5H), 7.58~7.51 (m, 2H), 7.20~7.14 (m, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃, F coupled ¹³C spectra) δ: 161.3, 161.1, 140.2, 136.6, 136.5, 134.7, 132.1, 129.7, 128.5, 128.4, 128.3, 128.2, 127.9, 126.8, 126.7, 126.6, 126.5, 123.7, 120.9, 119.6, 115.8, 115.5.

3-(4-羟基苯基)-1-苯基-1H-异色烯并[4, 3-c]吡唑-5-酮(3h)^[17]:淡黄白色固体, m.p. 252~254 ℃; ¹H NMR (300 MHz, DMSO-d₆) δ: 9.79 (s, 1H), 8.32 (d, J=7.5 Hz, 1H), 7.85 (d, J=8.7 Hz, 2H), 7.76~7.64 (m, 6H), 7.10 (d, J=7.8 Hz, 1H), 6.93 (d, J=8.1 Hz, 2H); ¹³C NMR (100 MHz, DMSO-d₆) δ: 161.1, 158.2, 140.4, 136.9, 136.0, 135.6, 131.9, 130.3, 130.2, 129.3, 128.0, 127.8, 127.1, 123.8, 121.5, 121.0, 119.6, 116.1.

3-(4-甲氧基苯基)-1-苯基-1H-异色烯并[4, 3-c]吡唑- 5-酮(3i)^[17]:白色固体, m.p. 249~251 ℃; ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 8.47 (d, J=7.6 Hz, 1H), 8.13 (d, J=7.2 Hz, 2H), 7.61 (s, 5H), 7.55~7.52 (m, 2H), 7.20 (d, J=8.4 Hz, 1H), 7.01 (d, J=8.8 Hz, 2H), 3.87 (s, 3H); ¹³ C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 161.5, 159.8, 140.3, 137.5, 134.6, 132.1, 129.6, 129.5, 128.4, 128.1, 127.8, 126.7, 123.6, 122.9, 120.9, 119.7, 114.1, 55.28.

1-苯基-3-对甲苯基-1H-异色烯并[4, 3-c]吡唑-5-酮(3j)^[17]:白色固体, m.p. 252~254 ℃; ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 8.47 (d, J=7.2 Hz, 1H), 8.07 (d, J=8.0 Hz, 2H), 7.61 (s, 5H), 7.57~7.52 (m, 2H), 7.29 (d, J=8.0 Hz, 2H), 7.20 (d, J=8.0 Hz, 1H), 7.41 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 161.5, 140.3, 138.3, 137.6, 134.6, 132.1, 129.7, 129.5, 129.3, 128.4, 128.1, 127.4, 126.7, 126.3, 126.2, 123.6, 120.9, 119.7, 21.3.

1-苯基-3-苯乙烯基-1H-异色烯并[4, 3-c]吡唑-5-酮(3k)^[17]:浅黄色固体, m.p. 163~165 ℃; ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 8.42 (d, J=10.4 Hz, 1H), 7.63~7.48 (m, 10H), 7.38~7.33 (m, 2H), 7.28~7.21 (m, 2H), 7.15~7.12 (m, 1H); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 161.4, 140.1, 137.2, 136.9, 134.6, 133.0, 132.1, 129.7, 129.6, 128.7, 128.5, 128.1, 127.9, 127.0, 126.6, 126.5, 123.4, 121.0, 119.8, 116.7.

3-(4-甲硫基苯基)-1-苯基-1H-异色烯并[4, 3-c]吡唑- 5-酮(3l):白色固体, m.p. 223~225 ℃; ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 8.47 (d, J=7.6 Hz, 1H), 8.10 (d, J=8.4 Hz, 2H), 7.61 (s, 5H), 7.57~7.52 (m, 2H), 7.35 (d, J=8.4 Hz, 2H), 7.19 (d, J=8.0 Hz, 1H), 2.53 (s, 3H); ¹³C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 160.5, 139.4, 138.1, 136.3, 135.8, 133.7, 131.2, 128.7, 127.5, 127.1, 126.2, 125.9, 125.8, 125.6, 122.8, 120.0, 118.8, 14.7; HRMS calcd for C₂₃H₁₇- O₂N₂S (M+H)⁺ 385.0979, found 385.1011.

1-(4-氯苯基)-3-(3-溴苯基)-1H-异色烯并[4, 3-c]吡唑-5-酮(3m):白色固体, m.p. 233~235 ℃; ¹H NMR (400 MHz, CDCl₃) δ: 8.48 (d, J=7.6 Hz, 1H), 8.29 (s, 1H), 8.12 (d, J=8.0 Hz, 1H), 7.62~7.55 (m, 7H), 7.35 (t, J=8.0 Hz, 1H), 7.23 (d, J=7.6 Hz, 1H); ¹³ C NMR (100 MHz, CDCl₃) δ: 161.0, 138.7, 137.0, 136.6, 135.8, 134.8, 132.4, 132.1, 131.6, 130.3, 130.0, 129.0, 128.9, 127.9, 127.7, 125.2, 123.9, 123.7, 122.9, 120.8, 119.8; HRMS calcd for C₂₂H₁₃O₂N₂ClBr (M+H)⁺ 452.9879, found 452.9819.

辅助材料(Supporting Information) 产物的核磁共振氢谱和碳谱.这些材料可以免费从本刊网站(http://sioc-journal.cn/)上下载.

1. [1]
  (a) Barry, R. D. Chem. Rev. 1964, 64, 229.
  (b) Hill, R. A. Progress in the Chemistry of Organic Natural Products, Springer, Berlin, 1986; Vol. 49, p. 1.
2. [2]
  (a) Engelmeier, D. ; Hadacek, F. ; Hofer, O. ; Lutz-Kutschera, G. ; Nagl, M. ; Wurz, G. ; Greger, H. J. Nat. Prod. 2004, 67, 19.
  (b) Rukachaisirikul, V. ; Rodglin, A. ; Sukpondma, Y. ; Phongpaichit, S. ; Buatong, J. ; Sakayaroj, J. J. Nat. Prod. 2012, 75, 853.
3. [3]
  (a) Yoshikawa, M. ; Harada, E. ; Naitoh, Y. ; Inoue, K. ; Matsuda, H. ; Shimoda, H. ; Yamahara, J. ; Murakami, N. Chem. Pharm. Bull. 1994, 42, 2225.
  (b) Kornsakulkarn, J. ; Thongpanchang, C. ; Lapanun, S. ; Srichom-thong, K. J. Nat. Prod. 2009, 72, 1341.
4. [4]
  (a) Kawano, T. ; Agata, N. ; Kharbanda, S. ; Avigan, D. ; Kufe, D. Cancer Chemother. Pharmacol. 2007, 59, 329.
  (b) Riveiro, M. E. ; Moglioni, A. ; Vazquez, R. ; Gomez, N. ; Facorro, G. ; Piehl, L. ; DeCelis, E. R. ; Shayo, C. ; Davio, C. Bioorg. Med. Chem. 2008, 16, 2665.
5. [5]
  Yoshikawa, M.; Harada, E.; Naitoh, Y.; Inoue, K.; Matsuda, H.; Shimoda, H.; Yamahara, J.; Murakami, N. Chem. Pharm. Bull. 1994, 42, 2225. doi: 10.1248/cpb.42.2225
6. [6]
  Furuta, T.; Fukuyama, Y.; Asakawa, Y. Phytochemistry 1986, 25, 517. doi: 10.1016/S0031-9422(00)85513-2
7. [7]
  (a) Shikishima, Y. ; Takaishi, Y. ; Honda, G. ; Ito, M. ; Takeda, Y. ; Kodzhimatov, O. K. ; Ashurmetov, O. ; Lee, K. H. Chem. Pharm. Bull. 2001, 49, 877.
  (b) Goldman, M. E. ; Salituro, G. S. ; Bowen, J. A. ; Williamson, J. M. ; Zink, L. ; Schleif, W. A. ; Emini, E. A. Mol. Pharmacol. 1990, 38, 20.
8. [8]
  Gage, B. F. Hematology 2006. 2006, 467 doi: 10.1182/asheducation-2006.1.467
9. [9]
  (a) Kurume, A. ; Kamata, Y. ; Yamashita, M. ; Wang, Q. ; Matsuda, H. ; Yoshikawa, M. ; Kawasaki, I. ; Ohta, S. Chem. Pharm. Bull. 2008, 56, 1264.
  (b) Matsuda, H. ; Wang, Q. ; Matsuhira, K. ; Nakamura, S. ; Yuan, D. ; Yoshikawa, M. Phytomedicine 2008, 15, 177.
  (c) Yoshikawa, M. ; Harada, E. ; Naitoh, Y. ; Inoue, K. ; Matsuda, H. ; Shimoda, H. ; Yamahara, J. ; Murakami, N. Chem. Pharm. Bull. 1994, 42, 2225.
10. [10]
  Lim, D.-S.; Kwak, Y.-S.; Kim, J.-H.; Ko, S.-H.; Yoon, W.-H.; Kim, C.-H. Chemotherapy. 2003, 49, 146. doi: 10.1159/000070621
11. [11]
  (a) Kawano, T. ; Agata, N. ; Kharbanda, S. ; Avigan, D. ; Kufe, D. Cancer Chemother. Pharmacol. 2007, 59, 329.
  (b) Agata, N. ; Nogi, H. ; Milhollen, M. ; Kharbanda, S. ; Kufe, D. Cancer Res. 2004, 64,, 8512.
12. [12]
  Maggio, B.; Raffa, D.; Raimondi, M. V.; Plescia, F.; Trincavelli, M. L.; Martini, C.; Meneghetti, F.; Basile, L.; Guccione, S.; Daidone, G. Eur. J. Med. Chem. 2012, 54, 709. doi: 10.1016/j.ejmech.2012.06.028
13. [13]
  Angelis, M. D.; Stossi, F.; Waibel, M.; Katznellenbogen, B. S.; Katznellenbogen, J. S. Bioorg. Med. Chem. 2005, 13, 6529. doi: 10.1016/j.bmc.2005.07.014
14. [14]
  Maggio, B.; Raffa, D.; Raimondi, M. V.; Plescia, F.; Trincavelli, M. L.; Martini, C.; Meneghetti, F.; Basile, L.; Guccione, S.; Daidone, G. Eur. J. Med. Chem. 2012, 54, 709. doi: 10.1016/j.ejmech.2012.06.028
15. [15]
  (a) Kavala, V. ; Wang, C. -C. ; Barange, D. K. ; Kuo, C. -W. ; Lei, P. -M. ; Yao, C. -F. J. Org. Chem. 2012, 77, 5022.
  (b) Chary, R. G. ; Reddy, G. R. ; Ganesh, Y. S. S. ; Prasad, K. V. ; Chandra, S. K. P. ; Mukherjee, S. ; Pal, M. RSC Adv. 2013, 3, 9641.
  (c) Suzuki, T. ; Yamada, T. ; Watanabe, K. ; Katoh, T. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, 2583.
  (d) Deponti, M. ; Kozhushkov, S. I. ; Yufit, D. S. ; Ackermann, L. Org. Biomol. Chem. 2013, 11, 142.
  (e) Li, Z. ; Hong, J. ; Weng, L. ; Zhou, X. Tetrahedron 2012, 68, 1552.
16. [16]
  (a) Hellal, M. ; Bourguignon, J. J. ; Bihel, F. J. -J. Tetrahedron Lett. 2008, 49, 62.
  (b) da Penha, E. T. ; Forni, J. A. ; Biajoli, A. F. P. ; Correia, C. R. D. Tetrahedron Lett. 2011, 52, 6342.
  (c) Kraus, G. A. ; Ridgeway, J. J. Org. Chem. 1994, 59, 4735.
17. [17]
  Mukherjee, S, ; Kundu, A.; Pramanik, A. Tetrahedron Lett. 2016, 57, 2103. doi: 10.1016/j.tetlet.2016.04.002
18. [18]
  Yadav, V. B.; Rai, P.; Sagir, H.; Kumar, A.; Siddiqui, I. R. ChemistrySelect 2017, 2, 8320. doi: 10.1002/slct.201700976
19. [19]
  (a) Choudhury, L. H. ; Pravin, T. ; Khan, A. T. Tetrahedron 2009, 65, 9513.
  (b) Olah, G. A. ; Vankar, Y. D. ; Arvanaghi, M. ; Surya Prakash, G. K. Synthesis 1979, 720.
  (c) Furukawa, N. ; Inoue, T. ; Aida, T. ; Oae, S. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1973, 212.
20. [20]
  (a) Choudhury, L. H. Synlett 2006, 1619.
  (b) Khan, A. T. ; Ali, A. M. ; Goswami, P. ; Choudhury, L. H. J. Org. Chem. 2006, 71, 8961.
  (c) Das, B. ; Krishnaiah, M. ; Katta, V. Tetrahedron Lett. 2006, 47, 4457.
  (d) Khan, A. T. ; Mondal, E. ; Borah, B. M. ; Ghosh, S. Eur. J. Org. Chem. 2003, 4113.
  (e) Khan, A. T. ; Islam, S. ; Majee, A. ; Chattopadhyay, T. ; Ghosh, S. J. Mol. Catal. A: Chem. 2005, 239, 158.
  (f) Khan, A. T. ; Sahu, P. R. ; Majee, A. J. Mol. Catal. A: Chem. 2005, 226, 207.
  (g) Khan, A. T. ; Mondal, E. ; Ghosh, S. ; Islam, S. Eur. J. Org. Chem. 2004, 2002.
21. [21]
  (a) Zhao, C. Y. ; Liu, J. Y. ; Wang, Y. ; Zhao, X. J. ; Yuan, B. ; Yue, M. M. Synth. Commun. 2014, 44, 827.
  (b) Yue, M. M. ; Liu, J. Y. ; Wang, Y. ; Yuan, B. Chin. J. Org. Chem. 2014, 34, 190(in Chinese).
  (岳闽敏, 刘巨艳, 王英, 袁斌, 有机化学. 2014, 34, 190. )
  (c) Zhang, L. J. ; Liu, J. Y. ; Wang, Y. Chin. J. Org. Chem. 2013, 33, 339(in Chinese).
  (张丽君, 刘巨艳, 王英, 有机化学. 2013, 33, 339. )
  (d) Huang, H. J. ; Liu, J. Y. ; Ma, E. Z. ; Cao, Y. Y. Chin. J. Org. Chem. 2015, 35, 2372(in Chinese).
  (黄海静, 刘巨艳, 马恩忠, 曹映玉, 有机化学. 2015, 35, 2372. )
  (e) Liu, J. Y. ; Huang, H. J. ; Jiao, D. Q. Chin. J. Org. Chem. 2017, 37, 1808(in Chinese).
  (刘巨艳, 黄海静, 焦德全, 有机化学. 2017, 37, 1808. )
22. [22]
  Nagalakshmi, G..; Maity, T. K.; Maiti, B. C. Pharmacologyonline 2011, 1, 1228.
23. [23]
  Dikusar, E. A.; Potkin, V. I. Russ. J. Gen. Chem. 2009, 79, 953. doi: 10.1134/S1070363209050144
24. [24]
  Majed, M. H. Eur. J. Chem. 2009, 6, 508. http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/MT/2014/C4MT00171K

图 1 具有生物活性的异香豆素衍生物

Figure 1 Isocoumarin derivatives with biological activities

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Scheme 1 合成化合物3可能的反应机理

Scheme 1 Proposed mechanism for the formation of product 3

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表 1 催化合成吡唑稠合型异香豆素的条件优化^a

Table 1. Screening on the reaction conditions for the synthesis of pyrazole-fused isocoumarins


Entry	BDMS/mol%	Solvent	Time/h	Yield^b/%
1	None	CH₂Cl₂	24	—
2	5	CH₂Cl₂	1	Trace
3	10	CH₂Cl₂	1	20
4	15	CH₂Cl₂	1	60
5	20	CH₂Cl₂	1	76
6	25	CH₂Cl₂	1	76
7	30	CH₂Cl₂	1	76
8	20	CH₃CN	1	10
9	20	CHCl₃	1	70
10	20	1, 4-Dioxane	1	50
11	20	Toluene	1	10
12	20	CCl₄	1	Trace
^a All reactions were run with ninhydrin (1 mmol) and benzaldehyde phenylhydrazone (1 mmol) in 1 mL of solvents at room temperature; ^b Isolated yields.

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表 2 各类吡唑稠合型异香豆素的合成^a

Table 2. Synthesis of pyrazole-fused isocoumarins

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表 3 不同催化剂催化合成化合物3c效果对比

Table 3. Comparison of the effect of catalysts for the synthesis of 3c^a

Entry	Catalyst (loading)	Condition	Time/h	Yield^a/%	Ref.
1	Lactic acid (20 mol%)	H₂O, 100 ℃	10	12	[17]
2	Formic acid (20 mol%)	H₂O, 100 ℃	10	13	[17]
3	Citric acid (20 mol%)	H₂O, 100 ℃	10	15	[17]
4	Acetic acid (20 mol%)	H₂O, 100 ℃	10	0	[17]
5	p-TSA (20 mol%)	H₂O, 100 ℃	10	18	[17]
6	H₂SO₄ (20 mol%)	AcOH, 90 ℃	1.5	65	[17]
7	PEG-OSO₃H (500 mg)	H₂O, 100 ℃	2	55	[17]
8	MSA (500 mg)	Solvent-free, 100 ℃	12	0	[17]
9	SSA (500 mg)	Solvent-free, 100 ℃	2	60	[17]
10	Fe₃O₄@SiO₂-SO₃H (500 mg)	Solvent-free, 100 ℃	1	85	[17]
11	—	Glycerol, 75 ℃	4	91	[18]
12	BDMS (20 mol%)	CH₂Cl₂, r.t.	1	82	—
^a Isolated yields.

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通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com

1.
沈阳化工大学材料科学与工程学院沈阳 110142