阅读说明：本技术 一种香豆素芳基醚类化合物及其制备方法与应用 (Coumarin aryl ether compound and preparation method and application thereof ) 是由 王利民 汪钰 姚峰 陈煌冠 杨阳 田禾 韩建伟 于 2019-11-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种香豆素芳基醚类化合物,通式如式I所示：<Image he="297" wi="565" file="DDA0002276991420000011.GIF" imgContent="drawing" imgFormat="GIF" orientation="portrait" inline="no"></Image>式中各取代基定义详见说明书。本发明提供的结构新颖的香豆素芳基醚类化合物,利用分子内芳基迁移反应,大大提高了原子利用率,反应条件较温和,无需使用过渡金属作催化剂,在温和的碱的作用下即可发生反应,香豆素芳基醚类化合物具有蓝色荧光,可以用作潜在的有机功能材料。(The invention discloses a coumarin aryl ether compound, which has a general formula shown in formula I: the definition of each substituent group in the formula is shown in the specification. According to the coumarin aryl ether compound with the novel structure, provided by the invention, an intramolecular aryl migration reaction is utilized, the atom utilization rate is greatly improved, the reaction condition is mild, transition metal is not required to be used as a catalyst, the reaction can be carried out under the action of mild alkali, and the coumarin aryl ether compound has blue fluorescence and can be used as a potential organic functional material.)

一种香豆素芳基醚类化合物及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体地说，涉及一种香豆素芳基醚类化合物及其制备方法与应用。

背景技术

有机高价碘化合物近年来作为一种环境友好的化合物被广泛用于有机合成中。一般从氧化加成、配体交换、还原消除和配体偶联等方面进行应用。香豆素是一类非常重要的天然产物，被广泛应用于药物研究中，作为临床的抗凝血、抗菌药物。

2018年，王利民小组报道了一种利用高价碘试剂实现分子内的芳基迁移反应合成二苯基醚类化合物的合成方法(Angew.Chem.,Int.Ed.,2018,57,12313–12.)。该反应条件温和，无需使用过渡金属，大大提高了原子利用率。

目前，关于香豆素芳基醚类化合物未见报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构新颖的香豆素芳基醚类化合物，具有蓝色荧光，可以用作潜在的有机功能材料。

本发明的另一个目的是提供一种所述结构新颖的香豆素芳基醚类化合物的制备方法。

本发明的再一个目的是提供一种所述香豆素芳基醚类化合物作有机功能材料的用途。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的第一个方面提供了一种香豆素芳基醚类化合物，通式如式I所示：

式I中，R₁选自取代或未取代的C1～10烷基、取代或未取代的芳基，R₂选自氢、卤素、取代或未取代的C1～10烷基、取代或未取代的芳基。

较优选的，式I中，R₁选自甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、三氟甲基、苯基、呋喃基、苄基，R₂选自氢、卤素(氟、氯、溴、碘)、甲基、乙基、丙基、异丙基、叔丁基、三氟甲基。

更优选的，式I中，R₁选自甲基、苯基，R₂选自氢、卤素(氟、氯、溴、碘)、甲基、叔丁基、三氟甲基。

本发明最优选的化合物为，所述香豆素芳基醚类化合物选自以下结构的一种：

上面给出的通式I的定义中，汇集所用术语一般定义如下：

术语卤素是指氯、溴、碘或氟。

术语烷基是指指含1至10个碳原子的直链或支链饱和脂肪烃基团。

术语芳基是指单、二或三环烃化合物，其中至少一个环为芳香环，每个环含最多7个碳原子，例如，苯基、萘基、蒽基、联苯基或茚基。

本发明的另一个方面提供了一种所述香豆素芳基醚类化合物的制备方法，包括以下步骤：

将摩尔比为1:(1.8～2.2)(优选为1:2)的香豆素类碘盐II、碱溶于适宜溶剂中，在温度为40～60℃的条件下反应1～24h，反应完全后，柱层析分离提纯，得到式I所示的香豆素芳基醚类化合物。

所述碱为碳酸铯。

所述溶剂为乙腈。

所述香豆素类碘盐II选自以下结构的一种：

所述香豆素类碘盐II的制备方法包括以下步骤：

将取代邻三氟甲磺酸根醋酸碘苯III溶于适宜的溶剂中，冷却至0℃以下，加入三氟甲磺酸，取代邻三氟甲磺酸根醋酸碘苯III与三氟甲磺酸的摩尔比为1:(1.8～2.2)，在室温下搅拌0.1～12h，将反应液再次冷却至0℃以下，缓慢加入取代香豆素IV，取代邻三氟甲磺酸根醋酸碘苯III与取代香豆素IV的摩尔比为1:(0.8～1)，然后在室温下搅拌1-2h，反应完成后，得到香豆素类碘盐II。

所述溶剂为二氯甲烷。

所述取代香豆素IV为以下结构的一种：

所述取代邻三氟甲磺酸根醋酸碘苯III的制备方法如下：

将取代邻碘苯酚溶于适宜的溶剂中，置于加入乙醇和液氮的杜瓦罐中，加入二异丙基甲胺、三氟甲磺酸酐，取代邻碘苯酚、二异丙基甲胺、三氟甲磺酸酐的摩尔比为1:(1.1～1.5):(1.1～1.5)，5～20min后将杜瓦罐撤去，将反应液置于室温下搅拌1-2h，反应结束，用柱层析法提纯，得到取代邻三氟甲磺酸碘苯；

将摩尔比为1:(1.1～1.5)的取代邻三氟甲磺酸碘苯、选择氟试剂的混合物中充入氮气保护，加入溶剂溶解，加入三甲基硅乙酸酯TMSOAc，取代邻三氟甲磺酸碘苯、三甲基硅乙酸酯TMSOAc的摩尔比为1:(2～3)，在温度为40～60℃的条件下反应1～48h，反应结束后除去溶剂，加入缓冲液(乙酸钠：乙酸＝0.5M:0.5M，pH＝5)，萃取、洗涤，得到取代邻三氟甲磺酸根醋酸碘苯III。

所述溶剂为二氯甲烷、乙腈。

所述取代邻碘苯酚为以下结构中的一种：

本发明的第三个方面提供了一种所述香豆素芳基醚类化合物用作有机功能材料的用途。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下优点和有益效果：

本发明提供的结构新颖的香豆素芳基醚类化合物，利用分子内芳基迁移反应，大大提高了原子利用率，反应条件较温和，无需使用过渡金属作催化剂，在温和的碱的作用下即可发生反应，香豆素芳基醚类化合物具有蓝色荧光，可以用作潜在的有机功能材料。

附图说明

图1是本发明实施例制备的化合物I-1、I-2、I-3、I-4、I-5、I-6、I-7进行荧光测试的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。

本发明所用试剂如下：3-苯基香豆素、3-甲基香豆素、碳酸铯、三氟甲磺酸酐、三氟甲磺酸、选择氟试剂、三甲基硅乙酸酯、邻碘苯酚、4-氯邻碘苯酚、4-氟邻碘苯酚、5-叔丁基邻碘苯酚、5-甲基邻碘苯酚、5-三氟甲基邻碘苯酚、二异丙基甲胺、乙腈、二氯甲烷、乙醇、乙酸乙酯、无水***、石油醚。

本发明实施例中所用的乙醇：500mL，AR，99.5％，购自上海泰坦科技股份有限公司；三氟甲磺酸：500g，AR，99％，购自九鼎化学试剂公司；二氯甲烷：25L，AR，99.5％，购自上海泰坦科技股份有限公司；无水***：500mL，AR，99.5％，购自上海泰坦科技股份有限公司；石油醚：25L，AR，99.5％，购自上海泰坦科技股份有限公司；乙酸乙酯：25L，AR，99.5％，购自上海泰坦科技股份有限公司；选择氟试剂：100g，AR，99.5％，购自迈瑞尔化学技术有限公司；三甲基硅乙酸酯：25mL，AR，99.5％，购自阿拉丁控股集团有限公司；石油醚：25L，AR，99.5％，购自上海泰坦科技股份有限公司。

取代邻三氟甲磺酸根醋酸碘苯III的制备方法如下：

在100ml圆底烧瓶中，将取代邻碘苯酚(1当量)溶于30mL二氯甲烷中，塞好瓶塞，置于加入了乙醇和液氮的杜瓦罐中。加入二异丙基甲胺(1.25当量)、三氟甲磺酸酐(1.25当量)，十分钟后，将杜瓦罐撤去，将反应液置于室温下搅拌1-2h，反应结束后加水，乙酸乙酯萃取。萃取后的反应液加入无水硫酸钠干燥后，加入硅胶旋成干样，用柱层析法提纯，展开剂为纯石油醚，得到取代邻三氟甲磺酸碘苯。

所述取代邻碘苯酚为以下结构中的一种：

在100mL反应管中，加入取代邻三氟甲磺酸碘苯(1当量)、选择氟试剂(1.3当量)，充入氮气保护，加入15mL乙腈作为溶剂，加入三甲基硅乙酸酯TMSOAc(2.6当量)。将油浴锅温度设置为50℃，反应管置于其中反应24小时。反应结束后，旋蒸除去溶剂乙腈，加入缓冲液(乙酸钠:乙酸＝0.5M:0.5M，pH＝5)，用二氯甲烷萃取三次。萃取后的溶液加入无水硫酸钠干燥，旋干后为黄色固体，加入石油醚洗涤2-3次，得到淡黄色固体，即为取代邻三氟甲磺酸根醋酸碘苯III。

香豆素类碘盐II的制备方法如下：

在100ml圆底烧瓶中，加入上步得到的取代邻三氟甲磺酸根醋酸碘苯III(0.5125mmol，1.025当量)溶于30mL二氯甲烷中。将圆底烧瓶置于冰水浴中冷却至0℃以下，搅拌5分钟后加入三氟甲磺酸(1.02mmol，2.04当量)，撤去冰水浴在室温下搅拌1h。随后将反应液再次置于冰水浴中，缓慢加入取代香豆素IV(0.5mmol，1当量)，撤去冰水浴，在室温下搅拌1-2h，用薄层层析检测反应进度，待反应完成后，旋蒸除去溶剂二氯甲烷，加入1～100mL无水***，继续搅拌，析出固体粉末后，过滤，用无水***洗涤2-3遍，得到棕色粉末状固体，即为香豆素类碘盐II。

所述取代香豆素IV为以下结构的一种：

实施例1

将伪环化的3-取代香豆素类碘盐(化合物II-1，0.3mmol，1当量)置于100ml反应管中，加入碳酸铯(0.6mmol，2当量)，塞紧瓶塞，充入氮气，加入15ml乙腈，置于50℃油浴锅中反应12h，冷却至室温，旋干溶剂，柱层析分离提纯，得到白色固体目标产物(化合物I-1)，产率为73％。

White solid,M.p.:150-152℃。

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.88(dd,J＝7.8,1.5Hz,1H),7.43(d,J＝0.9Hz,1H),7.37–7.27(m,2H),7.11(dd,J＝9.0,2.8Hz,1H),6.99–6.86(m,3H),2.21(d,J＝1.2Hz,3H).

¹³C NMR(101MHz,CDCl₃)δ162.18,156.30,153.25,149.33,140.26,138.77,130.00,126.84,126.06,121.17,120.46,119.74,118.01,115.11,89.05,17.40.

实施例2

将伪环化的3-取代香豆素类碘盐(化合物II-2，0.15mmol，1当量)置于100ml反应管中，加入碳酸铯(0.3mmol，2当量)，塞紧瓶塞，充入氮气，加入15ml乙腈，置于50℃油浴锅中反应12h，冷却至室温，旋干溶剂，柱层析分离提纯，得到淡黄色固体目标产物(化合物I-2)，产率为74％。

Yellow solid,M.p.:151-153℃。

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.89(dd,J＝7.9,1.5Hz,1H),7.80(s,1H),7.70(d,J＝8.8Hz,2H),7.54(d,J＝8.2Hz,2H),7.40–7.28(m,3H),7.06–6.96(m,3H),6.93(s,1H).

¹³C NMR(101MHz,CDCl₃)δ160.83,157.78,156.01,153.55,140.11,139.42,131.47,130.29,129.94,129.77,127.97,127.73,126.07,124.68,120.45,119.83,117.95,116.61,89.50.

实施例3

将伪环化的3-取代香豆素类碘盐(化合物II-3，0.3mmol，1当量)置于100ml反应管中，加入碳酸铯(0.6mmol，2当量)，塞紧瓶塞，充入氮气，加入15ml乙腈，置于50℃油浴锅中反应12h，冷却至室温，旋干溶剂，柱层析分离提纯，得到淡黄色固体目标产物(化合物I-3)，产率为42％。

Yellow solid,M.p.:140-142℃。

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.80(s,1H),7.69(d,J＝8.8Hz,2H),7.60(dd,J＝7.6,2.9Hz,1H),7.54(d,J＝7.7Hz,2H),7.37(d,J＝8.4Hz,1H),7.30(d,J＝1.0Hz,1H),7.08(ddd,J＝9.0,7.6,3.0Hz,1H),7.01–6.97(m,2H),6.97(s,1H).

¹³C NMR(101MHz,CDCl₃)δ160.81,158.94(d,J_C-F＝248.46Hz),157.99,153.53,152.24(d,J_C-F＝3.03Hz),139.43,131.49,130.32,129.72,127.97,127.65,126.54(d,J_C-F＝25.25Hz),124.69,121.29(d,J_C-F＝8.08Hz),119.80,117.39,116.74(d,J_C-F＝23.23Hz),116.60,89.39(d,J_C-F＝8.08Hz)

¹⁹F NMR(376MHz,CDCl₃)δ-116.84.

实施例4

将伪环化的3-取代香豆素类碘盐(化合物II-4，0.3mmol，1当量)置于100ml反应管中，加入碳酸铯(0.6mmol，2当量)，塞紧瓶塞，充入氮气，加入15ml乙腈，置于50℃油浴锅中反应12h，冷却至室温，旋干溶剂，柱层析分离提纯，得到淡黄色固体目标产物(化合物I-4)，产率为64％。

Yellow solid,M.p.:174-176℃。

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.85(d,J＝2.5Hz,1H),7.80(s,1H),7.73–7.68(m,2H),7.54(t,J＝4.8Hz,2H),7.37(d,J＝8.5Hz,1H),7.35–7.27(m,2H),7.05–6.98(m,2H),6.90(d,J＝8.7Hz,1H).

¹³C NMR(101MHz,CDCl₃)δ160.80,157.41,155.02,153.55,139.57,139.22,137.76,131.56,130.39,130.17,129.92,128.00,124.71,120.66,119.77,119.60,118.02,116.61,89.54.

实施例5

将伪环化的3-取代香豆素类碘盐(化合物II-5，0.3mmol，1当量)置于100ml反应管中，加入碳酸铯(0.6mmol，2当量)，塞紧瓶塞，充入氮气，加入15ml乙腈，置于50℃油浴锅中反应12h，冷却至室温，旋干溶剂，柱层析分离提纯，得到淡黄色固体目标产物(化合物I-5)，产率为70％。

Yellow solid,M.p.:181-183℃。

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.81–7.76(m,2H),7.72–7.67(m,2H),7.55–7.50(m,2H),7.37(d,J＝8.1Hz,1H),7.32–7.28(m,1H),7.09(d,J＝2.2Hz,1H),7.02–6.95(m,3H),1.28(s,9H).

¹³C NMR(101MHz,CDCl₃)δ160.86,158.28,155.16,154.32,153.53,139.46,139.25,131.39,130.22,129.16,127.94,127.81,124.65,123.92,119.88,118.82,117.03,116.60,86.12,34.96,31.26.

实施例6

将伪环化的3-取代香豆素类碘盐(化合物II-6，0.3mmol，1当量)置于100ml反应管中，加入碳酸铯(0.6mmol，2当量)，塞紧瓶塞，充入氮气，加入15ml乙腈，置于50℃油浴锅中反应12h，冷却至室温，旋干溶剂，柱层析分离提纯，得到淡黄色固体目标产物(化合物I-6)，产率为72％。

Yellow solid,M.p.:176-178℃。

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ7.80(s,1H),7.71(dd,J＝11.4,8.4Hz,3H),7.56–7.51(m,2H),7.37(d,J＝8.1Hz,1H),7.30(td,J＝7.5,1.0Hz,1H),7.04–6.99(m,2H),6.82(d,J＝1.3Hz,1H),6.76(d,J＝1.4Hz,1H),2.29(s,3H).

¹³C NMR(101MHz,CDCl₃)δ160.85,157.91,155.81,153.54,140.56,139.58,139.38,131.44,130.25,129.62,127.96,127.78,127.19,124.67,121.28,119.85,117.92,116.60,85.31,21.18.

实施例7

将伪环化的3-取代香豆素类碘盐(化合物II-7，0.3mmol，1当量)置于100ml反应管中，加入碳酸铯(0.6mmol，2当量)，塞紧瓶塞，充入氮气，加入15ml乙腈，置于50℃油浴锅中反应12h，冷却至室温，旋干溶剂，柱层析分离提纯，得到淡黄色固体目标产物(化合物I-7)，产率为54％。

Yellow solid,M.p.:167-169℃。

¹H NMR(400MHz,CDCl₃)δ8.02(d,J＝8.5Hz,1H),7.83(d,J＝5.5Hz,1H),7.78–7.72(m,2H),7.60–7.50(m,2H),7.41–7.36(m,1H),7.31(td,J＝7.5,0.9Hz,1H),7.16(d,J＝7.2Hz,2H),7.09–7.04(m,2H).

¹³C NMR(101MHz,CDCl₃)δ160.62,156.66,156.64,153.49,140.72,139.62,137.66,132.41(q,J_C-F＝33.3Hz),131.51,130.64,130.47,130.27,127.92,124.61,123.33(q,J_C-F＝269.7Hz),119.64,118.34,116.55(q,J_C-F＝3.7Hz),115.99(q,J_C-F＝3.9Hz),93.53.

¹⁹F NMR(376MHz,DMSO)δ-67.53.

对化合物I-1、I-2、I-3、I-4、I-5、I-6、I-7进行荧光测试，如图1所示，图1是本发明实施例制备的化合物I-1、I-2、I-3、I-4、I-5、I-6、I-7进行荧光测试的示意图。激发波长选择为330nm，扫描范围是300-700nm。从图中可以看出，除化合物I-1外所有产物在360-550均有一个很强的荧光发射峰，并且峰位置及峰强度会因化合物的官能团不同而有所差异。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明方案的范围内。