碘催化下含氮杂环的合成研究
摘要： 在天然化合物中广范存在的含氮杂环化合物通常表现出各种各样的生物活性。其中苯并咪唑是含氮原子稠杂环化合物中的一个重要的部分，但是迄今为止有关这类化合物的合成，尤其是C-3位氧取代的咪唑类化合物，合成方法非常有限。目前大量的研究致力于实现咪唑并[1,2-a]吡啶的C-3官能化：分别采取铜催化、钯催化、铁催化乃至使用聚合物水性介质来实现咪唑杂环的C-3官能化。
关键词：含氮杂环化合物； 合成方法；咪唑并[1,2-a]吡啶；绿色化学；金属催化
一、文献综述
继纤维素之后，木质素是陆地上第二丰富的生物聚合物，它负责维持植物的强度和形状，并且占非化石有机碳的约30％。由于世界的石油储量正在耗尽，同时木质素又在自然中有着丰富的含量，因此大量的研究致力于将木质素转化为明确的芳香化合物。虽然研究人员已研究木质素超过一个世纪，但在其生物合成的许多方面存在的问题仍未得到解决[1-5]。
2-苯氧基苯乙酮是一种广泛存在于beta;-O-4木质素片段中的连接单元，已被广泛用作木质素模型分子，以提供各种芳香化学品[5-8]，例如，Ellman报道了钌催化的氧化还原中性C-O键裂解2-芳氧基-1-芳基乙醇，产生苯乙酮和苯酚[9]， Loh的研究小组还公开了通过Cu催化的beta;-O-4木质素连接模型的氧化转化形成酰胺键[10]。
咪唑并吡啶是广泛应用于不同领域的含氮杂环化合物之一[11-13]。其中，咪唑并[1,2-a]吡啶是一种广泛存在于生物活性分子中的重要药效团，并且是药学中最值得注意且有足够价值的杂环基序之一。咪唑并[1,2-a]吡啶表现出许多的生物活性，如抗癌，抗分枝杆菌，抗利尿剂，抗惊厥，抗病毒，以及其他药物性质。咪唑并[1,2-a]吡啶在许多临床使用的药物中作为药效团的关键单元，例如用于治疗失眠症的药物（唑吡坦），焦虑症（阿尔匹汀），急性心力衰竭（奥普利酮），消化性溃疡（唑吡啶），HIV感染（GSK812397），和细菌感染（利福昔明）[14]。
正是因为咪唑并吡啶应用的广泛与其所含有的药物性质，所以近年来许多研究致力于开发多种合成这些重要骨架的方案[10, 14-26]，但不幸的是，这些杂环的合成方法都非常有限 [27-31]，例如：Kumbhare研究组利用2-氨基苯并噻唑及其衍生物与2-溴苯乙酮及其衍生物制得了一系列2-芳基咪唑并[2,1-b]苯并噻唑，并且在抗癌作用上起到了一定的成效，但仍有着催化体系复杂、底物拓展范围窄等缺点[27]；Christodoulou研究小组通过也通过2-氨基苯并噻唑及其衍生物与2-溴苯乙酮及其衍生物制得了一系列杂环，也证明了该类杂环具有作为p53抑制剂的潜质，但其催化体系下的产率较低并且实验过程繁琐[28]；Bakherad研究组使用炔丙基溴、2-氨基苯并噻唑和芳基碘作为起始原料，在钯催化下发生交叉偶联环化反应以制备2-苄基咪唑并[2,1-b] [1,3]苯并噻唑，但存在其实验过程复杂、催化体系昂贵等缺点[29]；Mishra研究组报道了利用2-氨基苯并噻唑和甲基酮作为起始原料，通过FeCl 3 / ZnI 2催化氧化C-H的官能化合成苯并[d]咪唑并[2,1-b]噻唑衍生物[30]； Jeong研究组开发了在铁催化下无溶剂的硝基烷烃、2-氨基苯并噻唑和各类酮的多组分反应合成苯并[d]咪唑并[2,1-b]噻唑[31]。
因而我们有必要去探索一种合成咪唑并[1,2-a]吡啶杂环有效且绿色的方法，然而研究者们已经做了很多努力来实现咪唑并[1,2-a]吡啶的C-3官能化[32-44]。
