喹啉及喹喔啉类衍生物的合成

喹啉和喹喔啉类化合物广泛存在于多种天然产物和药物活性分子中，是非常重要的一类含氮杂环化合物，具有广泛的生物活性和药用潜能，如抗疟疾、抗肿瘤、抗结核、抗HIV、抗血栓和抗菌等，常作为生物活性分子和药物分子的母核结构，在医药、农药和生命科学等领域都占有极其重要的应用。由于其独特优良的生物和药物特性，开发简单高效的方法合成此类化合物一直吸引着有机合成工作者，围绕喹啉和喹喔啉环的结构多样化和官能团化已经开展了大量的研究工作。
卤甲基喹啉或喹喔啉化合物是一类高效的官能化的喹啉和喹喔啉类衍生物，可以参与多种有机反应，常用于有机合成中的官能团转化，可与各种不同的亲核试剂发生亲核取代反应，从而构建新的化学键如：C—C键、C—N键、C—O键以及C—S键等。因此该类化合物频繁用作重要的中间体构建复杂的喹啉和喹喔啉类药物分子和功能材料分子，在医药、农药和化学材料等多个领域展现出卓越的应用价值。随着对2-卤甲基喹啉或喹喔啉化合物的研究不断深入，其研究范围也不断得到拓展，越来越多结构新颖的喹啉和喹喔啉类化合物被合成出来。
本书是作者基于近几年从事2-卤甲基喹啉或喹喔啉化合物的新反应、新试剂、新方法和新理论方面科研工作的全面系统的总结。目前，国内外关于喹啉和喹喔啉类衍生物合成方面的专著较少，该著作既具有较高的理论参考价值，又有较为广泛的应用价值，可供高等院校或科研部门相关专业的科研人员和研究生的学术研究参考。在撰写过程中，立足于科学性，为各位读者提供翔实的数据和科学依据，已期达到相互参考和借鉴的目的。
本书共分为13章，前8章为喹啉类衍生物的合成，其中第1章主要介绍了中间体2-溴甲基喹啉-3，4-二羧酸二乙酯的制备；第2章阐述了该喹啉中间体与不同取代水杨醛的“一锅法”合成2-（2-苯并呋喃基）喹啉-3，4-二羧酸；第3章描述了该喹啉中间体与不同取代苯酚、萘酚和8-羟基喹啉的“一锅法”的合成2-芳氧甲基喹啉-3，4-二羧酸；第4章介绍了该喹啉中间体与苯并【d】（咪）唑-2-硫醇的Williamson反应；第5章阐述了利用2-氯甲基喹啉-3-羧酸乙酯为原料设计合成（Z）-3-芳甲叉基-1H-吡喃并【3，4-b】喹啉-4（3H）-酮类化合物；第6章描述了2，4-双卤甲基喹啉-3-甲酸乙酯中间体的制备及其与酚的Williamson反应；第7章介绍了利用该双卤甲基喹啉中间体合成2，4-二-（2-苯并呋喃基）喹啉-3-羧酸类化合物的方法；第8章描述了该双卤甲基喹啉中间体经Arbuzov反应和Horner-Wadsworth-Emmons反应，“两步一锅法”合成2，4-二（芳基乙烯基）喹啉-3-甲酸乙酯。
后5章是喹喔啉类衍生物的合成，其中第9章主要介绍了中间体3-溴甲基喹喔啉-2-甲酸乙酯的制备；第10章描述了该喹喔啉中间体与不同取代苯酚的“一锅法”的合成 3-芳氧甲基喹喔啉-2-甲酸；第11章阐述了该喹喔啉中间体与不同取代水杨醛的“一锅法”合成3-（2-苯并呋喃基）喹喔啉-2-甲酸类化合物；第12章介绍了利用该3-溴甲基喹喔啉中间体，“一锅法”合成3-芳基（杂芳基）乙烯基喹喔啉-2-羧酸类化合物的方法；第13章描述了2-溴甲基喹喔啉中间体与甲胺或芳胺的反应来合成吡咯并【3，4-b】喹喔啉-1-酮类化合物。
本书所述的实验工作主要由课题组硕士研究生汪洋、徐琦琦、李志远、董时雨、唐冰月、赫云鹤、奚倩、赵頔等完成，2017~2021届本科毕业生也参与了部分研究工作，在此感谢他们。本书在撰写过程中参考的相关文献，已在每章后列出，如有疏漏，敬请海涵，在此对相关学者表示衷心感谢。本书的研究工作分别得到了国家自然科学基金项目（21476028、21402011、21878023）、辽宁省特聘教授支持计划资助项目、辽宁省科技厅博士科研启动基金（2019-BS-004）和辽宁省教育厅“青年育苗”计划项目（LQ2019006）的资助，在此致以衷心的感谢。
鉴于作者经验和水平有限，书中难免存在疏漏和不妥之处，敬请各位专家、学者和读者批评指正。

李阳
2022年5月于锦州

李阳，渤海大学化学与材料工程学院，副教授，博士。
教学：主讲硕士研究生课程《高等有机合成》、《天然有机化学》等；本科生课程《有机化学实验》《专业英语》等。
科研：研究方向主要为有机芳杂环化合物的合成及生物活性研究。主持（完成）国家自然科学基金（21402011）1项、辽宁省科技厅项目2项（201602006和2019-BS-004）和辽宁省教育厅项目2项（L2013428和LQ2019006），一作者或通讯作者身份在有机化学领域期刊上发表SCI收录论文32篇，授权发明专利3件。

氮杂环化合物是开发新型治疗剂极具潜力的化合物，特别是喹啉及喹喔啉骨架更是许多具有广泛药理活性的天然产物及合成产物的重要组成部分。基于此类化合物显著的生物活性，为了更好地发挥它们潜在的药用价值，有机化学家和药物学家围绕喹啉和喹喔啉环的结构多样化和官能团化已经开展了大量的合成工作。本书以自制的2-卤甲基喹啉或喹喔啉，包括2-溴甲基喹啉-3，4-二羧酸二乙酯、2-氯甲基-4-溴甲基喹啉-3-羧酸乙酯和3-溴甲基喹喔啉-2-甲酸乙酯作为反应底物与水杨醛、酚、芳杂醛和芳胺等进行反应，构建了各种新型结构的喹啉及喹喔啉类衍生物。
《喹啉及喹喔啉类衍生物的合成》既具有较高的理论参考价值，又有较为广泛的应用价值，可供高等院校或科研部门相关专业的科研人员和研究生的学术研究参考。在撰写过程中，立足于科学性，为各位读者提供翔实的数据和科学依据，也可供参考和借鉴。

第1章2-溴甲基喹啉-3,4-二羧酸二乙酯衍生物的合成1
1.1引言1
1.2实验部分2
1.2.1试剂与仪器2
1.2.22-甲基喹啉-3,4-二羧酸二乙酯衍生物的合成2a
1.2.32-溴甲基喹啉-3,4-二羧酸二乙酯衍生物（3a-3g）的合成4
1.3结果与讨论5
1.3.12-甲基喹啉-3，4-二羧酸二乙酯（2a-2g）的合成的研究5
1.3.2化合物2a-2g的结构表征6
1.3.32-溴甲基喹啉-3,4-二羧酸二乙酯的合成研究8
1.3.42-溴甲基喹啉-3,4-二羧酸二乙酯的结构表征10
1.4本章小结11
1.5参考文献11

第2章2-（2-苯并呋喃基）喹啉-3,4-二羧酸类化合物的合成13
2.1引言13
2.2实验部分14
2.2.1仪器与试剂14
2.2.22-（2-苯并呋喃基）喹啉-3,4-二羧酸衍生物的合成14
2.3结果与讨论19
2.3.12-（2-苯并呋喃基）喹啉-3,4-二羧酸类化合物合成方法的研究19
2.3.22-（2-苯并呋喃基）喹啉-3,4-二羧酸类化合物的结构表征20
2.3.3反应机理的研究21
2.4本章小结22
2.5参考文献23

第3章2-芳氧甲基喹啉-3,4-二羧酸类化合物的合成25
3.1引言25
3.2实验部分26
3.2.1试剂与仪器26
3.2.22-芳氧甲基喹啉-3,4-二羧酸类化合物的合成26
3.3结果讨论33
3.3.12-芳氧甲基喹啉-3,4-二羧酸衍生物的合成方法研究33
3.3.22-芳氧甲基喹啉-3,4-二羧酸类化合物的结构表征37
3.4本章小结38
3.5参考文献38

第4章2-（（苯并【d】（咪）唑-2-基硫基）甲基）喹啉-3,4-二羧酸二乙酯类
化合物的合成404.1引言40
4.2实验部分40
4.2.1试剂与仪器40
4.2.22-（（苯并【d】唑-2-基硫基）甲基）喹啉-3,4-二羧酸二乙酯（3a-3n）的合成41
4.3结果与讨论45
4.3.12-（（苯并【d】（咪）唑-2-基硫基）甲基）喹啉-3,4-二羧酸二乙酯衍生物的合成研究45
4.3.22-（（苯并【d】唑-2-基硫基）甲基）喹啉-3,4-二羧酸二乙酯衍生物的结构表征48
4.3.32-（（苯并【d】咪唑-2-基硫基）甲基）喹啉-3,4-二羧酸二乙酯衍生物的结构表征50
4.4本章小结51
4.5参考文献52

第5章（Z）-3-芳甲叉基-1H-吡喃并【3,4-b】喹啉-4（3H）-酮的合成53
5.1引言53
5.2实验部分54
5.2.1仪器与试剂54
5.2.21H-吡喃并【3,4-b】喹啉-4（3H）-酮（2a-2c）的合成55
5.2.33-芳甲叉基-1H-吡喃并【3,4-b】喹啉-4（3H）-酮（3a-3k′）的合成56
5.3结果与讨论67
5.3.1吡喃并【3,4-b】喹啉-4（3H）-酮的合成67
5.3.2芳甲叉基吡喃并【3,4-b】喹啉-4（3H）-酮的合成条件探究67
5.3.3目标化合物的结构表征69
5.4本章小结72
5.5参考文献72

第6章2,4-二芳氧甲基喹啉-3-羧酸的合成76
6.1引言76
6.2实验部分77
6.2.1试剂与仪器77
6.2.22-氯甲基-4-甲基喹啉-3-甲酸乙酯（2）的制备77
6.2.34-溴甲基-2-氯甲基喹啉-3-甲酸乙酯（3）的合成77
6.2.42,4-二芳氧甲基喹啉-3-甲酸（4）的合成78
6.3结果与讨论80
6.3.14-溴甲基-2-氯甲基喹啉-3-甲酸乙酯（3）的合成80
6.3.24-溴甲基-2-氯甲基喹啉-3-甲酸乙酯（3）的结构表征81
6.3.3目标化合物2,4-二芳氧甲基喹啉-3-甲酸类化合物（4a-4k）的合成82
6.3.42,4-二芳氧甲基喹啉-3-甲酸类化合物（4a-4k）的结构表征85
6.4本章小结86
6.5参考文献87

第7章2,4-二-（2-苯并呋喃基）喹啉-3-羧酸类化合物的合成88
7.1引言88
7.2实验部分89
7.2.1试剂与仪器89
7.2.22,4-二-（2-苯并呋喃基）喹啉-3-甲酸类化合物（5a-5h）的合成89
7.2.32,4-二-（3-甲基苯并呋喃-2-基）喹啉-3-羧酸类化合物（5i-5k）的合成91
7.3结果与讨论92
7.3.12,4-二-（2-苯并呋喃基）喹啉-3-甲酸合成方法研究92
7.3.22,4-二-（2-苯并呋喃基）喹啉-3-羧酸的结构表征95
7.4本章小结97
7.5参考文献97

第8章2,4-二（芳基乙烯基）喹啉-3-甲酸乙酯类化合物的合成99
8.1前言99
8.2实验部分100
8.2.1试剂与仪器100
8.2.22,4-二（芳乙烯基）喹啉-3-甲酸乙酯类化合物6a-6w的合成100
8.3结果与讨论106
8.3.12,4-二（芳基乙烯基）喹啉-3-甲酸乙酯衍生物的合成106
8.3.2目标化合物的结构表征109
8.4本章小结111
8.5参考文献112

第9章3-溴甲基喹喔啉-2-甲酸乙酯的合成114
9.1引言114
9.2实验部分115
9.2.1试剂与仪器115
9.2.23-甲基喹喔啉-2-甲酸乙酯（1）的合成115
9.2.33-溴甲基喹喔啉-2-甲酸乙酯的合成115
9.3结果与讨论116
9.3.13-溴甲基喹喔啉-2-甲酸乙酯（2）的反应研究116
9.3.2结构表征117
9.4本章小结119
9.5参考文献120

第10章3-芳氧甲基喹喔啉-2-甲酸类化合物的合成121
10.1引言121
10.2实验部分122
10.2.1试剂与仪器122
10.2.23-芳氧甲基喹喔啉-2-甲酸类化合物（4a-4l）的合成122
10.3结果与讨论125
10.3.13-芳氧甲基喹喔啉-2-甲酸衍生物的合成研究125
10.3.2目标化合物的结构表征126
10.4本章小结128
10.5参考文献128

第11章3-（2-苯并呋喃基）喹喔啉-2-甲酸类化合物的合成131
11.1引言131
11.2实验部分132
11.2.1试剂与仪器132
11.2.23-（2-苯并呋喃基）喹喔啉-2-甲酸类衍生物（4a-4l）的合成132
11.3结果与讨论135
11.3.13-（2-苯并呋喃基）喹喔啉-2-甲酸的合成方法研究135
11.3.23-（2-苯并呋喃基）喹喔啉-2-甲酸的结构表征137
11.4本章小结138
11.5参考文献139

第12章3-芳基（杂芳基）乙烯基喹喔啉-2-羧酸类化合物的合成141
12.1引言141
12.2实验部分142
12.2.1试剂与仪器142
12.2.23-芳基乙烯基喹喔啉-2-羧酸（5a-5i）的合成142
12.2.33-喹啉/吲哚基乙烯基喹喔啉-2-羧酸类化合物（5j-5z）的合成145
12.3结果与讨论149
12.3.13-苯乙烯基-喹喔啉-2-羧酸甲酸衍生物的合成研究149
12.3.2目标化合物的结构表征151
12.4本章小结154
12.5参考文献155

第13章吡咯并【3,4-b】喹喔啉-1-酮类化合物的合成158
13.1引言158
13.2实验部分159
13.2.1试剂与仪器159
13.2.22-甲基/芳基-2,3-二氢-1H-吡咯并【3,4-b】喹喔啉-1-酮（4）的合成159
13.3结果与讨论161
13.3.13-溴甲基喹喔啉-3-甲酸乙酯与胺的反应研究161
13.3.22-甲基-2,3-二氢-1H-吡咯并【3,4-b】喹喔啉-1-酮的结构表征163
13.3.32-甲基-2,3-二氢-1H-吡咯并【3,4-b】喹喔啉-1-酮的反应机理165
13.4本章小结165
13.5参考文献165