7-溴-3,4-二氢-2H-1-萘酮的制备及其应用

基本描述

7-溴-3,4-二氢-2H-1-萘酮的CAS号是32281-97-3，分子式是C10H9BrO，以及分子量为225.08。熔点是78 °C，沸点是157°C/8mmHg(lit.)，密度是1.511±0.06 g/cm3(Predicted)，在乙醇中的紫外吸收波长为305nm。一般将其储存在2-8°C下。7-溴-3,4-二氢-2H-1-萘酮多合成不同种类的荧光探针被广泛应用到食品药品的检测当中[1]。

图1 7-溴-3,4-二氢-2H-1-萘酮的结构式。

合成

图2 7-溴-3,4-二氢-2H-1-萘酮的合成路线[2]。

乙醇(1 mmol)和新戊醇(2-4 mmol)的甲苯溶液(4 mL)通过玻璃柱(Omnifit®，6.6 mm i.d. × 100.0 mm长)，并填充含水氧化锆(2.0 g，空隙体积2.0 mL)，并在40°C加热。反应时间(流速)取决于底物的性质。在反应器后放置了一个100 psi的压力调节器。得到的溶液与蒸馏水相结合，通过通用相分离器得到的有机相在真空中浓缩。得到棕色固体产品7-溴-3,4-二氢-2H-1-萘酮。熔点75-79 °C; δH(400 MHz; CDCl3; 25 °C) 2.13 (2 H, q, J 6.2), 2.65 (2 H, t, J 6.2), 2.90 (2 H, t, J 6.2), 7.14 (1 H, d, J 8.6), 7.56 (1 H, d, J 8.6), 8.14 (1 H, s). δC(100 MHz; CDCl3; 25 °C) 22.96 (CH2), 29.15 (CH2), 36.76 (CH2), 120.64 (C), 129.99 (CH), 130.60 (CH), 134.06 (C), 136.09 (CH), 143.09 (C), 196.96 (C). FT-IR (neat, ν): 2949, 1676, 1585, 1404, 1259, 1221, 1190, 1065, 910, 824, 809 cm-1. LC-MS: retention time 4.79 min, m/z [M+H] = 224.99; HRMS (ESI): m/z calcd. for C10H10OBr+: 224.9905; found 224.9910.

图3 7-溴-3,4-二氢-2H-1-萘酮的合成路线[3]。

放入保持在0°C的圆底烧瓶中。，加入AlCl3（19.6g，146.8mmol），并将反应体系置于氮气下。在10分钟内加入8毫升四氢萘酮（8.62克，58.9毫摩尔），此时，将反应混合物在油浴中加热至90°C。在加入3.6ml Br2（11.2g、70.1mmol）之前保持约45分钟。将反应混合物在90°C下搅拌。在加入30ml冰水和20ml NaHCO3之前搅拌1小时。将产物用Et2O从水相中萃取两次，所得有机相用NaHCO3洗涤一次，用盐水洗涤一次并在Na2SO4下干燥。粗反应混合物通过快速色谱（2.5%EtOAc/97.5%hex）纯化，得到5.36g（23.8mmol）产物，产率为40%。7-溴-3,4-二氢-2H-1-萘酮，1H NMR（300MHz，CDCl3，δ）产率为40%：8.14（d，J=2.2，ArH，1H），7.56（dd，J=8.1，2.2,ArH，1 H），7.13（d，J=8.2，ArH，1H），2.90（t，J=6.1，CH2，2H），2.64（dd,J=5.7，5.5，CH2,2H），和2.12（td，J=12.7，6.4，CH2.2H）。DEP135NMR（75MHz，CDCl3）：δ136.1（CH）、130.7（CH）、30.0（CH）、38.8（CH2）、29.2（CH2）和23.1（CH2）。EIMS:m/z（相对强度百分比）226（m++2100）、224（m+，100）、211（25）、209（25），198（75）、196（75），170（60）、168（60）、145（25）、115（45）、89（58）和63（28）。

图4 7-溴-3,4-二氢-2H-1-萘酮的合成路线[4]。

步：将4-（8-甲氧基萘-2-基）-2-甲基-1,2,3,4-四氢异喹啉马来酸盐（57 g，223mmol）、氢氧化钾（43 g，760mmol）和水合肼（26 m1，830mmol）在二甘醇（2865 ml）中的混合物在195°C下搅拌3小时。冷却至40℃以下后，将混合物用水（300ml）稀释，倒入3M NaOH中，并用二氯甲烷洗涤三次。加入盐水使乳液破碎。用6M HCl将水层酸化至pH 1，并用甲基叔丁基醚萃取三次。合并的有机提取物用硫酸镁干燥，得到4-（4-溴苯基）丁酸（41克，75%）。1H NMR（300 MHz，DMSO-d6）δ为7.44-7.48（m，2H），7.14-7.20（m，2H），2.56（t，J=7.2 Hz，2H）、2.20（t，J=7.5 Hz，2H）和1.72-1.82（m，2k）。

第二步：将上步产物（97g，397mmol）添加到多磷酸（580g）中，并将所得混合物在90°C下搅拌10分钟。冷却至0℃后，加入6M NaOH，并用甲基叔丁基醚萃取混合物。用硫酸镁干燥有机萃取物，得到7-溴-3,4-二氢萘-1-酮（49g，55%），色谱（6:1至4:1庚烷/乙酸乙酯）并从环己烷重结晶得到产物7-溴-3,4-二氢-2H-1-萘酮。1H NMR（300 MHz，DMSO-d6）δ7.91（d，J=2.1 Hz，1H），7.71（dd，J=8.1,2.1 Hz，1H）、7.34（d，J=8.1Hz，1H）、2.90（t，J=6.0Hz，2H）、2.61（t，J=6.3 Hz，2H）、1.99-2.07（m，2H）。

应用

7-溴-3,4-二氢-2H-1-萘酮是常见的双环芳香共轭结构，是许多化学和医药中间体的主要结构单元。在7-溴-3,4-二氢-2H-1-萘酮的双环结构上连接基团进行修饰，能够获得新型的荧光染料，与待测物反应后，在分子内形成电子推拉体系，发生荧光信号变化[5-6]。因此，7-溴-3,4-二氢-2H-1-萘酮对于荧光探针的构建具有重要的意义。用7-溴-3,4-二氢-2H-1-萘酮做成的荧光探针具有灵敏度高、响应时间短、选择性好、操作方便、非侵入性，能与荧光成像技术结合等优势，被广泛应用于食品、生物医学和环境等领域[7-9]。例如，筛选应用的高通量分析，医学和环境测量的光纤构造和目测分析物的检测等。此外，还可通过改变探针结构来调控激发和发射波长、靶标结合亲和力、化学反应活性和亚细胞定位[10-12]。

参考文献

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