Synthesis of Quinolinone- and Pyridinone-Fused Oxabicyclo[3.3.1]nonanes

Abstract

An efficient and stereoselective synthesis of quinolinone-and pyridinone-fused 2,8-dioxabicyclo[3.3.1]-nonanes by the reaction of 2-hydroxychalcones with 4-hydroxy-2(1H)-quinolinones/4-hydroxy-2(1H)-pyridinones in refluxing n-PrOH is described. The quinolinone fragment can be converted into the corresponding N-alkylated quinolinones and O-alkylated quinolines by the alkylation reaction. All the unknown compounds are characterized by means of 1 H NMR, 13 C NMR, IR and HRMS. The structures and configurations of 6-phenyl-2,12-dihydro-1H-6,12-methanobenzo[7,8][1,3]dioxocino[5,4-c]pyridin-1-one (3r) and 1-isopropoxy-8-phenyl-14H-8,14-methanobenzo[7,8][1,3]dioxocino[5,4-c]quinoline (6c) are further confirmed by X-ray single crystal diffraction analysis. Keywords 4-hydroxy-2(1H)-quinolinone; 4-hydroxy-2(1H)-pyridinone; bicyclo[3.3.1]nonane; alkylation; X-ray structure 2(1H)-喹啉酮和 2(1H)-吡啶酮是两类重要的杂环化 合物, 其结构片段大量存在于许多天然的生物碱中, 如 Euodenine A、Funiculosin、Ilicicolin H 等 [1～4]. 含有这类 杂环骨架的分子常常展现出良好的抗菌、抗病毒和抗癌 活性 [5～7]. 4-羟基-2(1H)-喹啉酮是一个含有多官能团的 分子, 羟基和氨基都容易参与反应, 3-位碳原子也具有 很好的亲核性, 因此被广泛应用于合成一些功能化的杂 环化合物 [8～10]. 此外, 双环[3.3.1]壬烷是一种具有 V-型 结构的迷人分子 [11,12] , 它们在药物化学和分子识别中表 现出潜在的应用价值 [13,14] , 因此, 这类化合物的制备与 功能化近年来受到了化学家的持续关注 [15～20]. 在最近 的研究中, 我们发展了一种以 2-羟基查尔酮与六元环状 的 1,3-二酮(或萘酚/取代苯酚)高立体选择性地合成 2,8-二氧杂双环[3.3.1]壬烷的新方法 [21～23]. 然而, 目前鲜有 文献引入含氮芳香环于此类结构中 [24] , 此处我们进一 步将反应底物拓展为 4-羟基-2(1H)-喹啉酮和 4-羟基-2(1H)-吡啶酮衍生物, 立体选择性地合成了系列新型含 有喹啉酮和吡啶酮稠合的 2,8-二氧杂双环[3.3.1]壬烷, 并发现前者与卤代烷烃反应, 喹啉酮片段可有效地转化 为相应的氮烷基取代的喹啉酮和氧烷基取代的喹啉结 构.