一种双环氮杂环荧光或磷光化合物的合成方法

摘要

一种双环氮杂环荧光或磷光化合物的合成方法：卡宾化合物与2－吡唑啉－5－酮在有机溶剂中经加成－环化反应生成具有双环氮杂环结构骨架的金属卡宾化合物，氧化脱金属后分别得到顺式和反式的双环氮杂环有机化合物。其中顺式的双环氮杂环化合物具有强的荧光性质，可作为蛋白质和细胞分析检测的小分子探针化合物；反式的为非荧光可能具有磷光的化合物。所用的氧化剂为无机或有机氧化剂。反应溶剂为极性或非极性惰性有机溶剂。本发明操作简便，原料易得，反应步骤少，效率与选择性较传统方法好。特别是比较传统合成方法，本发明能更容易地合成出不对称的双环氮杂环bimane化合物。

说明书

技术领域

本发明涉及了一种具有发荧光性质或发磷光性质的双环氮杂环化合物的合成方法。

技术背景

如式I所示这类具有双环氮杂环结构的化合物是由Kosower等人在用强碱处理3-甲基-4-烷基-4-氯-2-吡唑啉-5-酮化合物时首次合成(Kosower，E.M.；Pazhenchevsky，B.；Hershkowitz，H.J.Am.Chem.Soc.1978，102，4983-4993)。所用的方法是先将乙酰乙酸乙酯的β-位用CH₃Br等烷基化，然后与肼反应生成3-甲基-4-烷基-2-吡唑啉-5-酮，接着用氯气对此吡唑啉酮的4-位进行氯化，最后在碱性条件下脱HCl/N₂环化生成这种双环氮杂环化合物。

式I

根据这种化合物的结构特点，Kosower等人将这种化合物称之为9，10-dioxabimane(简称bimane)。其中具有顺式syn-结构的双环氮杂环化合物具有强的荧光性可用作分析检测蛋白质和细胞的小分子探针(Mansoor，S.E.；Farrens，D.L.Biochemistry 2004，43，9426-9438)，它的反式anti-结构的对应异构体双氮杂环化合物是一类非荧光而可能具有磷光性质的物质。Kosower等人由此发展了对称bimane化合物A和B的合成方法(Kosower，E.M.；Zbaida，D.；Baud’huin，M.；Marciano，D.；Goldberg，I.J.Am.Chem.Soc.1990，112，7305；Shalev，D.E.；Chiacchiera，S.M.；Radkowsky，A.E.；Kosower，E.M.J.Org.Chem.1996，61，1689；Kosower，E.M.；Ben-Shoshan，M.J.Org.Chem.1996，61，5871.)，但在很多情况下该合成方法效率不高。用Kosower方法合成不对称bimane化合物C和D时要用到两种4-位氯化了的吡唑啉酮，合成反应可能生成6种bimane化合物产物，由此分离纯化目标产物非常困难，效率比合成对称bimane化合物时更低。

自1 964年Fischer等人合成了首个卡宾化合物以来(Fischer，E.O.；Maasbl，A.Angew.Chem.Iht.Ed.1964，3，580)，由于Fischer卡宾化合物对空气和水稳定、反应活性高，它们一直作为重要的有机合成试剂在有机合成中得到广泛的应用(Barluenga，J.；Fernández-Rodríguez，M.A.；Aguilar，E.J.Organomet.Chem.2005，690，539.Barluenga，J.；Santamaria，J.；Tomás，M.Chem.Rev.2004，104，2259.)。Fischer卡宾化合物具有多键反应中心，可与含有多个反应性基团的有机试剂发生连续反应，生成多环分子骨架。这类骨架结构往往是利用传统方法难以合成或合成步骤较多，效率较低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双环氮杂环荧光或磷光化合物的合成方法。

为实现上述目的，本发明利用Fischer卡宾化合物作为合成子，与同时含有N-H和C＝N反应中心的吡唑啉酮经连续的加成-环化反应生成具有双环氮杂环骨架的金属卡宾化合物，然后经氧化脱金属，得到了保持双环氮杂环骨架结构不变的有机bimane化合物。通过调节吡唑啉酮上的取代基，本发明能够合成出由传统方法难以制备的各种不对称的bimane化合物。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的双环氮杂环荧光或磷光化合物的合成方法，反应如下式：

式中：

R为烷基；

R₁、R₂为甲基、乙基、丙基、苯基、亚甲基或氢原子；

M为VI族过渡金属元素；

反应步骤为：

a)以Fischer卡宾化合物(OC)₅M＝C(OR)C≡CPh(R＝Et或Me；M＝Cr或W)1为合成子，按摩尔比1∶1与原料取代2-吡唑啉-5-酮或3-吡唑啉-5-酮2一起溶于有机溶剂中，于室温-70℃下，反应10-180分钟，经加成-环化反应生成具有双环氮杂环结构骨架的金属卡宾化合物；

b)于冰浴温度下，将步骤a得到的金属卡宾化合物溶于有机溶剂中，按摩尔比1∶1-4加入氧化剂，于室温下反应20-70分钟，分别得到反式和顺式的双环氮杂环有机化合物；

所述的氧化剂为无机氧化剂或有机氧化剂；

所述的溶剂为一种或多种极性或非极性惰性溶剂。

所述的合成方法，其中，R为甲基或乙基。

所述的合成方法，其中，R₁、R₂为甲基、乙基、丙基、苯基或亚甲基。

所述的合成方法，其中，步骤a得到的产物经重晶结或柱层析进行纯化后再进行步骤b。

所述的合成方法，其中，步骤b得到的产物经重晶结或柱层析进行纯化。

所述的合成方法，其中，用于重结晶纯化的溶剂选用二氯甲烷/正戊烷、乙醚/正戊烷、二氯甲烷/石油醚；柱层析纯化的溶剂选用硅胶填充柱，以石油醚和二氯甲烷、石油醚和乙醚、或二氯甲烷和乙醚为淋洗液。

所述的合成方法，其中，Fischer卡宾合成子中的M为铬或钨。

所述的合成方法，其中，无机氧化剂为硝酸铈铵；有机氧化剂为间-氯过氧苯甲酸。

所述的合成方法，其中，有机溶剂为四氢呋喃、乙醚、1，4-二氧六环、二氯甲烷、氯仿、己烷或苯。

本发明具有以下优点

1.原料2-吡唑啉-5-酮易得，由酮酸酯与水合肼反应合成；

2.Bimane前体化合物3与4的制备条件温和，分离提纯容易。

3.氧化脱金属反应条件温和，收率从中等到优良；

4.反应步骤少；

5、比较传统合成方法能更容易地合成出不对称的bimane化合物。

附图说明

图1为syn-Bimane 6a的荧光激发与发射光谱图(1×10^-5M二氧六环溶液)；

图2为syn-Bimane 6b的荧光激发与发射光谱图(1×10^-5M二氧六环溶液)；

图3为syn-Bimane 6c的荧光激发与发射光谱图(1×10^-5M二氧六环溶液)；

图4为syn-Bimane 6d的荧光激发与发射光谱图(1×10^-5M二氧六环溶液)；

图5为syn-Bimane 6e的荧光激发与发射光谱图(1×10^-6M二氧六环溶液)；

图6为syn-Bimane 6f的荧光激发与发射光谱图(1×10^-6M二氧六环溶液)。

具体实施方式

本发明以Fischer卡宾化合物(1)为合成子，取代2-吡唑啉-5-酮(2)为原料在有机溶剂中经加成-环化的连续反应生成具有双环氮杂环结构的卡宾化合物(3)和(4)。化合物(3)和(4)经氧化剂氧化脱金属后分别生成具有反式结构的可能发磷光的化合物(5)和具有顺式结构的发荧光的化合物(6)。合成反应式如下：

其中：

化合物(1)为Fischer卡宾化合物合成子，取代基R为烷基；M为VI族过渡金属元素。

化合物(2)为取代2-吡唑啉-5-酮，其中R₁和R₂为烃基或氢原子，其中烃基可以如甲基、乙基、丙基、苯基、亚甲基。

化合物(3)和(4)是含有双环氮杂环骨架和金属部分的Fischer卡宾化合物。

氧化剂为无机或有机氧化剂，如硝酸铈铵(CAN)、间-氯过氧苯甲酸(m-CPMA)等。

反应溶剂为一种或几种极性或非极性惰性溶剂；其极性溶剂可为四氢呋喃、乙醚、1，4-二氧六环、二氯甲烷或氯仿等，非极性溶剂可为己烷或苯等。

通过下述实施例有助于进一步理解本发明，但本发明的内容并不限于此。以下实施例中所述的卡宾合成子为(CO)₅M＝C(OR)C≡CPh，即R＝Et或Me，M＝Cr或W。

实施例1：双环氮杂环卡宾化合物3a和4a的合成

在5ml反应瓶中投入Fischer卡宾化合物1a(1.0mmol)，3-甲基-2-吡唑啉-5-酮2a(1.0mmol)，加入四氢呋喃(THF)3ml。整个反应装置于50℃油浴中搅拌30min，反应完毕后反应混合物可经柱层析分离纯化，层析柱为硅胶柱，当洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，4∶1)时收集紫色组分3a收率为35.1％；洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，2∶1)时收集蓝色组分4a收率为23.4％。

实施例2：双环氮杂环卡宾化合物3b和4b的合成

在5ml反应瓶中投入Fischer卡宾化合物1b(1.0mmol)，3-甲基-2-吡唑啉-5-酮2a(1.0mmol)，加入四氢呋喃(THF)3ml。整个反应装置于50℃油浴中搅拌30min，反应完毕后反应混合物可经柱层析分离纯化，层析柱为硅胶柱，当洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，4∶1)时收集紫色组分3b收率为46.4％；洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，2∶1)时收集蓝色组分4b收率为23.0％，

实施例3：双环氮杂环卡宾化合物3c和4c的合成

在5 ml反应瓶中投入Fischer卡宾化合物1a(1.0mmol)，3-丙基-2-吡唑啉-5-酮2b(1.0mmol)，加入四氢呋喃(THF)3ml。整个反应装置于50℃油浴中搅拌30min，反应完毕后反应混合物可经柱层析分离纯化，层析柱为硅胶柱，当洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，4∶1)时收集紫色组分3c收率为46.7％；洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，2∶1)时收集蓝色组分4c收率为16.0％。

实施例4：双环氮杂环卡宾化合物3d和4d的合成

在5ml反应瓶中投入Fischer卡宾化合物1b(1.0mmol)，3-丙基-2-吡唑啉-5-酮2b(1.0mmol)，加入四氢呋喃(THF)3ml。整个反应装置于50℃油浴中搅拌20min，反应完毕后反应混合物可经柱层析分离纯化，层析柱为硅胶柱，当洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，4∶1)时收集紫色组分3d收率为53.0％；洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，2∶1)时收集蓝色组分4d收率为15.7％。

实施例5：双环氮杂环卡宾化合物4e的合成

在10ml反应瓶中投入Fischer卡宾化合物1a(1.0mmol)，3-苯基-2-吡唑啉-5-酮2c(1.0mmol)，加入1，4-二氧六环(dioxane)6ml。整个反应装置于65℃油浴中搅拌180min，反应完毕后反应混合物可经柱层析分离纯化，层析柱为硅胶柱，洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，2∶1)时收集蓝色组分4e收率为11.9％。

实施例6：由3-苯基-3-吡唑啉-5-酮合成双环氮杂环卡宾化合物4e

在10ml反应瓶中投入Fischer卡宾化合物1a(1.0mmol)，3-苯基-3-吡唑啉-5-酮2g(1.0mmol)，加入1，4-二氧六环(dioxane)6ml。整个反应装置于65℃油浴中搅拌180min，反应完毕后反应混合物经硅胶柱层析分离纯化，洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，2∶1)时收集蓝色组分4e收率为10.3％。

实施例7：双环氮杂环卡宾化合物3f和4f的合成

在10ml反应瓶中投入Fischer卡宾化合物1b(1.0mmol)，3-苯基-2-吡唑啉-5-酮2c(1.0mmol)，加入1，4-二氧六环(dioxane)6ml。整个反应装置于65℃油浴中搅拌110min，反应完毕后反应混合物可经柱层析分离纯化，层析柱为硅胶柱，洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，6∶1)时收集紫色组分3f收率为14.1％；洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，2∶1)时收集蓝色组分4f收率为9.7％。

实施例8：双环氮杂环卡宾化合物3g和4g的合成

在10ml反应瓶中投入Fischer卡宾化合物1a(1.0mmol)，3，4-二甲基-2-吡唑啉-5-酮2d(1.0mmol)，加入1，4-二氧六环(dioxane)6ml。整个反应装置于65℃油浴中搅拌20min，反应完毕后反应混合物可经柱层析分离纯化，层析柱为硅胶柱，当洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，4∶1)时收集紫色组分3g收率为30.0％；洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，2∶1)时收集蓝色组分4g收率为43.7％。

实施例9：双环氮杂环卡宾化合物3h和4h的合成

在10ml反应瓶中投入Fischer卡宾化合物1b(1.0mmol)，3，4-二甲基-2-吡唑啉-5-酮2d(1.0mmol)，加入1，4-二氧六环(dioxane)6ml。整个反应装置于65℃油浴中搅拌30min，反应完毕后反应混合物可经柱层析分离纯化，层析柱为硅胶柱，当洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，6∶1)时收集红色组分3h收率为44.0％；洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，2∶1)时收集紫色组分4h收率为33.6％。

实施例10：双环氮杂环卡宾化合物4i的合成

在5ml反应瓶中投入Fischer卡宾化合物1a(1.0mmol)，3，4-三亚甲基-2-吡唑啉-5-酮2e(1.0mmol)，加入四氢呋喃(THF)3ml。整个反应装置于50℃油浴中搅拌60min，反应完毕后反应混合物可经柱层析分离纯化，层析柱为硅胶柱，当洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，2∶1)时收集蓝色组分4i收率为24.1％。

实施例11：双环氮杂环卡宾化合物4j的合成

在5ml反应瓶中投入Fischer卡宾化合物1b(1.0mmol)，3，4-三亚甲基-2-吡唑啉-5-酮2e(1.0mmol)，加入四氢呋喃(THF)3ml。整个反应装置于50℃油浴中搅拌60min，反应完毕后反应混合物可经柱层析分离纯化，层析柱为硅胶柱，当洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，2∶1)时收集蓝色组分4j收率为33.5％。

实施例12：双环氮杂环卡宾化合物3k和4k的合成

在5ml反应瓶中投入Fischer卡宾化合物1a(1.0mmol)，3，4-四亚甲基-2-吡唑啉-5-酮2f(1.0mmol)，加入四氢呋喃(THF)3ml。整个反应装置于50℃油浴中搅拌15min，反应完毕后反应混合物可经柱层析分离纯化，层析柱为硅胶柱，当洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，4∶1)时收集紫色组分3k收率为7.7％；洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，2∶1)时收集蓝色组分4k收率为24.2％。

实施例13：双环氮杂环卡宾化合物3l和4l的合成

在5ml反应瓶中投入Fischer卡宾化合物1b(1.0mmol)，3，4-四亚甲基-2-吡唑啉-5-酮2f(1.0mmol)，加入四氢呋喃(THF)3ml。整个反应装置于50℃油浴中搅拌15min，反应完毕后反应混合物可经柱层析分离纯化，层析柱为硅胶柱，当洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，4∶1)时收集红色组分3l收率为41.5％；洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，2∶1)时收集紫色组分4l收率为23.3％。

实施例14：双环氮杂环卡宾化合物3m和4m的合成

在5ml反应瓶中投入Fischer卡宾化合物1c(1.0mmol)，3-甲基-2-吡唑啉-5-酮2a(1.0mmol)，加入四氢呋喃(THF)3ml。整个反应装置于50℃油浴中搅拌25min，反应完毕后反应混合物可经柱层析分离纯化，层析柱为硅胶柱，当洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，4∶1)时收集紫色组分3m收率为41.2％；洗脱液为石油醚(30～60℃)/二氯甲烷(v/v，2∶1)时收集蓝色组分4m收率为25.7％。

实施例15：由卡宾化合物3a或3b制备anti-bimane 5a

在10ml反应瓶中投入卡宾化合物3a(0.3mmol)，溶于3ml二氯甲烷溶剂，将反应装置置于冰水浴中，间-氯过氧苯甲酸(m-CPBA)(1.2mmol)溶于3ml二氯甲烷溶剂，在搅拌下滴加到反应装置内，然后撤去冰水浴室温下继续搅拌30min，反应完毕后反应混合物可经柱层析纯化，层析柱为硅胶柱，洗脱液为二氯甲烷/乙醚(v/v，6∶1)，收集组分5a，收率为79.4％。利用同样方法，由3b(0.3mmol)可以88.5％的收率制得5a。

实施例16：由卡宾化合物3c或3d制备anti-bimane 5b

在10ml反应瓶中投入卡宾化合物3c(0.3mmol)，溶于3ml二氯甲烷溶剂，将反应装置置于冰水浴中，间-氯过氧苯甲酸(m-CPBA)(1.2mmol)溶于3ml二氯甲烷溶剂，在搅拌下滴加到反应装置内，然后撤去冰水浴室温下继续搅拌45min，反应完毕后反应混合物可经柱层析纯化，层析柱为硅胶柱，洗脱液为二氯甲烷/乙醚(v/v，6∶1)，收集组分5b，收率为80.0％。利用同样方法，由3d(0.3mmol)可以92.9％的收率制得5b。

实施例17：由卡宾化合物3f制备anti-bimane 5c

在10ml反应瓶中投入卡宾化合物3f(0.3mmol)，溶于3ml二氯甲烷溶剂，将反应装置置于冰水浴中，间-氯过氧苯甲酸(m-CPBA)(1.2mmol)溶于3ml二氯甲烷溶剂，在搅拌下滴加到反应装置内，然后撤去冰水浴室温下继续搅拌40min，反应完毕后反应混合物可经柱层析纯化，层析柱为硅胶柱，洗脱液为二氯甲烷/乙醚(v/v，6∶1)，收集组分5c，收率为77.6％。

实施例18：由卡宾化合物3g或3h制备anti-bimane 5d

在10ml反应瓶中投入卡宾化合物3g(0.3mmol)，溶于3ml二氯甲烷溶剂，将反应装置置于冰水浴中，间-氯过氧苯甲酸(m-CPBA)(1.2mmol)溶于3ml二氯甲烷溶剂，在搅拌下滴加到反应装置内，然后撤去冰水浴室温下继续搅拌45min，反应完毕后反应混合物可经柱层析纯化，层析柱为硅胶柱，洗脱液为二氯甲烷/乙醚(v/v，6∶1)，收集组分5d，收率为80.4％。利用同样方法，由3h(0.3mmol)可以87.6％的收率制得5d。

实施例19：由卡宾化合物3k或3l制备anti-bimane 5e

在10ml反应瓶中投入卡宾化合物3k(0.3mmol)，溶于3ml二氯甲烷溶剂，将反应装置置于冰水浴中，间-氯过氧苯甲酸(m-CPBA)(1.2mmol)溶于3ml二氯甲烷溶剂，在搅拌下滴加到反应装置内，然后撤去冰水浴室温下继续搅拌50min，反应完毕后反应混合物可经柱层析纯化，层析柱为硅胶柱，洗脱液为二氯甲烷，收集组分5e，收率为83.0％。利用同样方法，由3l(0.3mmol)可以85.2％的收率制得5e。

实施例20：由卡宾化合物4a或4b制备syn-bimane 6a

在10ml反应瓶中投入卡宾化合物4a(0.3mmol)，溶于3ml二氯甲烷溶剂，将反应装置置于冰水浴中，间-氯过氧苯甲酸(m-CPBA)(1.2mmol)溶于3ml二氯甲烷溶剂，在搅拌下滴加到反应装置内，然后撤去冰水浴室温下继续搅拌60min，反应完毕后反应混合物可经柱层析纯化，层析柱为硅胶柱，洗脱液为二氯甲烷/乙醚(v/v，10∶1)，收集组分6a，收率为76.4％。利用同样方法，由4b(0.3mmol)可以85.6％的收率制得6a。化合物6a在1，4-二氧六环溶液中的荧光光谱(φ_F＝0.69)见附图1。

实施例21：由卡宾化合物4c或4d制备syn-bimane 6b

在10ml反应瓶中投入卡宾化合物4c(0.3mmol)，溶于3ml二氯甲烷溶剂，将反应装置置于冰水浴中，间-氯过氧苯甲酸(m-CPBA)(1.2mmol)溶于3ml二氯甲烷溶剂，在搅拌下滴加到反应装置内，然后撤去冰水浴室温下继续搅拌40min，反应完毕后反应混合物可经柱层析纯化，层析柱为硅胶柱，洗脱液为二氯甲烷/乙醚(v/v，10∶1)，收集组分6b，收率为73.5％。利用同样方法，由4d(0.3mmol)可以91.7％的收率制得6b。化合物6b在1，4-二氧六环溶液中的荧光光谱(φ_F＝0.72)见附图2。

实施例22：由卡宾化合物4e或4f制备syn-bimane 6c

在10ml反应瓶中投入卡宾化合物4e(0.3mmol)，溶于3ml二氯甲烷溶剂，将反应装置置于冰水浴中，间氯过氧苯甲酸(m-CPBA)(1.2mmol)溶于3ml二氯甲烷溶剂，在搅拌下滴加到反应装置内，然后撤去冰水浴室温下继续搅拌45min，反应完毕后反应混合物可经柱层析纯化，层析柱为硅胶柱，洗脱液为二氯甲烷/乙醚(v/v，10∶1)，收集组分6c，收率为87.9％。利用同样方法，由4f(0.3mmol)可以85.5％的收率制得6c。化合物6c在1，4-二氧六环溶液中的荧光光谱(φ_F＝0.37)见附图2。

实施例23：以硝酸铈铵为氧化剂由卡宾化合物4e制备syn-bimane 6c

卡宾化合物4e(0.3mmol)溶于10ml丙酮中用冰水浴冷至0℃。硝酸铈铵(0.9mmol)溶于10ml丙酮中，在搅拌下滴加到反应瓶中，冰水浴下搅拌20min后反应完全。经硅藻土过滤后，减压浓缩，混合物经硅胶柱层析纯化，洗脱液为二氯甲烷/乙醚(v/v，10∶1)，收集组分6c，收率为39.3％。

实施例24：由卡宾化合物4g或4h制备syn-bimane 6d

在10ml反应瓶中投入卡宾化合物4g(0.3mmol)，溶于3ml二氯甲烷溶剂，将反应装置置于冰水浴中，间-氯过氧苯甲酸(m-CPBA)(1.2mmol)溶于3ml二氯甲烷溶剂，在搅拌下滴加到反应装置内，然后撤去冰水浴室温下继续搅拌40min，反应完毕后反应混合物可经柱层析纯化，层析柱为硅胶柱，洗脱液为二氯甲烷/乙醚(v/v，10∶1)，收集组分6d，收率为76.2％。利用同样方法，由4h(0.3mmol)可以83.4％的收率制得6d。化合物6d在1，4-二氧六环溶液中的荧光光谱(φ_F＝0.11)见附图3。

实施例25：由卡宾化合物4i或4j制备syn-bimane 6e

在10ml反应瓶中投入卡宾化合物4i(0.3mmol)，溶于3ml二氯甲烷溶剂，将反应装置置于冰水浴中，间-氯过氧苯甲酸(m-CPBA)(1.2mmol)溶于3ml二氯甲烷溶剂，在搅拌下滴加到反应装置内，然后撤去冰水浴室温下继续搅拌30min，反应完毕后反应混合物可经柱层析纯化，层析柱为硅胶柱，洗脱液为二氯甲烷/乙醚(v/v，10∶1)，收集组分6e，收率为86.2％。利用同样方法，由4j(0.3mmol)可以83.3％的收率制得6e。化合物6e在1，4-二氧六环溶液中的荧光光谱(φ_F＝0.10)见附图4。

实施例26：由卡宾化合物4k或4l制备syn-bimane 6f

在10ml反应瓶中投入卡宾化合物4k(0.3mmol)，溶于3ml二氯甲烷溶剂，将反应装置置于冰水浴中，间-氯过氧苯甲酸(m-CPBA)(1.2mmol)溶于3ml二氯甲烷溶剂，在搅拌下滴加到反应装置内，然后撤去冰水浴室温下继续搅拌50min，反应完毕后反应混合物可经柱层析纯化，层析柱为硅胶柱，洗脱液为二氯甲烷/乙醚(v/v，10∶1)，收集组分6f，收率为64.9％。利用同样方法，由4l(0.3mmol)可以76.4％的收率制得6f。化合物6f在1，4-二氧六环溶液中的荧光光谱(φ_F＝0.17)见附图5。

表1.双环氮杂环金属卡宾化合物3和4的合成^a

实施例  1  2  M  R₁，R₂  溶剂温度(℃)   时间   (min)产品产^b(％)    1    2    3    4    5    6    7    8    9    10    11    12  1a  1b  1a  1b  1a  1b  1a  1b  1a  1b  1a  1b  2a  2a  2b  2b  2c  2c  2d  2d  2e  2e  2f  2f  Cr  W  Cr  W  Cr  W  Cr  W  Cr  W  Cr  W  H，Me  H，Me  H，n-Pr  H，n-Pr  H，Ph  H，Ph  CH₃，CH₃  CH₃，CH₃  -(CH₂)₃-  -(CH₂)₃-  -(CH₂)₄-  -(CH₂)₄-  THF  THF  THF  THF  dioxane  dioxane  dioxane  dioxane  THF  THF  THF  THF    50    50    50    50    65    65    65    65    50    50    50    50    30    30    30    20    180    110    20    30    60    60    15    153a(35.1)3b(46.4)3c(46.7)3d(53.0)-3f(14.1)3g(30.0)3h(44.0)--3k(7.7)3l(41.5)4a(23.4)4b(23.0)4c(16.0)4d(15.7)4e(11.9)4f(9.7)4g(43.7)4h(33.6)4i(24.1)4j(33.5)4k(24.2)4l(23.3)

^a反应条件：金属卡宾化合物1，1.0mmol；取代吡唑啉酮2，1.0mmol；溶剂为THF，3ml或dioxane，6ml；反应温度50℃或65℃。^b产率(括号中数据)为柱层析分离产率。

表2.由3和4氧化脱金属合成bimanes 5和6^a

实施例金属卡宾M  R₁，R₂    产物    时间    (min)    产率^b    (％)  13  14    3a    3b    3c  Cr  W  Cr  H，Me  H，Me  H，n-Pr    5a    5b    30    40    45    79.4    88.5    80.0

    15    16    17    18    19    20    21    22    23    3d    3f    3g    3h    3k    3l    4a    4b    4c    4d    4e    4f    4g    4h    4i    4j    4k    4l  W  W  Cr  W  Cr  W  Cr  W  Cr  W  Cr  W  Cr  W  Cr  W  Cr  W    H，n-Pr    H，Ph    Me，Me    Me，Me    -(CH₂)₄-    -(CH₂)₄-    H，Me    H，Me    H，n-Pr    H，n-Pr    H，Ph    H，Ph    Me，Me    Me，Me    -(CH₂)₃-    -(CH₂)₃-    -(CH₂)₄-    -(CH₂)₄-  5c  5d  5e  6a  6b  6c  6d  6e  6f  40  40  45  30  50  35  60  50  40  60  45  40  40  30  30  45  50  60  92.9  77.6  80.4  87.6  83.0  85.2  76.4  85.6  73.5  91.7  87.9  85.5  76.2  83.4  86.2  83.3  64.9  76.4

^a反应条件：金属卡宾化合物3或4，0.3mmol；间-氯过氧苯甲酸(m-CPBA)，1.2mmol；二氯甲烷，6ml；反应温度0℃-rt。^b产率(括号中数据)为柱层析分离产率。