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CN107082758A - 一种合成吲哚衍生物的方法 - Google Patents

一种合成吲哚衍生物的方法 Download PDF

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CN107082758A
CN107082758A CN201610094521.7A CN201610094521A CN107082758A CN 107082758 A CN107082758 A CN 107082758A CN 201610094521 A CN201610094521 A CN 201610094521A CN 107082758 A CN107082758 A CN 107082758A
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iii
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alkyl
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张学景
陈嘉华
鄢明
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Sun Yat Sen University
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Abstract

本发明提供了一种合成吲哚化合物的新方法。该方法采用2‑亚胺基二苯甲醇或者芳基并二氢噁嗪为原料，在氮气保护下，加入一种碱，在溶剂中加热，即可以良好的产率得到吲哚化合物。该方法操作简便、反应产率高、反应过程中无需使用过渡金属催化剂，对于吲哚化合物的工业制备具有很高的应用价值。

Description

一种合成吲哚衍生物的方法
技术领域
本发明涉及一种合成吲哚衍生物的方法，属于有机合成领域。
背景技术
吲哚是大量天然产物和化学药物中的重要母核，吲哚衍生物在材料化学中也有广泛应用。目前吲哚类化合物主要有以下几种代表性的合成方法：(1)Fischer合成法，即苯肼衍生物和酮类化合物在路易斯酸的催化和加热条件下发生环合反应生成吲哚衍生物(Chem.Rev.，1969，69，227)；(2)Madelung合成法，即N-甲酰基邻甲基苯胺衍生物在高温、强碱条件下发生分子内关环反应得到吲哚衍生物(Chem.Rev.，2006，106，2875)；(3)L-B合成法，即2-硝基甲苯衍生物和N，N-二甲基甲酰胺二甲缩醛发生缩合反应得到2-硝基二甲基胺基苯乙烯，再用钯碳还原缩合生成吲哚环(Chem.Rev.，2015，115，151)；(4)2-异氰基苯乙烯衍生物在三丁基氢化锡/偶氮二异丁腈引发下与烯烃发生分子内自由基环化反应，生成吲哚衍生物(J.Am.Chem.Soc.，1994，116，3127)；(5)炔烃和2-卤代苯胺衍生物在过渡金属催化下发生环化反应，得到吲哚衍生物(Org.Lett.，2004，6，4129)。上述方法存在着底物范围窄、官能团耐受性差、使用不稳定的格氏试剂和锂试剂、需要严格的无水无氧操作、需要使用过渡金属催化剂等缺点。由于吲哚衍生物结构的多样性，高效合成吲哚化合物的新方法具有重要的工业应用价值。
本发明提供一种合成吲哚衍生物的新方法。该方法采用2-亚胺基二苯基甲醇或者芳基并二氢噁嗪为原料，在氮气保护下，加入一种碱，在溶剂中加热，即可以良好的收率得到取代的吲哚衍生物。该方法操作简便、反应产率高、反应中无需使用过渡金属催化剂，对于吲哚化合物的工业制备具有很高的应用价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种合成吲哚衍生物的方法。
具体的技术方案如下：
一种式(I)所示的吲哚化合物的合成方法，其特征在于，采用式(II)所示的2-亚胺基二芳基甲醇或者式(III)所示的芳基并二氢噁嗪为原料，其中式(II)与式(III)为互变异构体，在氮气保护下，加入一种碱，在溶剂中加热，得到式(I)所示的吲哚化合物；所述的碱为叔丁醇钾、叔丁醇钠、甲醇钾、甲醇钠、碳酸钾；所述的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、2-甲基四氢呋喃；所述的式(I)、式(II)和式(III)结构的化合物如下：
其中：
R1，R2可以相同也可以不同，代表C1～C6烷基、环烷基、乙烯基、苯基、取代苯基、萘基、噻吩基、呋喃基、吡啶基、嘧啶基、喹啉基、苯并呋喃基；其中取代苯基可以是单取代苯基也可以是多取代苯基，取代苯基中的取代基可以是甲基、乙基、C3～C6烷基及环烷基、氟、氯、溴、甲氧基、硝基、三氟甲基、腈基、酰胺基。
R3代表苯环上的单取代或多取代，取代基为氢、甲基、乙基、C3～C6烷基及环烷基、甲氧基、氟、氯、溴、硝基、三氟甲基、腈基。
优选地，所述的碱为叔丁醇钾。
优选地，所述的碱相对于式(II)所示的2-亚胺基二苯基甲醇或式(III)所示的芳基并二氢噁嗪的用量的摩尔比为1∶1～5∶1。
优选地，所述方法采用的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺。
优选地，所述方法采用的反应温度为40～140℃。
优选地，所述方法采用的反应时间为0.5～12小时。
本发明所述的合成吲哚衍生物的方法，具有操作简便、反应产率高、反应中无需使用过渡金属催化剂的优点，对于吲哚衍生物的工业制备具有很高的实用价值。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明做进一步的阐述，但这些实施例不是对本发明的限制。
实施例1
在100mL圆底烧瓶中，加入叔丁醇钾(1.1g，10.0mmol)，II-a与III-a的混合物(1.3g，4.0mmol)，N，N-二甲基甲酰胺(40.0mL)，在120℃下反应1小时。反应完后加入二氯甲烷(50mL)和水(50mL)，分离出有机相，减压除去溶剂，残余物用石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂为洗脱剂，通过硅胶柱层析分离纯化得到I-a(0.98g，3.28mmol，收率82％)；1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ8.12(s，1H)，7.66(d，J＝7.9Hz，1H)，7.45-7.41(m，2H)，7.39-7.31(m，5H)，7.26(td，J＝6.6，1.4Hz，1H)，7.23-7.18(m，1H)，7.15-7.11(m，1H)，6.87-6.81(m，2H)，3.79(s，3H)；13C NMR(100MHz，CDCl3)：δ159.3，135.8，135.3，134.2，130.2，129.5，128.9，128.5，126.1，125.2，122.4，120.4，119.5，114.2，110.8，55.3；HRMS(ESI)C21H18NO[M+H]+的理论计算值为：300.1388，实测值为：300.1385。
实施例2
采用与实施例1相同的方法，增加叔丁醇钾的用量(1.8g，16.0mmol)，得到I-a(0.51g，1.72mmol，收率43％)。
实施例3
采用与实施例1相同的方法，以叔丁醇钠(0.96g，10.0mmol)替代叔丁醇钾，得到I-a(0.23g，0.76mmol，收率19％)。
实施例4
采用与实施例1相同的方法，以2-甲基四氢呋喃替代N，N-二甲基甲酰胺为溶剂，得到I-a(0.47g，1.56mmol，收率39％)。
实施例5
采用与实施例1相同的方法，将反应温度降至60℃，得到I-a(0.52g，1.72mmol，收率43％)。
实施例6
在100mL圆底烧瓶中，加入叔丁醇钾(1.1g，10.0mmol)，II-b与III-b的混合物(1.4g，4.0mmol)，N，N-二甲基甲酰胺(40.0mL)，在120℃下反应1小时。反应完将混合物倒至冰水(100mL)中并剧烈搅拌5分钟，把析出固体过滤并将固体用石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂重结晶得到I-b(1.2g，3.72mmol，收率93％)；1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ8.28(s，1H)，7.92(s，1H)，7.80-7.73(m，2H)，7.73-7.68(m，2H)，7.47-7.40(m，6H)，7.38-7.33(m，2H)，7.30-7.23(m，2H)，7.16(t，J＝7.6Hz，1H)；13C NMR(100MHz，CDCl3)：δ136.2，135.1，134.1，133.5，132.7，130.4，130.3，128.9，128.7，128.6，128.6，128.2，128.1，128.0，127.8，126.7，126.6，126.5，126.5，126.4，126.4，122.9，120.6，119.8，115.6，111.0；HRMS(ESI)C24H18N[M+H]+的理论计算值为：320.1439，实测值为：320.1446。
实施例7
采用与实施例6相同的方法，以II-c与III-c的混合物(1.4g，4.0mmol)为反应原料，得到I-c(0.91g，2.72mmol，收率68％)；1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ8.26(s，1H)，7.92(s，1H)，7.81-7.74(m，2H)，7.73-7.67(m，2H)，7.48-7.39(m，4H)，7.35(d，J＝7.7Hz，2H)，7.24(t，J＝7.3Hz，1H)，7.20-7.11(m，3H)，2.38(s，3H)；13C NMR(100MHz，CDCl3)：δ136.1，135.9，133.9，133.5，132.7，132.0，130.5，130.1，129.3，129.0，128.2，128.1，127.8，126.5，126.5，126.5，126.3，122.8，120.4，119.9，115.5，110.9，21.3；HRMS(ESI)C25H20N[M+H]+的理论计算值为：334.1596，实测值为：334.1579。
实施例8
采用与实施例6相同的方法，以II-d与III-d的混合物(1.4g，4.0mmol)为反应原料，得到I-d(1.2g，3.56mmol，收率89％)；1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ8.45(s，1H)，7.88(s，1H)，7.80-7.73(m，2H)，7.69(d，J＝8.7Hz，1H)，7.50-7.43(m，4H)，7.35-7.28(m，4H)，7.23(d，J＝8.1Hz，1H)，7.15(td，J＝7.8，4.8Hz，1H)，6.81(dd，J＝11.3，7.8Hz，1H)；13C NMR(100MHz，CDCl3)：δ157.2(d，1JCF＝249.5Hz)，138.5(d，3JCF＝10.2Hz)，134.8，134.5，133.4，132.7，131.1，129.8，128.2，128.1，128.0，127.8，126.9，126.6，126.5，126.5，126.3，123.1(d，4JCF＝8.0Hz)，117.4(d，2JCF＝17.5Hz)，113.8，107.1，106.0，105.8；19F NMR(376MHz，CDCl3)：δ-118.7；HRMS(ESI)C24H15NF[M-H]-的理论计算值为：336.1189，实测值为：336.1191。
实施例9
采用与实施例6相同的方法，以II-e与III-e的混合物(1.4g，4.0mmol)为反应原料，得到I-e(0.68g，2.12mmol，收率53％)；1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ8.00(s，1H)，7.95-7.86(m，5H)，7.62(dd，J＝8.5，1.4Hz，1H)，7.56-7.49(m，2H)，7.38(d，J＝8.0Hz，1H)，7.19(t，J＝7.3Hz，1H)，7.12(t，J＝7.7Hz，1H)，3.04(tt，J＝12.2，3.4Hz，1H)，2.15-2.05(m，2H)，1.94-1.82(m，4H)，1.79-1.73(m，1H)，1.42-1.32(m，3H)；13C NMR(100MHz，CDCl3)：δ136.5，133.7，133.4，132.7，131.2，128.3，128.1，127.8，127.8，127.5，126.8，126.6，126.3，121.9，121.2，119.3，119.2，111.1，36.6，33.2，27.1，26.4；HRMS(ESI)C24H24N[M+H]+的理论计算值为：326.1909，实测值为：326.1906。
实施例10
采用与实施例6相同的方法，以II-f与III-f的混合物(1.5g，4.0mmol)为反应原料，得到I-f(1.2g，3.2mmol，收率80％)；1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ8.92(s，1H)，7.65(d，J＝8.0Hz，1H)，7.48(d，J＝8.2Hz，1H)，7.45-7.33(m，8H)，7.33-7.22(m，3H)，7.15(t，J＝7.4Hz，1H)，3.67(t，J＝7.0Hz，2H)，3.45(t，J＝6.6Hz，2H)，2.00-1.84(m，4H)；13C NMR(100MHz，DMSO)：δ167.7，136.2，135.8，135.0，133.7，133.1，129.8，128.7，128.0，127.6，127.3，126.3，122.3，119.8，118.7，114.0，111.5，48.8，45.9，26.0，23.9，HRMS(ESI)C25H23N2O[M+H]+的理论计算值为：367.1810，实测值为：367.1809。
实施例11
采用与实施例6相同的方法，以II-g与III-g的混合物(1.5g，4.0mmol)为反应原料，得到I-g(1.1g，3.04mmol，收率76％)；1H NMR(400MHz，CDCl3)：δ8.34(s，1H)，7.64(d，J＝8.0Hz，1H)，7.49-7.33(m，5H)，7.32-7.20(m，2H)，7.15(t，J＝7.6Hz，1H)，6.62(s，2H)，3.87(s，3H)，3.66(s，6H)；13C NMR(100MHz，CDCl3)：δ153.3，137.7，135.8，135.2，134.0，130.4，128.9，128.5，128.0，127.3，126.4，122.7，120.5，119.6，115.2，110.9，105.3，104.9，61.0，55.9；HRMS(ESI)C23H20NO3[M-H]-的理论计算值为：358.1443，实测值为：358.1447。

Claims (6)

1.一种式(I)所示的吲哚化合物的合成方法，其特征在于，采用式(II)所示的2-亚胺基二芳基甲醇或者式(III)所示的芳基并二氢噁嗪为原料，其中式(II)与式(III)为互变异构体，在氮气保护下，加入一种碱，在溶剂中加热，得到式(I)所示的吲哚化合物；所述的碱为叔丁醇钾、叔丁醇钠、甲醇钾、甲醇钠、碳酸钾；所述的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、2-甲基四氢呋喃；所述的式(I)、式(II)和式(III)结构的化合物如下：
其中：
R1，R2可以相同也可以不同，代表C1～C6烷基、环烷基、乙烯基、苯基、取代苯基、萘基、噻吩基、呋喃基、吡啶基、嘧啶基、喹啉基、苯并呋喃基；其中取代苯基可以是单取代苯基也可以是多取代苯基，取代苯基中的取代基可以是甲基、乙基、C3～C6烷基及环烷基、氟、氯、溴、甲氧基、硝基、三氟甲基、腈基、酰胺基。
R3代表苯环上的单取代或多取代，取代基为氢、甲基、乙基、C3～C6烷基及环烷基、甲氧基、氟、氯、溴、硝基、三氟甲基、腈基。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于所述的碱为叔丁醇钾。
3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于所述的碱相对于式(II)所示的2-亚胺基二苯基甲醇或式(III)所示的芳基并二氢噁嗪的用量的摩尔比为1∶1～5∶1。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于所述的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺。
5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于所采用的反应温度为40～140℃。
6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于所采用的反应时间为0.5～12小时。
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