六氢吡咯并吲哚类化合物及其制备方法与用途技术

本发明专利技术属船舶防污技术领域，公开了具有式(Ⅰ)结构的六氢吡咯并吲哚类化合物，其中取代基R1、R2代表单取代或多取代苄基，R1、R2可以为相同的取代基。其合成路线选用吲哚‑3‑乙腈为合成起始原料。本发明专利技术采用该方法合成此类化合物，具有产率高、易分离等优点。这类化合物对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有程度不等的抑制作用，可开发成在船舶防污方面具有潜在应用价值的防污剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于船舶防污
，涉及一类新型的船舶防污用化合物，具体涉及一类六氢吡咯并吲哚类化合物。本专利技术还给出这类化合物合成方法及其在船舶防污方面的应用。
技术介绍
船舶在海洋行驶中常常遭受海藻、藤壶等海洋生物的表面附着，称为生物污损。生物污损会使舰船的自重和航行阻力增加，从而增加燃油消耗；还会大大加速船底钢板的腐蚀，降低舰船的使用寿命。为了减少污损危害，许多国家都开展了环保型船舶防污技术的研究，其中涂刷防污涂料成为应用最广泛的方法。涂刷防污涂料具有防污效果好、可行性强、一次性投资少且不需要管理等突出优点。防污涂料中的防污剂是最主要、最有效的成分，也是防污涂料的核心。传统防污涂料使用的防污剂，如TBT(三丁基锡)等，对环境造成较大的负面影响。而天然产物活性物质是环境友好型防污剂的主要来源，是未来防污剂的发展方向，但是提取天然产物活性物质不仅操作困难、步骤繁琐，而且含量特别低，难于工业化生产。为此，根据天然产物的结构特点，可以通过化学合成方法得到大量的具有防污活性的天然产物及其类似物，以满足防污涂料工业化生产需求。目前，吲哚类防污剂是最具有发展前景的防污剂之一。对吲哚类化合物作为防污剂的研究已取得较大进展，然而当前关于吲哚类防污剂的研究主要集中在3-位上有取代基的吲哚-3-甲醛类和芦竹碱类化合物，而对于其他结构的吲哚化合物的防污活性研究却未见详细的报道。因此，通过化学合成方法得到该类化合物的类似物，有利于开发出新型防污剂，为环保型防污涂料的研发打下坚实的基础。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，通过化学合成方法，开发多种化学结构新颖的六氢吡咯并吲哚类化合物，以及探索这类化合物作为船舶防污涂料的应用。为了实现上述目的，本专利技术采用结构仿生策略，设计并合成了多个先导化合物的类似物，利用NMR等分析技术确认了目标化合物的结构式。进一步地，本专利技术采用试管二倍稀释法考察了合成的化合物对金黄色葡萄球菌(staphylococcusaureus)和大肠杆菌(escherichiacoli)的抑菌活性。本专利技术所呈现的研究结果将为后续六氢吡咯并吲哚类化合物作为新型防污剂的进一步研究或创制奠定理论基础。本专利技术所述六氢吡咯并吲哚类化合物，其具有式(Ⅰ)的化学结构：其中，取代基R1、R2代表单取代或多取代苄基。为了详实描述式(Ⅰ)六氢吡咯并吲哚类化合物的结构，本专利技术定义单取代苄基应指苄基中苯环上的一个碳原子的氢被其它的基团取代；而多取代苄基应指苄基中苯环上的两个或两个以上碳原子的氢被其它的基团取代。例如，苄基苯环上的一个碳原子的氢，这个氢可以被卤素(氟、氯、溴或碘)取代，形成邻、间、对卤代苄基；或被甲基取代，形成邻甲基苄基、间甲基苄基、对甲基苄基。多取代苄基与此类似，在此不作详述。优选地，所述取代基R1和R2代表下述取代基中的任一种：取代基R1和R2可以为间甲基苄基、对甲基苄基、间氟代苄基或对氟代苄基中的任一种。本专利技术所述六氢吡咯并吲哚类化合物，其取代基R1和R2可以相同，也可以是不同的取代基。若取代基R1和R2均为对甲基苄基，具有式(Ⅰ)化学结构的六氢吡咯并吲哚类化合物为化合物1。若取代基R1和R2均为对氟代苄基，具有式(Ⅰ)化学结构的六氢吡咯并吲哚类化合物为化合物2。若取代基R1和R2均为邻氟代苄基，具有式(Ⅰ)化学结构的六氢吡咯并吲哚类化合物为化合物3。若取代基R1和R2均为邻甲基苄基，具有式(Ⅰ)化学结构的六氢吡咯并吲哚类化合物为化合物4。为了合成具有式(Ⅰ)结构的六氢吡咯并吲哚类化合物，本专利技术给出了优选的设计合成路线。合成路线包括下述步骤：优选地，通过上述合成路线，可以合成取代基R1和R2相同的六氢吡咯并吲哚类化合物。在具体实施方式中，所述六氢吡咯并吲哚类化合物的合成方法，其包括下述步骤：1)吲哚-3-乙腈溶于DMSO，在冰浴中加入37％HCl，室温下搅拌反应30min，调pH值在7～8之间，乙酸乙酯萃取，脱溶，得氧化吲哚-3-乙腈；2)氢化钠溶于无水四氢呋喃，室温下搅拌20min，在冰浴中加入氧化吲哚-3-乙腈的四氢呋喃溶液，室温下搅拌25min，在冰浴中加入苄基溴，室温下搅拌，加入氯化铵淬灭反应，乙酸乙酯萃取，脱溶，得到1,3-位苄基取代氧化吲哚-3-乙腈；3)1,3-位苄基取代氧化吲哚-3-乙腈溶于无水四氢呋喃，在冰浴中分批次加入四氢铝锂，室温下搅拌反应1h，加热回流1.5h，依次用乙酸乙酯和水淬灭反应，乙酸乙酯萃取，脱溶，得3a,8-双(苄基)-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯[2,3]并吲哚；4)3a,8-双(苄基)-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯[2,3]并吲哚溶于无水吡啶，在冰水浴中，向其中缓慢滴加乙酸酐，室温下搅拌反应2h，加入甲醇溶液淬灭反应，脱溶，乙酸乙酯萃取，脱溶，得3a,8-双(苄基)-1,2,3,3a,8,8a-六氢吡咯-5-甲酸-[2,3]并吲哚，即所述六氢吡咯并吲哚类化合物。上述六氢吡咯并吲哚类化合物结构新颖。本专利技术推荐的合成路线也是在合成此类化合物中的成功应用，该合成路线新颖、产率高并且产物易于分离，可以说是制备此类化合物的较优路线。式(Ⅰ)结构的六氢吡咯并吲哚类化合物的具体合成方法，在实施例中有详细的记载。另一方面，本专利技术采用试管二倍稀释法考察了合成的化合物对金黄色葡萄球菌(staphylococcusaureus)和大肠杆菌(escherichiacoli)的抑菌活性。所述六氢吡咯并吲哚类化合物可以作为船舶防污剂的有效成分，即船舶防污剂其有效成分包含所述六氢吡咯并吲哚类化合物中的至少一种。还有，本专利技术所述六氢吡咯并吲哚类化合物在船舶防污方面的用途。本专利技术至少具有下述的优点或有益效果：(1)本专利技术建立了合成所述六氢吡咯并吲哚类化合物的工艺方法，该工艺方法所涉及的反应比较经典高效，反应条件温和，合成步骤较为简短，后处理简单易行。(2)本专利技术给出了多种具有共性结构的六氢吡咯并吲哚类化合物，该类化合物结构新颖，不同于现有作为防污剂应用的吲哚类化合物。本专利技术为新的防污剂开发提供了条件，六氢吡咯并吲哚类化合物可以作为防污剂成分，应用于船舶防污方面。(3)本专利技术采用微量稀释法测定化合物1、2、3、4对金黄色葡萄球菌(staphylococcusaureus)和大肠杆菌(escherichiacoli)的抑菌活性，抗菌活性实验证明：目标化合物对供试菌均具有程度不等的抑制作用。由此可见，所述六氢吡咯并吲哚类化合物比TBT具有更高的防污活性，可开发成在船舶防污方面具有潜在应用价值的防污剂，本专利技术将为此类化合物的后续设计及其广泛应用研究提供了理论依据和技术支撑。在以下实施例中进一步描述本专利技术，而不以任何形式旨在限制如权利要求所表明的本专利技术的保护范围。具体实施方式实施例1六氢吡咯并吲哚类化合物的合成。本实施例提供所述六氢吡咯并吲哚类化合物的合成步骤，具体如下：1、氧化吲哚-3-乙腈的合成称取3.12g(20mmol)的吲哚-3-乙腈于250mL的干燥圆底烧瓶中，加入30mLDMSO，室温下搅拌15min使其完全溶解，将反应液置于0℃的冰浴中，然后用恒压漏斗向其中缓慢滴加150mL浓盐酸(37％HCl，VDMSO:VHCl＝1:5)，待滴加完全后将反应液移至室温搅拌30min，TLC(PE:本文档来自技高网...

【技术保护点】
六氢吡咯并吲哚类化合物，其特征在于，具有式(Ⅰ)的化学结构：其中，取代基R1、R2代表单取代或多取代苄基。

【技术特征摘要】
1.六氢吡咯并吲哚类化合物，其特征在于，具有式(Ⅰ)的化学结构：其中，取代基R1、R2代表单取代或多取代苄基。2.根据权利要求1所述六氢吡咯并吲哚类化合物，其特征在于，所述取代基R1和R2代表下述取代基中的任一种：3.根据权利要求2所述六氢吡咯并吲哚类化合物，其特征在于，所述取代基R1和R2相同，具有式(Ⅰ)化学结构的化合物为下述中的任一种：4.六氢吡咯并吲哚类化合物的合成方法，其采用如下的反应路线：5.根据权利要求4所述六氢吡咯并吲哚类化合物的合成方法，其特征在于，所述取代基R1和R2相同。6.根据权利要求4所述六氢吡咯并吲哚类化合物的合成方法，其特征在于，包括下述步骤：1)吲哚-3-乙腈溶于DMSO，在冰浴中加入37％HCl，室温下搅拌反应30min，调pH值在7～8之间，乙酸乙酯萃取，脱溶，得氧化吲哚-3-乙腈；2)氢化钠溶于无水四氢呋喃，室温下搅拌20min，在冰浴中加入氧化吲哚-3-乙腈的四氢呋喃溶液，室...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑绍军，刘静，李蕊蕊，杨丹丹，白红进，张继文，
申请(专利权)人：江苏科技大学海洋装备研究院，
类型：发明
国别省市：江苏;32