吲哚嗪并异吲哚或苯并吲哚嗪并异吲哚衍生物及其合成方法技术

本发明专利技术涉及一种吲哚嗪并异吲哚或苯并吲哚嗪并异吲哚衍生物及其合成方法。该化合物具有如下结构：其中，R为甲氧基、甲基、氢、氯、硝基。从理论上分析，该方法经历了[8+2]环加成反应，该反应成功地构建了吲哚嗪并异吲哚或苯并吲哚嗪并异吲哚分子骨架，丰富了有机稠杂环化合物的合成方法。从性能测试上分析，吲哚嗪并异吲哚或苯并吲哚嗪并异吲哚衍生物具有一定的光电性能,部分化合物具有较高的量子产率。这些化合物均呈现出较强的蓝色或绿色荧光，是具有潜在应用价值的有机发光材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机化学中杂环化合物领域,涉及一种稠杂环化合物吲哚嗪并异吲哚或苯并吲哚嗪并异吲哚衍生物及其合成方法。
技术介绍
吲哚嗪并异吲哚衍生物具有非常好的荧光性和高量子产率，故在发光材料和传感器等方面具有潜在的应用前景，因此，合成吲哚嗪并异吲哚衍生物引起了大家的兴趣。[8+2]环加成反应是合成杂环化合物的一类重要反应，具有原子经济性的特点，也是现代有机合成化学所关注的热点之一。吲哚嗪并异吲哚衍生物的合成已有文献报道，2007年文献报道以邻-三甲硅基苯酚三氟甲磺酸酯为苯炔前体，在氟试剂作用下形成苯炔，与吲哚嗪衍生物反应，合成得到吲哚嗪并异吲哚衍生物，方法比较简便。目前，我们研究了以苯并双（氧二硅茂）为苯炔前体，在室温条件下形成氧二硅苯炔，与吲哚嗪衍生物发生[8+2]环加成反应，简便合成得到氧二硅吲哚嗪并异吲哚衍生物和二氧三硅基吲哚嗪并异吲哚衍生物。同时我们首次发现了以氧二硅基萘为萘炔前体，在室温条件下形成萘炔，与吲哚嗪衍生物发生[8+2]环加成反应，合成得到新稠杂环苯并吲哚嗪并异吲哚衍生物，其合成方法简便，条件温和。并研究了氧二硅吲哚嗪并异吲哚衍生物和苯并吲哚嗪并异吲哚衍生物的光电性能。
技术实现思路
：本专利技术的目的之一在于提供一类新的氧二硅基吲哚嗪并异吲哚衍生物、二氧三硅基吲哚嗪并异吲哚衍生物或苯并吲哚嗪并异吲哚衍生物。本专利技术的目的之二在于提供这些衍生物的制备方法。为达到上述目的，本专利技术的反应过程为：苯并双（氧二硅茂）（1）或氧二硅基萘（7）与二乙酸碘苯盐、三氟甲磺酸反应，生成苯基[邻(羟基二甲基硅基氧二硅基稠合苯基)]三氟磺酸碘化物（2）或苯基[邻(羟基二甲基硅基)萘基]三氟磺酸碘化物（8）。在室温下，依次加入2-芳基吲哚嗪衍生物4a-e，氟化铯（CsF），先生成苯炔中间体3或萘炔中间体9，立即与2-芳基吲哚嗪衍生物4a-e发生[8+2]环加成反应，生成氧二硅基吲哚嗪并异吲哚衍生物5a-e和二氧三硅基吲哚嗪并异吲哚衍生物6a-e，总得率为42-63％；或苯并吲哚嗪并异吲哚衍生物10a-e，得率为42-72%。根据上述反应机理，本专利技术采用如下技术方案：一种吲哚嗪并异吲哚或苯并吲哚嗪并异吲哚衍生物，其特征在于该化合物具有如下结构之一：、或其中，R为甲氧基、甲基、氢、氯或硝基。一种制备上述的的吲哚嗪并异吲哚或苯并吲哚嗪并异吲哚衍生物的方法，其特征在于该方法具有如下步骤：a.在惰性气体的保护下，冰水浴条件，将三氟甲磺酸加入到二乙酸碘苯盐的二氯甲烷溶液中，冰水浴反应0.5～1小时，室温反应1～2小时；冰水浴条件下将该反应溶液加入到苯并双（氧二硅茂）或氧二硅基萘的二氯甲烷溶液中，继续冰水浴反应0.5～1小时，室温反应3～4小时，用二氯甲烷提取苯基[邻(羟基二甲基硅基氧二硅基稠合苯基)]三氟磺酸碘化物或苯基[邻(羟基二甲基硅基)萘基]三氟磺酸碘化物，水洗、干燥并旋去溶剂；b.在惰性气体保护下，将步骤a所得苯基[邻(羟基二甲基硅基氧二硅基稠合苯基)]三氟磺酸碘化物的二氯甲烷溶液或苯基[邻(羟基二甲基硅基)萘基]三氟磺酸碘化物的乙腈溶液分批加入到2-芳基吲哚嗪衍生物和氟化铯的二氯甲烷溶液或乙腈溶液中，回流1～1.5小时，经分离提纯，得到终产物吲哚嗪并异吲哚或苯并吲哚嗪并异吲哚衍生物；所述的二乙酸碘苯盐的结构式为：PhI(OAc)2；所述的苯并双（氧二硅茂）的结构式为：；所述的氧二硅基萘的结构式为：；所述的苯基[邻(羟基二甲基硅基氧二硅基稠合苯基)]三氟磺酸碘化物其结构式为：；所述的苯基[邻(羟基二甲基硅基)萘基]三氟磺酸碘化物其结构式为：；所述的2-芳基吲哚嗪衍生物的结构式为：，其中R为甲氧基、甲基、氢、氯或硝基；所述的二乙酸碘盐、三氟甲磺酸、苯并双（氧二硅茂）或氧二硅基萘、2-芳基吲哚嗪衍生物、氟化铯（CsF）的摩尔比为：1.0～1.5:2.5～3.0:1.0~1.2:0.5:9.5～10.0。本专利技术方法以苯并双（氧二硅茂）或氧二硅基萘为苯炔或萘炔前体，在室温条件下形成苯炔和萘炔，进一步与吲哚嗪衍生物反应，生成氧二硅基吲哚嗪并异吲哚衍生物和二氧三硅基吲哚嗪并异吲哚衍生物或苯并吲哚嗪并异吲哚衍生物。该合成方法具有反应速度快、反应条件温和、环境友好等优点。本专利技术公开了一种合成吲哚嗪并异吲哚衍生物或苯并吲哚嗪并异吲哚衍生物的方法，是以苯并双（氧二硅茂）或氧二硅基萘为新芳炔前体，在温和的条件下形成苯炔或萘炔，分别与2-芳基吲哚嗪衍生物发生[8+2]环加成反应，合成得到吲哚嗪并异吲哚衍生物或苯并吲哚嗪并异吲哚衍生物。该合成方法反应速度快，反应条件温和，具有原子经济性等特点。从理论上分析，该方法经历了[8+2]环加成反应，该反应成功地构建了吲哚嗪并异吲哚或苯并吲哚嗪并异吲哚分子骨架，丰富了有机稠杂环化合物的合成方法。从性能测试上分析，吲哚嗪并异吲哚或苯并吲哚嗪并异吲哚衍生物具有光电性能，见图1-4，表1-2，部分化合物具有较高的量子产率。这些化合物均呈现出较强的蓝色或绿色荧光，是具有潜在应用价值的有机发光材料。附图说明图1化合物5a-5e在二氯甲烷溶剂中的吸收光谱；图2化合物10a-10e在二氯甲烷溶剂中的吸收光谱；图3化合物5a-e在二氯甲烷溶剂中的发射光谱；图4化合物10a-e在二氯甲烷溶剂中的发射光谱。具体实施方式实施例一：二乙酸碘苯盐（1.0～1.5eq）、三氟甲磺酸（2.5～3.0eq）、苯并双（氧二硅茂）（1,1.0~1.2eq）、2-对甲氧基苯基吲哚嗪（4a,0.5eq）、氟化铯（9.5～10.0eq），所得吲哚嗪并异吲哚衍生物为：1-对甲氧基苯基-7,8-氧二硅基吲哚嗪并[3,4,5-ab]异吲哚（5a）和1-对甲氧基苯基-7,8-二氧三硅基吲哚嗪并[3,4,5-ab]异吲哚（6a），总得率54%。该化合物的结构为：和5a：分子式：C25H25NO2Si2中文命名：1-对甲氧基苯基-7,8-氧二硅基吲哚嗪并[3,4,5-ab]异吲哚英文命名：1-p-Methoxyphenyl-7,8-oxadisiloleindolizino[3,4,5-ab]isoindole分子量：427.14熔点：158-160℃外观：黄色粉末核磁共振氢谱：1HNMR(500MHz,CDCl3)：δ0.48(s,6H,SiMe2),0.50(s,6H,SiMe2),3.95(s,3H,OCH3),7.17(d,J=8.5Hz,2H,Ar-H),7.24(s,1H,Ar-H),7.72(t,J=8.0Hz,1H,Ar-H),8.01(d,J=9.0Hz,2H,Ar-H),8.03(d,J=8.0Hz,1H,Ar-H),8.12(d,J=7.5Hz,1H,Ar-H),8.53(s,1H,Ar-H),8.68(s,1H,Ar-H)ppm。核磁共振碳谱：13CNMR(125MHz,CDCl3)：δ1.3,1.5,55.4,103.8,107.7,114.6,115.0,118.8,120.0,121.8,125.3,127.9,128.8,128.9,129.7,130.2,131.3,131.6,140.4,147.3,159.3ppm。：分子式：C27H31NO3Si3中文命名：1-对甲氧基苯基-7,8-二氧三硅基吲哚嗪并[3,本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吲哚嗪并异吲哚或苯并吲哚嗪并异吲哚衍生物，其特征在于该化合物具有如下结构之一：、或其中，R为甲氧基、甲基、氢、氯或硝基。

【技术特征摘要】
1.一种吲哚嗪并异吲哚或苯并吲哚嗪并异吲哚衍生物，其特征在于该化合物具有如下结构之一：、或其中，R为甲氧基、甲基、氢、氯或硝基。2.一种制备根据权利要求1所述的的吲哚嗪并异吲哚或苯并吲哚嗪并异吲哚衍生物的方法，其特征在于该方法具有如下步骤：a.在惰性气体的保护下，冰水浴条件，将三氟甲磺酸加入到二乙酸碘苯盐的二氯甲烷溶液中，冰水浴反应0.5～1小时，室温反应1～2小时；冰水浴条件下将该反应溶液加入到苯并双（氧二硅茂）或氧二硅基萘的二氯甲烷溶液中，继续冰水浴反应0.5～1小时，室温反应3～4小时，用二氯甲烷提取苯基[邻(羟基二甲基硅基氧二硅基稠合苯基)]三氟磺酸碘化物，或苯基[邻(羟基二甲基硅基)萘基]三氟磺酸碘化物，水洗、干燥并旋去溶剂；b.在惰性气体保护下，将步骤a所得苯基[邻(羟基二甲基硅基氧二硅基稠合苯基)]三氟磺酸碘化物的二...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雅丽，朱玉静，郑晓杏，刘伟，乔猛男，朱兆栋，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31