一种苯并[a]咔唑衍生物的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种苯并[

Synthesis method of benzo [a] carbazole derivative

The present invention discloses a benzo [

【技术实现步骤摘要】
一种苯并[a]咔唑衍生物的合成方法
本专利技术属于有机合成领域，具体涉及一种苯并[a]咔唑衍生物的合成方法。
技术介绍
苯并[a]咔唑是很多天然产物、药物以及药物中间体、功能材料的重要骨架结构。苯并[a]咔唑以及衍生物在有机发光半导体领域有重要的用途，同时它还是可以治疗肿瘤、心脑血管疾病、艾滋病、肥胖、免疫力下降等疾病中，此外苯并[a]咔唑还是许多化合物的合成前体。因此苯并[a]咔唑衍生物的合成方法一直得到广泛的重视。苯并[a]咔唑衍生物的合成方法主要有两种策略。一种就是过渡金属作为催化剂来催化整个反应。2004年，Mamane和Fürstner等人[Mamane,V.；Hannen,P.；Fürstner,Chem.Eur.J.,2004,10,4556-4575.]在Chemistry-AEuropeanJournal报道了用PtCl2做催化剂，甲苯做溶剂的条件下，通过1-甲基-2-(2-(丙-1-炔-1-基)苯基)-1H-吲哚在80℃合成6,11-二甲基-11H-苯并[a]咔唑。2012年，Xie和Fu等人[Xie,R.；Ling,Y.；Fu,H.Chem.Commun.,2012,48,12210-12212.]在ChemicalCommunications上报道了用CuBr为催化剂，0.1当量的L-脯氨酸为配体，1.5当量的Cs2CO3为碱，二甲基亚砜为溶剂的条件下，通过2-(2-溴)-苯基吲哚和苯乙酮在80℃N2的保护下生成苯并[a]咔唑衍生物。这些反应虽然都以较好的收率得到产物，但还是存在着很多问题：例如，底物的合成较为复杂且普适性不强，反应的后处理比较繁琐，不符合绿色化学与原子经济学发展的趋势。另一种，是通过氧化剂、碱、光照来催化反应。在2004年，Snieckus等人[Cai,X.；Snieckus,V.Org.Lett.,2004,6,2293-2295.]在OrganicLetters上报道了以N-甲基2-芳基吲哚类化合物作为原料，经过2.5当量的LED作为碱，THF作为溶剂的条件下，合成苯并[a]咔唑类衍生物。在2014年，Yu等人[Yang,J.；Zhang,Q.；Zhang,W.；Yu,W.RSCAdv.,2014,4,13704-13707.]在RSCAdvances上报道了光催化下2-苯基-3甲酰重氮吲哚类化合物合成6-羟基-11H-苯并[a]咔唑-5-甲腈类衍生物。在2016年，Pelkey等人在[Truax,N.J.；BanalesMejia,F.；Kwansare,D.O.；Lafferty,M.M.；Kean,M.H.；Pelkey,E.T.J.Org.Chem.,2016,81,6808-6815.]TheJournalofOrganicChemistry报道了以3-吡咯啉-2-酮类化合物原料，1.1当量的二(三氟乙酸基)苯基碘为氧化剂，1.2当量BF3.OEt2为添加剂，二氯甲烷为溶剂的条件下，在-40℃的环境中，反应得到苯并[a]咔唑衍生物。该类虽然也能得到不错的收率，但同样也存在着很多问题。首先就是反应不是一步得到目标产物，反应的步骤长；其次，该类反应的条件比较苛刻，一般很难应用于实际工业生产中；第三，就是该类反应的原子经济性差。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺点与不足，本专利技术的目的在于提供一种简便、高效的苯并[a]咔唑衍生物的合成方法，该方法所用到的原料廉价易得且无毒，整个操作过程简单易行。本专利技术的目的通过下述技术方案实现。一种苯并[a]咔唑衍生物的合成方法，包括以下步骤：先将2-芳基吲哚、重氮化合物、过渡金属盐、添加剂、碱和铜盐溶解于有机溶剂中，再在N2保护下，80-100℃下反应，生成苯并[a]咔唑衍生物。优选的，所述2-芳基吲哚的结构如式A所示，重氮化合物的结构如式B所示，苯并[a]咔唑衍生物的结构如式C所示：在式A和式C中，R1为5-CH3、5-CN、5-CO2Et、5-F、5-Cl、5-OCH3、6-CH3、6-Br和6-CF3中的一种；R2为4-CH3、4-CN、4-NO2、4-F、4-Cl、4-Br、4-i-Bu、4-OCH3、3-Cl、3-F、3-OCH3和2-CH3中的一种；在式B和C中，R3为CH3CO、CH3CH2CO、PhCH2CH2CO和CH3OCH2CO中的一种；R4为CO2Et或COCH3中的一种。所述2-芳基吲哚A的制备方法已有文献报道(Wei,Y.；Deb,I.；Yoshikai,N.J.Am.Chem.Soc.,2012,134,9098-9101.)；所述重氮化合物B的制备方法已有文献报道(Pasceri,R.；Bartrum,H.E.；Hayes,C.J.；Moody,C.J.Chem.Commun.,2012,48,12077-12079.)。优选的，所述2-芳基吲哚与重氮化合物的摩尔比为1:1～1:3，最优选1:2。优选的，所述的碱为Cs2CO3、KHCO3、LiOMe、Li2CO3、Na2CO3、NaOEt、K2CO3、NaHCO3和KOEt中的一种，优选Na2CO3，其产率较高。优选的，所述2-芳基吲哚与碱的摩尔比为1:1～1:2,最优选1:2。优选的，所述的铜盐为醋酸铜、氯化铜、溴化铜、三氟甲磺酸铜、氯化亚铜、溴化亚铜、碘化亚铜、氰化亚铜和高氯酸铜中的一种，优选氯化亚铜，其产率较高。优选的，所述2-芳基吲哚与铜盐的摩尔比为1:0.5～1:1,最优选1:0.5。优选的，所述的添加剂为六氟锑酸银、醋酸银、双三氟甲烷磺酰亚胺银、高氯酸银、醋酸铯、醋酸钾和醋酸钠中的一种，优选醋酸钠，其产率较高。优选的，所述2-芳基吲哚与添加剂的摩尔比为1:0.2～1:0.3,最优选1:0.3。优选的，所述的过渡金属盐为二氯(五甲基环戊二烯基)合铱(III)二聚体、醋酸钯、二氯(对甲基异丙基苯基)钌(II)二聚体、1,5-环辛二烯氯铑(I)二聚体、醋酸铜、碘化铜、三氯化铑和二氯(五甲基环戊二烯基)合铑(III)二聚体中的一种。进一步优选的，所述的过渡金属盐为二氯(五甲基环戊二烯基)合铑(III)二聚体，其产率较高。优选的，所述2-芳基吲哚与过渡金属盐的摩尔比为1:0.025～1:0.05，最优选1:0.05。优选的，所述的有机溶剂为乙腈。优选的，所述反应的温度为80℃。优选的，所述反应的时间为8-12h。优选的，反应结束后，采用柱层析将产物分离纯化；所述柱层析的洗脱液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂。优选的，上述过程中发生的化学反应如下所示：本专利技术相对于现有技术具有如下的优点及效果：1、本专利技术的方法简便、高效，所用到的原料简单易得且无毒，本制备方法原子经济性高。由于反应除了生成产物外，只有水和氮气产生，对环境无污染，符合绿色化学发展的观点。另外整个操作过程简单易行，步骤简便，产物易纯化。2、本专利技术采用2-芳基吲哚与重氮为原料，反应条件温和，2-芳基吲哚与重氮可选种类多。同时现有合成方法都需要严格无水，反应步骤长，反应操作复杂，反应需要在低温下进行，制冷成本高。而本专利技术不需无水，同时反应可以一锅法构建苯并[a]咔唑醋酸乙酯类衍生物。附图说明图1为本专利技术实施例1的化合物1的1HNMR图谱。图2为本专利技术实施例1的化合物1的13C本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种苯并[a]咔唑衍生物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：先将2‑芳基吲哚、重氮化合物、过渡金属盐、添加剂、碱和铜盐溶解于有机溶剂中，再在N2保护下，80‑100℃下反应8‑12h，生成苯并[a]咔唑衍生物。

【技术特征摘要】
1.一种苯并[a]咔唑衍生物的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：先将2-芳基吲哚、重氮化合物、过渡金属盐、添加剂、碱和铜盐溶解于有机溶剂中，再在N2保护下，80-100℃下反应8-12h，生成苯并[a]咔唑衍生物。2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述2-芳基吲哚的结构如式A所示，重氮化合物的结构如式B所示，苯并[a]咔唑衍生物的结构如式C所示：在式A和式C中，R1为5-CH3、5-CN、5-CO2Et、5-F、5-Cl、5-OCH3、6-CH3、6-Br和6-CF3中的一种；R2为4-CH3、4-CN、4-NO2、4-F、4-Cl、4-Br、4-i-Bu、4-OCH3、3-Cl、3-F、3-OCH3和2-CH3中的一种；在式B和C中，R3为CH3CO、CH3CH2CO、PhCH2CH2CO和CH3OCH2CO中的一种；R4为CO2Et或COCH3中的一种。3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述2-芳基吲哚与重氮化合物的摩尔比为1:1～1:3。4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述的碱为Cs2CO3、KHCO3、LiOMe、Li2CO3、Na2CO3、NaOEt、K2CO3、NaHCO3...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾伟，张珍辉，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44