一种两步法制备5’-溴代烷氧基螺吡喃类化合物的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种制备5’‑溴代烷氧基螺吡喃类化合物的合成方法，属于有机合成领域。本发明专利技术以5‑羟基‑2，3，3‑三甲基‑3H‑吲哚为起始原料，经过酚羟基溴代烷基化和螺吡喃合成两步反应制备得到5’‑溴代烷氧基螺吡喃类化合物。该工艺路线简单，使用的无机碱成本低，反应过程不需要无水无氧操作，综合产率高等优点。

A Two-step Method for the Synthesis of 5'-Bromoalkoxyspiropyrans

【技术实现步骤摘要】
一种两步法制备5’-溴代烷氧基螺吡喃类化合物的合成方法
本专利技术属于有机合成领域，具体涉及一种两步法制备5’-溴代烷氧基螺吡喃类化合物的合成方法。
技术介绍
光做为一种理想的外力刺激，其光照的波长、时间和强度易于根据实际需要进行灵活的选择控制。光敏分子能够在光照刺激下实现结构异构化，可以做为分子开关应用在生物医药领域和材料学领域。偶氮苯是最为常见的光敏分子之一，具有可逆光致变色的性质。在紫外光和可见光照射下，螺吡喃化合物在无色的闭环状态和有色的开环状态之间进行转变。除了做为染料分子之外，螺吡喃类化合物还能够做为分子开关和作动器等分子机器，具有广泛的用途。5’-溴代烷氧基取代的6-硝基螺吡喃是广泛应用的分子之一，因其能够在烷基末端比较方便地引入其它结构基团，在科学研究中受到关注。该类化合物的合成效率比较低，一般为先通过两步反应构建螺吡喃结构单元，然后在5’-位置进行烷基化(TheJournalofOrganicChemistry,2007,72,595-605)。该种合成路线中，由于在最后一步反应中螺吡喃化合物发生水解，使得反应副产物增加，同时反应时间变长(ChemicalCommunications,2009,287-288)。除此之外，三步反应的后处理过程会产生较多的化学废弃物，对环保产生压力。
技术实现思路
针对5’-溴代烷氧基取代的6-硝基螺吡喃类化合物的合成步骤多以及合成产率低的问题，本专利技术提供了一种改进的制备该类化合物的合成方法。本专利技术的技术方案如下：本专利技术中合成的5’-溴代烷氧基取代的6-硝基螺吡喃类化合物，具有如下结构式：一种两步法制备5’-溴代烷氧基螺吡喃类化合物的合成方法，其包括以下步骤：步骤一：称取摩尔比为1:1:1.5的5-羟基-2，3，3-三甲基-3H-吲哚、碳酸钾和二溴代烷溶解于丙酮中，该反应体系在搅拌条件下加热回流24小时，将反应体系冷却至室温，经过滤、洗涤和硅胶柱层析纯化，得到溴代烷氧基取代的吲哚化合物；步骤二：称取步骤一中制备得到的溴代烷氧基取代的吲哚化合物和碘甲烷(摩尔比为1:2)溶解于溶剂A中，该反应体系在搅拌条件下加热回流12小时，将反应体系冷却至室温；分别称取无机碱B(无机碱B为催化剂，无机碱B和溴代烷氧基取代的吲哚化合物的摩尔比为1:1)和5-硝基水杨醛(5-硝基水杨醛和溴代烷氧基取代的吲哚化合物的摩尔比为1:1)加入到上述反应体系中，该反应体系在室温条件下搅拌反应10分钟，将体系用酸中和，洗涤、萃取，然后减压蒸馏浓缩，经硅胶柱层析纯化得到黄色固体。溶剂A为甲醇、乙醇、乙腈或四氢呋喃中的任一种或者其混合溶剂，无机碱B为氨水、氢氧化钠或氢氧化钾中的任一种。本专利技术的实验方案相比较于前期报道的合成方法，具有如下显著优点：将该类化合物的合成首次由三步反应缩减到两步反应，不需要无水无氧操作，所用无机碱成本低，步骤少，实验操作大大简化；本专利技术路线有效解决了原有合成路线中的螺吡喃化合物的水解问题，缩短了反应时间，本专利技术路线使得5’-烷氧基螺吡喃类化合物的整体合成产率得到显著提高；两步法合成减少了合成过程中后处理过程所产生的化学废弃物。具体实施方式为了更好的解释本专利技术的技术方案，体现本专利技术在合成5’-溴代烷氧基取代的螺吡喃类化合物上的优点，通过以下的实施例做进一步解释说明：实施例1：5’-(2-溴乙氧基)-1',3',3'-三甲基-6-硝基螺[苯并吡喃-2,2'-吲哚啉]取一个50mL的烧瓶，安装回流冷凝装置，加入2.0g(11.41mmol)5-羟基-2，3，3-三甲基-3H-吲哚、1577mg(11.41mmol)碳酸钾、1.48mL(17.12mmol)1，2-二溴乙烷以及20mL的丙酮，加热回流24小时，将反应体系冷却至室温，过滤，洗涤，旋干溶剂，用硅胶柱层析(洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯)对产物提纯，得到5-(2-溴乙氧基)-2，3，3-三甲基-3H-吲哚837mg，产率26％；称取800mg(2.84mmol)5-(2-溴乙氧基)-2，3，3-三甲基-3H-吲哚和0.35ml(5.68mmol)碘甲烷溶解于20mL甲醇中，该反应体系在搅拌条件下加热回流12小时，将反应体系冷却至室温；向上述体系中依次加入0.41mL(2.84mmol)25-28％的氨水和475mg(2.84mmol)5-硝基水杨醛，再继续反应10分钟，将体系用酸中和，洗涤、萃取，然后减压蒸馏浓缩，用硅胶柱层析(洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯)对产物提纯，得黄色固体556mg，产率44％。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ1.19(s,3H),1.28(s,3H),2.70(s,3H),3.42(t,J＝6.8Hz,0.62H),3.64(t,J＝6.4Hz,1.38H),(SPCH2:MCCH2＝31:69),4.21-4,29(m,2H),5.85(d,J＝10.4Hz,1H),6.46(d,J＝8.0Hz,1H),6.73-6.78(m,3H),6.92(d,J＝9.6Hz,1H),8.00-8.02(m,2H).实施例2：5’-(3-溴丙氧基)-1',3',3'-三甲基-6-硝基螺[苯并吡喃-2,2'-吲哚啉]取一个50mL的烧瓶，安装回流冷凝装置，加入2.0g(11.41mmol)5-羟基-2，3，3-三甲基-3H-吲哚、1577mg(11.41mmol)碳酸钾、1.74mL(17.12mmol)1，3-二溴丙烷以及20mL的丙酮，加热回流24小时，将反应体系冷却至室温，过滤，洗涤，旋干溶剂，用硅胶柱层析(洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯)对产物提纯，得到5-(3-溴丙氧基)-2，3，3-三甲基-3H-吲哚2447mg，产率76％；称取2.0g(7.14mmol)5-(3-溴丙氧基)-2，3，3-三甲基-3H-吲哚和0.89ml(14.28mmol)碘甲烷溶解于20mL乙醇中，该反应体系在搅拌条件下加热回流12小时，将反应体系冷却至室温；向上述体系中依次加入1.02mL(7.14mmol)25-28％的氨水和1193mg(7.14mmol)5-硝基水杨醛，再继续反应10分钟，将体系用酸中和，洗涤、萃取，然后减压蒸馏浓缩，用硅胶柱层析(洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯)对产物提纯，得黄色固体1312mg，产率40％。1HNMR(500MHz,CDCl3)δ1.20(s,3H),1.29(s,3H),2.25-2.34(m,2H),2.70(s,3H),3.40(t,J＝6.5Hz,1.45H)，3.63(t,J＝6.5Hz,0.45H),(SPCH2:MCCH2＝29:11),4.02(t,J＝6.0Hz,1.45H),4.08(t,J＝6.0Hz,0.45H),(SPCH2:MCCH2＝29:11),5.86(d,J＝10.5Hz,1H),6.45-6.47(m,1H),6.74-6.78(m,3H),6.92(d,J＝10.5Hz,1H),8.00-8.02(m,2H).实施例3：5’-(4-溴丁氧基)-1',3',3'-三甲基-6-硝基螺[苯并吡喃-2,2'-吲哚啉]取一个50mL的烧瓶，安装回流冷凝装置，加入2.0g(11.41mmol)5-羟基-2，3，3-三甲基-3H-吲哚、1577mg(1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种两步法制备5’‑溴代烷氧基螺吡喃类化合物(其结构式如式I所示)的合成方法，

【技术特征摘要】
1.一种两步法制备5’-溴代烷氧基螺吡喃类化合物(其结构式如式I所示)的合成方法，其特征在于：它包括以下步骤：步骤一：称取摩尔比为1:1:1.5的5-羟基-2，3，3-三甲基-3H-吲哚、碳酸钾和二溴代烷溶解于丙酮中，该反应体系在搅拌条件下加热回流24小时，将反应体系冷却至室温，经过滤、洗涤和硅胶柱层析纯化，得到溴代烷氧基取代的吲哚化合物；步骤二：称取步骤一中制备得到的溴代烷氧基取代的吲哚化合物和碘甲烷(摩尔比为1:2)溶解于溶剂A中，该反应体系在搅拌条件下加热回流12小时，将反应体系冷却至室温；...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴中涛，张蕾，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东,37