本发明专利技术公开了一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2‑吲哚酮类化合物的方法，包括在有机溶剂、水或有机溶剂的水溶液中，以氢硅烷为促进剂，在氧化剂和铁催化剂作用下，由吲哚类化合物(I)制得2‑吲哚酮类化合物(II)。本发明专利技术方法具有催化剂来源广泛、廉价和环保的优势；氧化剂来源广泛、廉价和绿色环保的优势；反应条件温和、选择性高和产率高；底物来源广泛且稳定；底物官能团相容性好且底物的适用范围广；复杂小分子可兼容，能很好的转化成酮。
A Method of Iron Catalytic Oxidation of Indole Compounds to Synthesize 2-Indole Ketones
【技术实现步骤摘要】
一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法
本专利技术涉及一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法，属于2-吲哚酮类化合物合成
技术介绍
吲哚作为一种天然产物和药物中间体，具有非常普遍和广泛的应用。2-吲哚酮的骨架常见于天然产物和药物活性分子中，因此，专利技术一种通用、高效、安全和经济的合成2-吲哚酮类化合物的方法具有重要的研究意义和应用价值。吲哚类化合物广泛存在于天然产物中，来源广泛；研究其作为原料来合成高附加值的产品具有重要的意义。在目前的氧化吲哚化合物反应中仍然存在一些挑战，例如反应需要昂贵的钯催化；需要配体，而配体价格昂贵有毒并且难回收；需要使用昂贵的计量氧化剂(XinpengJiang,CongZheng,andChuanmingYu,EuropeanJournalofOrganicChemistry,2018(12),1437-1442)；需要强碱或强酸作为添加剂，对环境造成了负担，并导致官能团相容性差，适用范围窄的问题(R.B.Labroo,L.A.Cohen,J.Org.Chem.1990,55,4901–4904)。铁具有天然丰度大、价格低廉和毒性小，是理想的催化剂金属。发展铁催化的方法一直是研究的热点和难点。然而迄今为止，直接有效的铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法尚未见诸报道。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术目的是解决现有2-吲哚酮类化合物需要贵金属催化，需要用到强碱强酸和/或昂贵的氧化剂，导致反应总收率较低、官能团相容性差、适用范围窄、产生废物排放多以及不环保的问题，提供一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法，该方法只需要一步反应，不需要碱和酸参与，同时具有催化剂来源广泛、廉价和环保的特点；氧化剂廉价、绿色环保；底物来源广泛和稳定；反应条件温和，选择性好和产率高；底物官能团相容性好；复杂小分子能高效合成相应的2-吲哚酮类化合物。技术方案：为达到上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案：一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法，包括在有机溶剂、水或有机溶剂的水溶液中，以氢硅烷为促进剂，在氧化剂和铁催化剂作用下，由吲哚类化合物(I)制得2-吲哚酮类化合物(II)；反应通式表示如下：式中：R1任意选自氢、C1～C20的烷基、C1～C20的烷基酮基、3-6元环烷基、C1～C20的烷基环烷基、C1～C20酰基、C1～C20芳基、C1～C20烷基芳基、C1～C20杂芳基、C1～C20烷基杂芳基中的一种，以上基团为取代或非取代的；R2任意选自氢、卤素、硝基、羟基、氰基、氨基、C1～C20的烷基、C1～C20的烷基酮基、C1～C20酰基、C1～C20的烷氧酰基、C1～C20烷基芳基、C1～C20的芳基烷氧基、C1～C20杂芳基、C1～C20烷基杂芳基、C1～C20烯基杂芳基、C1～C20醚基、C1～C20环烷基氧基、C1～C20的烷氧基中的一种，以上基团为取代或非取代的，R2为单取代或者多取代；R3任意选自氢、醛基、C1～C20醚基、C1～C20的烷基、C1～C20的烷基酮基，C1～C20的烷氧基、C1～C20芳基、C1～C20烷基芳基、C1～C20杂芳基、C1～C20烷基杂芳基、C1～C20的芳基烷氧基、C1～C20烷基酸烷基酯基中的一种，以上基团为取代或非取代的；优选：各基团中的芳基为取代或非取代的苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基中的一种，杂芳基为含N、O或S的五至十三元环的杂芳基，环烷基为3-6元环烷基，R2为单取代或者双取代。所述C1～C20的烷基为取代的烷基时，取代基选自卤素、硝基、羟基、氰基或氨基；所述C1～C20醚基为取代的醚基时，取代基选自卤素、硝基、羟基、氰基或氨基。所述铁催化剂选自四氧化三铁、氟化亚铁、三氟甲磺酸铁、氯化亚铁、乙酰丙酮亚铁、草酸铁、2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮铁、乙酰丙酮铁、2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮亚铁、溴化亚铁、硫酸铁、1,3-二苯基丙二酮亚铁、氧化铁、1,3-二苯基丙二酮铁、氟化铁、苯甲酰丙酮亚铁、苯甲酰丙酮铁、硫酸亚铁铵、铁氰化亚铁、碘化铁、三氟甲磺酸亚铁、铁氰化铁、醋酸亚铁、三氯化铁、硫酸亚铁、草酸亚铁、溴化铁、碘化亚铁中的一种。所述氢硅烷选自1,1,2,2-四苯基二硅烷、苯硅烷、三甲氧基硅烷、氯甲基(二甲基)硅烷、二甲基乙基硅烷、苄基二甲基硅烷、三异丙基硅烷、三(三甲硅基)硅烷、二氯苯基硅烷、二叔丁基氯硅烷、四(二甲基硅氧基)硅烷、二苯基氯硅烷、乙基二氯硅烷、异丙氧基苯基硅烷、二叔丁基硅烷、甲基二苯基硅烷、甲基二氯硅烷、二苯基硅烷、甲基二乙氧基硅烷、1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、三乙氧基硅烷、叔丁基二甲基硅烷、二异丙基氯代硅烷、二甲基苯基硅烷、1,4-双(二甲基甲硅烷基)苯、1,3-双(3,3,3-三氟丙基)-1,1,3,3-四甲基二硅代氧烷、二甲氧基(甲基)硅烷、二甲基一氯硅烷、二甲基乙氧基硅烷、二甲基甲基氢(硅氧烷与聚硅氧烷)、1,1,3,3-四异丙基二硅氧烷、聚甲基氢硅氧烷、甲基苯基硅油、三乙基硅烷、四(二甲基硅)硅烷、二乙基硅烷、五甲基二硅氧烷、苯基三(二甲基硅氧烷基)硅烷中的一种。所述有机溶剂选自异丙醇、仲丁醇、叔戊醇、1,3-丙二醇、甲醇、N,N-二甲酰胺、乙醇、乙二醇、正丙醇、异戊醇、正丁醇、2-甲基-2-丁醇、2-戊醇、异丁醇、甘油、3-甲氧基丁醇、叔丁醇、三氟乙醇、3-戊醇、环戊醇、正戊醇、N,N-二乙酰胺、乙酸乙酯、1,4-二氧六环、四氢呋喃、乙腈、苯腈、甲苯、二氯甲烷、4-甲基-2-戊醇、1,2-二氯乙烷、二甲亚砜、聚乙二醇200-10000中的一种。所述有机溶剂的水溶液中，有机溶剂与水的体积比为1:(1～100)。所述氧化剂选自空气、氧气、过氧化苯甲酰、过氧化氢、过氧硫酸钾、过醋酸、过甲酸、过氧化甲乙酮、叔丁基过氧化氢、过氧化二叔丁基、过氧单磺酸钾、过氧焦磷酸钾、3-氯过氧苯甲酸、过硫酸铵、过氧化环己酮、过苯甲酸特丁酯。所述吲哚类化合物(I)、氢硅烷、氧化剂、铁催化剂的摩尔比为1:(0.5～50):(0.5～100):(0.001～10)；所述吲哚类化合物(I)与有机溶剂的质量比为1:(5～1000)。所述反应的温度为20～150℃，时间为0.25～60h。本专利技术中术语：“C1～C20的烷基”表示含有1至20个碳原子的饱和烷基。“C1～C20的烷基酮基”表示含有1至20个碳原子的烷基酮，其中烷基碳上的氢被取代所形成的基团，如丙酮基、丁酮基等。“3-6元环烷基”表示包括3到6个成环碳原子的环烷烃，其中成环碳原子上的氢被取代所形成的基团，如等。“C1～C20的烷基环烷基”表示含有1到20个碳原子的，且包含烷基取代基的环烷烃，其中烷基取代基上的氢被取代所形成的基团，如等。“C1～C20酰基”表示含有1到20个碳原子的酰基，如甲酰基，乙酰基等。“C1～C20芳基”表示含有1到20个碳原子的芳香烃，其中成环碳原子上的氢被取代所形成的基团，如苯基、萘基、联苯基等。“C1～C20烷基芳基”表示含有1到20个碳原子的，且包含烷基取代基的芳香烃，其中烷基取代基上的氢被取代所形成的基团，如苄基等。“C1～C20杂芳基”表示含有1到20个本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2‑吲哚酮类化合物的方法，其特征在于，包括在有机溶剂、水或有机溶剂的水溶液中，以氢硅烷为促进剂，在氧化剂和铁催化剂作用下，由吲哚类化合物(I)制得2‑吲哚酮类化合物(II)；反应通式表示如下：
【技术特征摘要】
1.一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法，其特征在于，包括在有机溶剂、水或有机溶剂的水溶液中，以氢硅烷为促进剂，在氧化剂和铁催化剂作用下，由吲哚类化合物(I)制得2-吲哚酮类化合物(II)；反应通式表示如下：式中：R1任意选自氢、C1～C20的烷基、C1～C20的烷基酮基、3-6元环烷基、C1～C20的烷基环烷基、C1～C20酰基、C1～C20芳基、C1～C20烷基芳基、C1～C20杂芳基、C1～C20烷基杂芳基中的一种，以上基团为取代或非取代的；R2任意选自氢、卤素、硝基、羟基、氰基、氨基、C1～C20的烷基、C1～C20的烷基酮基、C1～C20酰基、C1～C20的烷氧酰基、C1～C20烷基芳基、C1～C20的芳基烷氧基、C1～C20杂芳基、C1～C20烷基杂芳基、C1～C20烯基杂芳基、C1～C20醚基、C1～C20环烷基氧基、C1～C20的烷氧基中的一种，以上基团为取代或非取代的，R2为单取代或者多取代；R3任意选自氢、醛基、C1～C20醚基、C1～C20的烷基、C1～C20的烷基酮基，C1～C20的烷氧基、C1～C20芳基、C1～C20烷基芳基、C1～C20杂芳基、C1～C20烷基杂芳基、C1～C20的芳基烷氧基、C1～C20烷基酸烷基酯基中的一种，以上基团为取代或非取代的。2.根据权利要求1所述的一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法，其特征在于：各基团中的芳基为取代或非取代的苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基中的一种，杂芳基为含N、O或S的五至十三元环的杂芳基，环烷基为3-6元环烷基，R2为单取代或者双取代；所述C1～C20的烷基为取代的烷基时，取代基选自卤素、硝基、羟基、氰基或氨基；所述C1～C20醚基为取代的醚基时，取代基选自卤素、硝基、羟基、氰基或氨基。3.根据权利要求1所述的一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法，其特征在于，所述铁催化剂选自四氧化三铁、氟化亚铁、三氟甲磺酸铁、氯化亚铁、乙酰丙酮亚铁、草酸铁、2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮铁、乙酰丙酮铁、2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮亚铁、溴化亚铁、硫酸铁、1,3-二苯基丙二酮亚铁、氧化铁、1,3-二苯基丙二酮铁、氟化铁、苯甲酰丙酮亚铁、苯甲酰丙酮铁、硫酸亚铁铵、铁氰化亚铁、碘化铁、三氟甲磺酸亚铁、铁氰化铁、醋酸亚铁、三氯化铁、硫酸亚铁、草酸亚铁、溴化铁、碘化亚铁中的一种。4.根据权利要求1所述的一种铁催化氧化吲哚类化合物合成2-吲哚酮类化合物的方法，其特征在于，所述氢...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩维，谭铭茜，
申请(专利权)人：南京师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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