一种直接构建吲哚并环化合物的方法技术

本发明专利技术公开了一种直接构建吲哚并环化合物的方法，特征是以2‑[(2‑碘苯甲基)氧代]苯甲腈衍生物作为底物，将催化剂铜盐和碱、2‑[(2‑碘苯甲基)氧代]苯甲腈衍生物按摩尔比0.02～0.2:2～4:1，在溶剂中于90℃反应8‑20h，以石油醚/二氯甲烷/乙酸乙酯按体积比20～5:2:1混合作为洗脱剂，过硅胶柱分离，得到目标产物。本发明专利技术方法操作简单，条件温和，产率较高，是一种绿色新颖的合成方法。

A Direct Method for the Construction of Indole Bicyclic Compounds

【技术实现步骤摘要】
一种直接构建吲哚并环化合物的方法
本专利技术属于直接构建吲哚并环化合物方法
，具体涉及芳基侧链C-H键活化直接合成吲哚并环化合物的方法。
技术介绍
吲哚四并环结构单元广泛存在于有机中间体、药物化合物和生物体中，所以直接构建吲哚并环化合物的反应在材料化学和药物化学领域中有着广泛应用。但目前已经存在的合成吲哚并环化合物的方法基本都需要利用过渡金属作为催化剂。而高昂的过渡金属配合物氧化剂和金属的残留限制了其在工业和制药业的大规模应用。且大部分吲哚并环化合物的合成方法都是以吲哚及其衍生物为原料合成吲哚并环化合物，例如(ChunyanDu,JianmingChen,YunlongGuo,KunLu,ShanghuiYe,JianZheng,YunqiLiu,ZhigangShuai,GuiYu.J.Org.Chem.2009,74,7322–7327)等，都需要先构建吲哚并环化合物的其中一部分环，之后再合成其余的环。英国《绿色化学》(GreenChem.,2017,19,4798–4803)介绍了一种利用光催化使C-H键活化产生吲哚四并环的方法，是用1.0当量的二芳基叠氮化物溶于四氢呋喃中，将反应混合物泵入通过用254nm光源照射的16mLFEP-盘绕的反应器中反应10分钟转化为相应的吲哚四并环产物。虽然该方法采用光催化，没有使用过渡金属催化，但对于反应设备的要求比较高。美国《有机化学杂志》(J.Org.Chem.2009,74,7322–7327)公开了一种C-H键活化合成吲哚四并环的方法，是用1.0当量的4-(苯并[b]噻吩-2-基)-3-硝基苯甲醛和3.0当量的三苯基膦在邻二氯苯溶液加热回流得到8-甲酰基-6H-吲哚并[3,2-b]苯并[b]噻吩。这种方法需要先构建吲哚并环化合物的其中一部分环，之后再合成其余的环。可见，现有技术大多使用金属催化剂，从而难于避免合成药物中的金属残留。而采用光催化则对于设备的要求比较高且存在反应选择性难以控制的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种直接构建吲哚并环化合物的方法,采取无水硫酸铜作催化剂，腈作为氮源，催化芳基侧链的C-H键活化直接合成吲哚并环化合物。本专利技术直接构建吲哚并环化合物的方法，其特征在于：以2-[(2-碘苯甲基)氧代]苯甲腈衍生物作为底物，将催化剂铜盐和碱、2-[(2-碘苯甲基)氧代]苯甲腈衍生物按摩尔比0.02～0.2:2～4:1，在溶剂中于90℃反应8-20h，以石油醚/二氯甲烷/乙酸乙酯按体积比20～5:2:1混合作为洗脱剂，过硅胶柱分离，得到目标产物。所述2-[(2-碘苯甲基)氧代]苯甲腈衍生物可以是2-[(2-碘苯甲基)氧代]苯甲腈、2-[(2-溴苯甲基)氧代]苯甲腈、2-[(5-溴-2-碘苯甲基)氧代]苯甲腈、2-[(2,5-二溴苯甲基)氧代]苯甲腈、2-[(5-氯-2-碘苯甲基)氧代]苯甲腈、2-[(5-氯-2-溴苯甲基)氧代]苯甲腈、2-[(2-碘-5-甲基苯甲基)氧代]苯甲腈、2-[(2-溴-5-甲基苯甲基)氧代]苯甲腈、4-溴-2-[(2-碘苯甲基)氧代]苯甲腈、4-溴-2-[(2-溴苯甲基)氧代]苯甲腈、2-[(1-碘萘-2-基)甲氧基]苯甲腈、2-[(1-溴萘-2-基)甲氧基]苯甲腈、2-[(2-碘苯甲基)硫烷基]苯甲腈、2-[(2-溴苯甲基)硫烷基]苯甲腈、2-[(5-氯-2-碘苯甲基)硫烷基]苯甲腈、2-[(5-氯-2-溴苯甲基)硫烷基]苯甲腈、2-[(5-溴-2-碘苯甲基)硫烷基]苯甲腈、2-[(2,5-二溴苯甲基)硫烷基]苯甲腈、2-[(2-碘苯甲基)(甲基)氨基]苯甲腈或2-[(2-溴苯甲基)(甲基)氨基]苯甲腈。所述溶剂为氯苯、DMF或DMSO。所述催化剂铜盐为无水硫酸铜、碘化亚铜、碘化铜、氯化亚铜、氯化铜、氧化亚铜或氧化铜。所述碱为叔丁醇钾、氢氧化钾、氢氧化钠、叔丁醇钠、叔丁醇锂、氢化钠、氢化钙、碳酸铯、氟化铯或双三甲基硅基胺基锂。本专利技术首次使用腈作氮源的分子内合成吲哚并环化合物的方法，克服了已有方法合成吲哚并环化合物步骤繁琐的缺点。本专利技术方法操作简单，条件温和，产率较高，是一种绿色新颖的合成方法。具体实施方式实施例1：10H-苯并呋喃并[3,2-b]吲哚的合成在100mL的Schlenk反应管中加入2-[(2-碘苯甲基)氧代]苯甲腈0.5mmol、无水硫酸铜0.05当量和叔丁醇钾2.2当量，真空干燥15分钟，在氩气(或氮气)氛围下加入氯苯10mL，在反应管上加上聚四氟塞子后放入油浴锅中，90℃反应12h。反应完成后，过滤浓缩除去溶剂，柱层析分离，洗脱剂为石油醚/二氯甲烷/乙酸乙酯(v:v:v＝20:2:1)，得到的白色固体即10H-苯并呋喃并[3,2-b]吲哚；收率为98％。通过核磁共振氢谱(1HNMR)和核磁共振碳谱(13CNMR)的化学位移和裂分分析该白色固体为10H-苯并呋喃并[3,2-b]吲哚。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ8.01(s,1H),7.83(d,J＝7.6Hz,1H),7.66-7.61(m,2H),7.45(d,J＝8.0Hz,1H),7.34-7.21(m,4H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ159.2,143.7,139.7,125.2,123.9,122.9,122.7,120.4,118.7,117.9,117.2,114.3,112.8,112.6.实施例2：10H-苯并呋喃并[3,2-b]吲哚的合成在100mL的Schlenk反应管中加入2-[(2-溴苯甲基)氧代]苯甲腈0.5mmol、无水硫酸铜0.05当量和叔丁醇钾2.2当量，真空干燥15分钟，在氩气(或氮气)氛围下加入氯苯10mL，在反应管上加上聚四氟塞子后放入油浴锅中，90℃反应12h。反应完成后，过滤浓缩除去溶剂，柱层析分离，洗脱剂为石油醚/二氯甲烷/乙酸乙酯(v:v:v＝20:2:1)，得到的白色固体即10H-苯并呋喃并[3,2-b]吲哚；收率为77％。通过核磁共振氢谱(1HNMR)和核磁共振碳谱(13CNMR)的化学位移和裂分分析该白色固体为10H-苯并呋喃并[3,2-b]吲哚。1HNMR(400MHz,CDCl3)δ8.01(s,1H),7.83(d,J＝7.6Hz,1H),7.66-7.61(m,2H),7.45(d,J＝8.0Hz,1H),7.34-7.21(m,4H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ159.2,143.7,139.7,125.2,123.9,122.9,122.7,120.4,118.7,117.9,117.2,114.3,112.8,112.6.实施例3：3-溴-10H-苯并呋喃并[3,2-b]吲哚的合成在100mL的Schlenk反应管中加入2-[(5-溴-2-碘苯甲基)氧代]苯甲腈0.5mmol、无水硫酸铜0.05当量和叔丁醇钾2.2当量，真空干燥15分钟，在氩气(或氮气)氛围下加入氯苯10mL，在反应管上加上聚四氟塞子后放入油浴锅中，90℃反应15h。反应完成后，过滤浓缩除去溶剂，柱层析分离，洗脱剂为石油醚/二氯甲烷/乙酸乙酯(v:v:v＝20:2:1)，得到的白色固体为3-溴-10H-苯并呋喃并[3,2-b]吲哚；收率为83％。通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直接构建吲哚并环化合物的方法，其特征在于：以2‑[(2‑碘苯甲基)氧代]苯甲腈衍生物作为底物，将催化剂铜盐和碱、2‑[(2‑碘苯甲基)氧代]苯甲腈衍生物按摩尔比0.02～0.2:2～4:1，在溶剂中于90℃反应8‑20h，以石油醚/二氯甲烷/乙酸乙酯按体积比20～5:2:1混合作为洗脱剂，过硅胶柱分离，得到目标产物。

【技术特征摘要】
1.一种直接构建吲哚并环化合物的方法，其特征在于：以2-[(2-碘苯甲基)氧代]苯甲腈衍生物作为底物，将催化剂铜盐和碱、2-[(2-碘苯甲基)氧代]苯甲腈衍生物按摩尔比0.02～0.2:2～4:1，在溶剂中于90℃反应8-20h，以石油醚/二氯甲烷/乙酸乙酯按体积比20～5:2:1混合作为洗脱剂，过硅胶柱分离，得到目标产物。2.如权利要求1所述直接构建吲哚并环化合物的方法，特征在于所述2-[(2-碘苯甲基)氧代]苯甲腈衍生物为2-[(2-碘苯甲基)氧代]苯甲腈、2-[(2-溴苯甲基)氧代]苯甲腈、2-[(5-溴-2-碘苯甲基)氧代]苯甲腈、2-[(2,5-二溴苯甲基)氧代]苯甲腈、2-[(5-氯-2-碘苯甲基)氧代]苯甲腈、2-[(5-氯-2-溴苯甲基)氧代]苯甲腈、2-[(2-碘-5-甲基苯甲基)氧代]苯甲腈、2-[(2-溴-5-甲基苯甲基)氧代]苯甲腈、4-溴-2-[(2-碘苯甲基)氧代]苯甲腈、4-溴-2-[(2-溴苯甲基)氧代]苯甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：康彦彪，单祥欢，杨波，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34