稀土硅胺化物作为催化剂在制备吲哚或吲哚衍生物中的应用制造技术

本发明专利技术属于化工技术领域，具体提供一种稀土硅胺化物作为催化剂在制备吲哚或吲哚衍生物中的应用，反应原料包括化合物I，化合物I的通式如下式所示，其中R为氢、甲基、氯、氟、溴或甲氧基，

The application of rare earth silamides as catalysts in the preparation of indole or indole derivatives

【技术实现步骤摘要】
稀土硅胺化物作为催化剂在制备吲哚或吲哚衍生物中的应用
本专利技术属于化工
，具体涉及稀土硅胺化物作为催化剂在制备吲哚或吲哚衍生物中的应用，以及一种催化制备吲哚或吲哚衍生物的方法。
技术介绍
吲哚衍生物是一类重要的有机化合物，在生物医药、食品、化妆品、农药及天然产物的分子骨架里都广泛存在，因此其高效地合成方法研究具有很大的应用价值和广泛的应用前景。现有制备技术中，合成吲哚的方法有较多报道，最主要的还是采用费歇尔吲哚合成法(Tetrahedron2010,66,573-577；Org.Prep.Proced.Int.1993,25,609.)。然而该方法主要有两方面的局限性，首先是起始原料仅限于苯肼衍生物和酮，底物范围窄；其次是反应缺乏选择性，难以实现复杂产物的合成。此后，一系列以苯胺衍生物出发的环化反应制备吲哚被发展开来，文献(Org.Lett.2013,15,3112-3115)报道的N-芳基炔胺分子内环化反应制备吲哚，但是该方法需要用到叔丁基锂。叔丁基锂是一类活性极高的试剂，很容易在操作过程中因操作不当引发实验事故。从另一个角度出发，吲哚啉的脱氢还原来制备吲哚也是一种高效的方法。文献(Chem.Sci.2019,10,4883–4889)报道了一种利用铂催化剂实现的吲哚啉的脱氢还原来制备吲哚。上述方法合成异吲哚衍生物方法的工艺较为复杂，且其原料如官能团化胺、吲哚啉以及一些复杂催化剂来源并不广泛、制备方法也较为复杂、成本较高。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种稀土硅胺化物作为催化剂在制备吲哚或吲哚衍生物中的应用。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：稀土硅胺化物作为催化剂在制备吲哚或吲哚衍生物中的应用，反应原料包括化合物I，化合物I通式如下式所示，其中R为氢、甲基、氯、氟、溴或甲氧基，稀土硅胺化物M[N(SiMe3)2]3为催化剂，其中M为稀土元素；反应原料还包括氢转移试剂，反应过程中化合物I中的羰基加氢还原最终生成吲哚或吲哚衍生物。优选的，M为La、Nd、Sm、Gd、Yb、Lu、Y中的一种。优选的，包括如下步骤：在无水无氧的氛围下，以化合物I与化合物II频哪醇硼烷为原料，以稀土硅胺化物为催化剂，以有机溶剂为反应溶剂，通过稀土催化氢转移还原反应，制备得到化合物Ⅲ，催化反应的反应式为：优选的，所述反应溶剂为甲苯、二甲苯、正己烷、四氢呋喃和1,2-二氯乙烷中的一种或几种。优选的，反应溶剂为甲苯、二甲苯或正己烷，或甲苯与二甲苯的混合溶液。优选的，以摩尔比计算，化合物I/化合物II/稀土硅胺化物为1.0/2.4/0.05-0.10，反应温度为80-120℃，反应时间为24-36h。优选的，所述无水无氧的氛围为惰性气体氛围，所述惰性气体为氮气或者氩气。上述催化反应中，本申请提出了一个可能的反应机理，以产物为吲哚为例，如图1所示。在图1中，首先三硅胺基稀土催化剂和频哪醇硼烷反应，生成稀土氢化物中间体A，稀土-氢键插入到酰基中，形成中间体B，进一步硼烷和中间体B反应得到硼酸酯中间体C，并生成中间体A。随后中间体C转化为亚胺阳离子中间体D。D和频哪醇硼烷反应，生成亚胺E中间体，并释放出氢气和硼酯。该亚胺中间体经过互变异构，得到产物吲哚。本申请基于上述稀土硅胺化物作为催化剂在制备吲哚或吲哚衍生物中的应用，还提供一种催化制备吲哚或吲哚衍生物的方法。一种催化制备吲哚或吲哚衍生物的方法，催化剂为稀土硅胺化物M[N(SiMe3)2]3，其中M为La、Nd、Sm、Gd、Yb、Lu、Y中的一种，反应原料包括化合物I和氢转移试剂，化合物I的通式如下式所示，其中R为氢、甲基、氯、氟、溴或甲氧基，进一步的，具体包括如下步骤：在无水无氧的氛围下，以化合物I与化合物II频哪醇硼烷为反应原料，以稀土硅胺化物为催化剂，以有机溶剂为反应溶剂，通过稀土催化氢转移还原反应，制备得到化合物Ⅲ，以摩尔比计算，化合物I/化合物II/稀土硅胺化物为1.0/2.4/0.05-0.10，反应温度为80-120℃，优选100-120℃，催化反应的反应式为：进一步的，所述反应溶剂为甲苯、二甲苯、正己烷、四氢呋喃和1,2-二氯乙烷中的一种或几种；优选的，反应溶剂为甲苯、二甲苯或正己烷，或甲苯与二甲苯的混合溶液。进一步的，所述无水无氧的氛围为惰性气体氛围。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：(1)本专利技术采用化合物I和化合物II作为反应物，以稀土硅胺化物作为催化剂，相比于现有技术的其他反应原料，本申请所选用的原料化合物I和化合物II具有来源广泛或易于制备，以及易于存储的优点，并且制备时反应收率高；本申请的催化剂可以直接商品化购买或者易于直接简单合成，可用于实际生产。(2)本专利技术方法制备得到的吲哚或吲哚衍生物品质高，产物收率高，反应原子经济性好，制备过程和产物分离提纯简便，灵活性强，并且工艺安全稳定，操作简便，反应选择性高。附图说明图1为本专利技术催化反应机理过程。具体实施方式稀土硅胺化物作为催化剂在制备吲哚或吲哚衍生物中的应用，反应原料包括化合物I，化合物I通式如下式所示，其中R为氢、甲基、氯、氟、溴或甲氧基，稀土硅胺化物M[N(SiMe3)2]3为催化剂，其中M为稀土元素；反应原料还包括氢转移试剂，反应过程中化合物I中的羰基加氢还原最终生成吲哚或吲哚衍生物。本专利技术以化合物I为原料，以M[N(SiMe3)2]3为催化剂，在反应过程中，化合物I中羰基加氢还原最终生成吲哚或吲哚衍生物，而化合物I相比于现有技术使用的其他原料，具有来源广泛或易于制备以及易于存储的优点，且M[N(SiMe3)2]3为催化剂具有易于购买或者易于直接简单合成的优点。其中M为La、Nd、Sm、Gd、Yb、Lu或Y。经过一系列筛选对比发现，Y[N(SiMe3)2]3为催化剂时反应效果优于其他催化剂，且Y[N(SiMe3)2]3催化剂前体Y2O3价格便宜，因此优选Y[N(SiMe3)2]3。优选的，具体包括如下步骤：在无水无氧的氛围下，以化合物I与化合物II频哪醇硼烷为原料，以稀土硅胺化物为催化剂，以有机溶剂为反应溶剂，通过稀土催化氢转移还原反应，制备得到化合物Ⅲ，催化反应的反应式为：所选反应还原剂为频哪醇硼烷作为氢转移试剂，频哪醇硼烷具有廉价易得，对比于常见的氢负试剂比如硅烷而言，还具有对于空气稳定的特点，储运方便，而且目前，文献调研发现，硼烷参与的氢转移还原2-吲哚酮反应还没被报道。以化合物I与化合物II频哪醇硼烷为反应原料，以稀土硅胺化物为催化剂，以有机溶剂为反应溶剂，该反应体系反应选择性高，有利于实现复杂产物的合成。优选的，所述反应溶剂为甲苯、二甲苯、正己烷、四氢呋喃和1,2-二氯乙烷中的一种或几种。溶剂的种类大大影响产物收率，本专利技术选择前述有机溶剂作为反应溶剂，其中，甲苯、二甲苯和正己烷的反应效果最好，产率能达90％及以上，而四氢呋喃和1,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.稀土硅胺化物作为催化剂在制备吲哚或吲哚衍生物中的应用，其特征在于，反应原料包括化合物I，化合物I的通式如下式所示，其中R为氢、甲基、氯、氟、溴或甲氧基，/n

【技术特征摘要】
1.稀土硅胺化物作为催化剂在制备吲哚或吲哚衍生物中的应用，其特征在于，反应原料包括化合物I，化合物I的通式如下式所示，其中R为氢、甲基、氯、氟、溴或甲氧基，

稀土硅胺化物M[N(SiMe3)2]3为催化剂，其中M为稀土元素。


2.根据权利要求1所述的稀土硅胺化物作为催化剂在制备吲哚或吲哚衍生物中的应用，其特征在于，M为La、Nd、Sm、Gd、Yb、Lu、Y中的一种。


3.根据权利要求2所述的稀土硅胺化物作为催化剂在制备吲哚或吲哚衍生物中的应用，其特征在于，包括如下步骤：在无水无氧的氛围下，以化合物I与化合物II频哪醇硼烷为反应原料，以稀土硅胺化物为催化剂，以有机溶剂为反应溶剂，通过稀土催化氢转移还原反应，制备得到化合物Ⅲ，催化反应的反应式为：





4.根据权利要求1-3任一项所述的稀土硅胺化物作为催化剂在制备吲哚或吲哚衍生物中的应用，其特征在于，所述反应溶剂为甲苯、二甲苯、正己烷、四氢呋喃和1,2-二氯乙烷中的一种或几种。


5.根据权利要求3所述的稀土硅胺化物作为催化剂在制备吲哚或吲哚衍生物中的应用，其特征在于，以摩尔比计算，化合物I/化合物II/稀土硅胺化物为1.0/2.4/0.05-0.10，反应温度为80-120℃，反应时间为24-36h。


6.根据权利要求5所述的稀土硅胺化物作为...

【专利技术属性】
技术研发人员：章俊芳，蔡文选，
申请(专利权)人：温州医科大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33