一种四氢呋喃并吲哚类化合物的合成方法技术

本发明专利技术属于有机化学技术领域，具体涉及一种四氢呋喃并吲哚类化合物的合成方法。本发明专利技术方法是在溶剂中，由丙烯酰胺类底物、氯草酸单酯、碱和催化剂在光催化条件下，由氯草酸单酯发生碎裂化生成烷氧酰基自由基中间体与丙烯酰胺类底物发生自由基加成/自由基环化反应，随后再发生芳构化得到四氢呋喃并吲哚类化合物，再在还原剂条件下发生还原环化反应，生成相应的四氢呋喃并吲哚类化合物。本发明专利技术所述方法由烯烃出发，条件温和、简单高效、官能团兼容性强、底物的适用范围广，可以由高度商品化的原料合成各种四氢呋喃并吲哚类化合物。基于流体化学的光反应，以较好的产率得到目标产物，具有很好的工业与药物化学应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种四氢呋喃并吲哚类化合物的合成方法
本专利技术属于有机化学
，具体涉及一种四氢呋喃并吲哚类化合物的合成方法。
技术介绍
四氢呋喃并吲哚类化合物为一类含有吲哚类结构片段的有机化合物。其传统合成方法为使用相应的复杂底物经过多步化学反应才能得到。烷氧酰基自由基的多步串联反应是一种得到广泛关注的新型有机合成策略，具体而言，即为在有机化学反应中引入一分子酯基，从而合成羧酸酯类化合物。其优势在于避免了传统酯化反应中的极性官能团的引入，利用简单易得的丙烯酰胺类底物为原料，构建四氢呋喃并吲哚类结构，具有简洁高效、底物适用性好等优点。近年来，针对现有四氢呋喃并吲哚类化合物的合成方法仍依赖于多步合成反应，底物需要预先引入酯基、醛基或醇等基团的现象，使得通过还原环化得到四氢呋喃并吲哚类化合物的反应方法得到了一定研究[(a)M.G.Kulkarni,A.P.Dhondge,A.S.Borhade,D.D.Gaikwad,S.W.Chavhan,Y.B.Shaikh,V.B.Nigdale,M.P.Desai,D.R.Birhade,M.P.Shinde,Eur.J.Org.Chem.2009,3875；(b)T.Yamada,T.Ideguchi-Matsushita,T.Hirose,T.Shirahata,R.Hokari,A.Ishiyama,M.Iwatsuki,A.Sugawara,Y.Kobayashi,K.Otoguro,S.T.Sunazuka,Chem.-Eur.J.2015,21,11855；(c)J.-Q.Chen,Y.-L.Wei,G.-Q.Xu,Y.-M.Liang,P.-F.Xu,Chem.Commun.2016,52,6455；(d)M.S.Morales-Ríos,N.F.Santos-Sánchez,P.Joseph-Nathan,J.Nat.Prod.2002,65,136.]。丙烯酰胺类底物是一类常见的反应原料，因此，以丙烯酰胺类化合物为原料，通过烷氧酰基自由基参与的多步串联反应直接合成四氢呋喃并吲哚类化合物的方法具有极广阔的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术问题，提供一种简便、高效的四氢呋喃并吲哚类化合物的合成方法。本专利技术提供的四氢呋喃并吲哚类化合物的合成方法，是利用丙烯酰胺类底物、氯草酸单酯和碱在光催化条件下，由氯草酸单酯发生碎裂化生成烷氧酰基自由基中间体与丙烯酰胺类底物发生自由基多步串联反应得到氧化吲哚类化合物，再发生还原环化反应，生成相应的四氢呋喃并吲哚类化合物。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种四氢呋喃并吲哚类化合物的合成方法，所述合成方法是利用丙烯酰胺类化合物、氯草酸单酯、催化剂和碱，在溶剂中以及光催化条件下反应得到氧化吲哚类化合物，再在还原剂下发生还原环化反应，得到四氢呋喃并吲哚类化合物。优选的，所述反应的反应式如下所示：式中，R1为氢原子、氟、氯、溴、三氟甲基、C1—C16的烷基酰基、C1—C16的烷氧酰基、C1—C16烷基、C1—C16烷氧基或芳香环取代基团，所述烷基为环状烷基或链状烷基，芳香环为含有或不含有吸电子基团或缺电子基团的苯环或杂芳环，所述吸电子基团为氟、氯、溴、三氟甲基、C1—C16的烷基酰基或C1—C16的烷氧酰基，供电子基团为C1—C16烷基、C1—C16烷氧基、C1—C16的氨基基团，杂芳环为含氮、氧或硫原子的五元芳香环、或含氮原子的六元芳香环；R2、R3、R4各自独立，R2、R3、R4分别的为含有吸电子基团或供电子基团的苯基、杂芳环或烷基，所述吸电子基团为氟、氯、溴、三氟甲基、C1—C16的烷基酰基、或C1—C16的烷氧酰基取代基团，供电子基团为C1—C16烷基、C1—C16烷氧基，杂芳环为含氮、氧或硫原子的五元芳香环、或含氮原子的六元芳香环，烷基为C1—C16的链状烷基或环状烷基。优选的，所述溶剂为N，N-二甲基甲酰胺DMF、乙腈、二氯甲烷或氯仿，更优选为DMF。优选的，所述碱为2，6-二甲基吡啶、2，6-二叔丁基吡啶、2，4，6-三甲基吡啶或磷酸氢二钾，更优选为2，6-二甲基吡啶。优选的，所述催化剂为光催化剂，具体为Ir(ppy)3、Ir(ppy)2(dtbbpy)PF6、Ru(bpy)3Cl2、或3DPA2FBN，更优选为Ir(ppy)3。其相关的光催化剂结构如下式所示。优选的，所述光催化反应中，丙烯酰胺类化合物、氯草酸单酯、催化剂和碱的投料摩尔比为1：(1.5-4)：(0.01-0.05)：(1-3)，更优选的摩尔比为1：3：0.02：2。优选的，所述光催化反应的反应温度为20-80℃，反应时间为12-40h，更优选的反应温度为40℃，反应时间为24h。优选的，所述光催化反应的光源为蓝色灯带、绿色灯带或白色灯带，更优选为36W的蓝色灯带。优选的，所述还原剂为四氢铝锂、锌粉或镁粉，更优选为四氢铝锂。优选的，所述还原剂与丙烯酰胺类化合物的摩尔比为5:1。优选的，所述还原环化反应中还用有溶剂，具体为四氢呋喃或1，4-二氧六环，更优选为四氢呋喃。优选的，所述还原环化反应的反应温度为室温，具体为15-40℃，反应时间为1-3h，更优选的反应温度为25℃，反应时间为2h。优选的，所述还原环化反应还包括先将光催化反应结束后的反应液冷却至0℃后，加入还原剂，再缓慢升温至还原环化反应温度进行反应。优选的，所述合成方法包括如下步骤：(1)将丙烯酰胺类化合物、氯草酸单酯、光催化剂Ir(ppy)3、2，6-二甲基吡啶按摩尔比1：3：0.02：2加入干燥的反应管中，惰性气体保护下加入DMF，DMF的加入量以丙烯酰胺类化合物计为20mL/mmol，惰性气体保护下40℃下36W的蓝色灯带光照反应24h；(2)将步骤(1)的反应液浓缩去除溶剂后加入四氢呋喃，加入量以丙烯酰胺类化合物计为20mL/mmol，降温至0℃后按丙烯酰胺类化合物：四氢铝锂摩尔比为1:5加入四氢铝锂，缓慢升温至室温搅拌反应2h，经后处理得到四氢呋喃并吲哚类化合物。优选的，所述的后处理是指，反应完全后，反应液经萃取、洗涤、干燥、浓缩后经柱层析分离纯化；具体为向反应液中加入饱和食盐水，用乙酸乙酯萃取3次，有机相合并后用饱和食盐水洗涤两次，经无水硫酸钠干燥后减压浓缩，并采用石油醚和乙酸乙酯的混合液(体积比为20:1)作为流动相进行柱层析分离，即可得到相应四氢呋喃并吲哚类化合物。优选的，所述惰性气体为氮气或氩气的任意一种或两种混合。优选的，所述室温为15-40℃。本专利技术方法是在DMF溶剂中，由丙烯酰胺类底物、氯草酸单酯和2，6-二甲基吡啶和Ir(ppy)3在光催化条件下，由氯草酸单酯发生碎裂化生成烷氧酰基自由基中间体与丙烯酰胺类底物发生自由基多步串联反应得到氧化吲哚类化合物，再在四氢铝锂条件下发生还原环化反应，生成相应的四氢呋喃并吲哚类化合物，反应收率可达50％以上。与现有技术相比，本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四氢呋喃并吲哚类化合物的合成方法，其特征在于，所述合成方法是利用丙烯酰胺类化合物、氯草酸单酯、催化剂和碱，在溶剂中以及光催化条件下反应得到氧化吲哚类化合物，再在还原剂下发生还原环化反应，得到四氢呋喃并吲哚类化合物。/n

【技术特征摘要】
1.一种四氢呋喃并吲哚类化合物的合成方法，其特征在于，所述合成方法是利用丙烯酰胺类化合物、氯草酸单酯、催化剂和碱，在溶剂中以及光催化条件下反应得到氧化吲哚类化合物，再在还原剂下发生还原环化反应，得到四氢呋喃并吲哚类化合物。


2.根据权利要求1所述一种四氢呋喃并吲哚类化合物的合成方法，其特征在于，所述反应的反应式如下所示：



式中，R1为氢原子、氟、氯、溴、三氟甲基、C1—C16的烷基酰基、C1—C16的烷氧酰基、C1—C16烷基、C1—C16烷氧基或芳香环取代基团，所述烷基为环状烷基或链状烷基，芳香环为含有或不含有吸电子基团或缺电子基团的苯环或杂芳环，所述吸电子基团为氟、氯、溴、三氟甲基、C1—C16的烷基酰基或C1—C16的烷氧酰基，供电子基团为C1—C16烷基、C1—C16烷氧基、C1—C16的氨基基团，杂芳环为含氮、氧或硫原子的五元芳香环、或含氮原子的六元芳香环；
R2、R3、R4分别为含有吸电子基团或供电子基团的苯基、杂芳环或烷基，所述吸电子基团为氟、氯、溴、三氟甲基、C1—C16的烷基酰基、或C1—C16的烷氧酰基取代基团，供电子基团为C1—C16烷基、C1—C16烷氧基，杂芳环为含氮、氧或硫原子的五元芳香环、或含氮原子的六元芳香环，烷基为C1—C16的链状烷基或环状烷基。


3.根据权利要求1所述一种四氢呋喃并吲哚类化合物的合成方法，其特征在于，所述溶剂为N，N-二甲基甲酰胺DMF、乙腈、二氯甲烷或氯仿。


4.根据权利要求1所述一种四氢呋喃并吲哚类化合物的合成方法，其特征在于，所述碱为2，6-二甲基吡啶、2，6-二叔丁基吡啶、2，4，6-三甲基吡啶或磷酸氢二钾。


5.根据权利要求1所述一种四氢呋喃并吲哚类化合物的合成方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈健强，吴劼，王新华，
申请(专利权)人：台州学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33