吲哚并咔唑基元及其环状衍生物和制备方法与应用技术

一种吲哚并咔唑基元及其环状衍生物和制备方法与应用，属于化学合成领域。吲哚并咔唑基元，其结构通式(I)如下；基于吲哚并咔唑基元，形成的环状吲哚并咔唑衍生物，其结构通式(II)如下；式中，R1、R2、R3、n表示的结构如说明书和权利要求书所述。吲哚并咔唑基元只需一步反应即可制备多个新的大环。制备的环状吲哚并咔唑衍生物有良好的光学性能，可被紫外仪和荧光仪所检测。环状吲哚并咔唑衍生物结构有更加丰富的π电子，不但能与正电荷的阳离子季铵盐、Cu

【技术实现步骤摘要】
吲哚并咔唑基元及其环状衍生物和制备方法与应用


[0001]本专利技术属于化学合成
，涉及一种吲哚并咔唑基元及其环状衍生物和制备方法与应用。

技术介绍

[0002]吲哚并[3,2
‑
b]咔唑是一种具有刚性稠环结构的含氮的芳杂环。其结构具有以下特点：(1)分子内具有较大的共轭体系及强的分子内电子转移；(2)吲哚并[3,2
‑
b]咔唑环上易于进行结构修饰引入多种官能团；(3)吲哚并[3,2
‑
b]咔唑也是一类可以被广泛研究和使用的荧光团，具有较高的热稳定性和光化学稳定性。
[0003]吲哚并[3,2
‑
b]咔唑这种特殊的环状结构使其衍生物在诸如光电材料、染料、医药、超分子识别等领域具有潜在的广泛应用,近些年来得到了广泛的研究与开发。在光电材料领域，应用的常是吲哚并[3,2
‑
b]咔唑聚合物。而以吲哚并[3,2
‑
b]咔唑为母体的寡聚大环合成难度较大。很多寡聚大环虽易于合成，可其不具备发光性能而不易被检测。

技术实现思路

[0004]本专利技术所解决的技术问题是提供一种吲哚并咔唑基元及其环状衍生物和制备方法与应用。环状吲哚并咔唑衍生物的制备方法，只需一步反应即可制备多个新的环状吲哚并咔唑衍生物。本专利技术环状吲哚并咔唑衍生物有良好的光学性能，可被紫外仪和荧光仪所检测。本专利技术使合成的寡聚环状吲哚并咔唑衍生物结构有更加丰富的π电子，能与喜树碱形成“π
‑
π”相互作用力的主
‑
客体复合物，能与正电荷的阳离子季铵盐、Cu
2+
、Cu
+
形成基于“阳离子
‑
π”相互作用力的主
‑
客体复合物。环状吲哚并咔唑衍生物在诸如光电材料、染料、医药、超分子识别等领域具有潜在的广泛应用。
[0005]本专利技术的吲哚并咔唑基元，其结构通式为：
[0006][0007]以上结构通式中，R1表示为：H、卤素、羟基、C1～C8酯基、C1～C8的烷基、烷氧基或烷胺基中的一种。
[0008]R2表示为：C1～C8的羧酸、C1～C8的羧酸酯、C1～C8的酰胺、苄基、含N、O、S杂原子至少一种取代的苄基、C1～C8直链烷基、C1～C8支链烷基、C3～C8环烷基、含N、O、S杂原子中至少一种取代的C1～C8直链烷基、含N、O、S杂原子中至少一种取代的C1～C8支链烷基、含N、O、S杂原子中至少一种取代的C3～C8环烷基中的一种。
[0009]R3表示为：H、卤素、羟基、烷氧基中的一种。
[0010]作为优选：
[0011]R1表示为：H、
‑
OCH3、
‑
OC6H
13
中的一种。
[0012]R2表示为：
‑
(C2H4O)2CH3、
‑
(C2H4O)3CH3、
‑
CH2COOC2H5、
‑
CH2COO(C2H4O)2CH3、
‑
CH2COO(C2H4O)3CH3、
‑
CHCH3COO(C2H4O)3CH3中的一种。
[0013]R3表示为：
‑
OCH3或Br。
[0014]更优选为，本专利技术的吲哚并咔唑基元结构如下：
[0015][0016][0017][0018][0019]根据吲哚并咔唑基元中R1、R2、R3表示的结构不同，采用以下合成路线中的一种：根据R1确定反应原料A的结构式为：
[0020][0021]根据R3确定反应原料B的结构式为：
[0022][0023]将反应原料A和反应原料B进行乌尔曼偶联反应，后得到中间体C；
[0024]将中间体C进行卡多根环化，得到中间体D；
[0025]根据R2的结构进行N
‑
烷基化，得到吲哚并咔唑基元。
[0026]其合成路线为：
[0027][0028]以上述吲哚并咔唑基元，形成的环状吲哚并咔唑衍生物，其结构通式如下：
[0029]式中R1表示为：H、卤素、羟基、C1～C8酯基、C1～C8的烷基、烷氧基或烷胺基中的一种。
[0030]R2表示为：C1～C8的羧酸、C1～C8的羧酸酯、C1～C8的酰胺、苄基、含N、O、S杂原子
至少一种取代的苄基、C1～C8直链烷基、C1～C8支链烷基、C3～C8环烷基、含N、O、S杂原子中至少一种取代的C1～C8直链烷基、含N、O、S杂原子中至少一种取代的C1～C8支链烷基、含N、O、S杂原子中至少一种取代的C3～C8环烷基中的一种。
[0031]R3表示为：H、卤素、羟基、烷氧基中的一种。
[0032]n：选自4或5。
[0033]本专利技术的环状吲哚并咔唑衍生物合成路线如下：
[0034][0035]本专利技术的一种环状吲哚并咔唑衍生物的制备方法，包括以下步骤：
[0036]将吲哚并咔唑基元溶于有机溶剂，加入路易斯酸和多聚甲醛后，常温搅拌，反应完毕用碱液淬灭，经萃取，浓缩，硅胶柱层析，制得寡聚环状吲哚并咔唑衍生物。
[0037]所述的环状吲哚并咔唑衍生物的制备方法中，吲哚并咔唑基元在有机溶剂的浓度为0.5g/L
‑
4.0g/L，优选为2.0g/L。
[0038]所述的环状吲哚并咔唑衍生物的制备方法中，所述有机溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷或1,2
‑
二氯乙烷中的一种或几种，优选为二氯甲烷；所述路易斯酸选自六水合三氯化铁、无水三氯化铁、三氯化铝、三氟化硼、四氯化钛、四氯化锡、对甲苯磺酸中的一种或几种，优选为六水合三氯化铁。
[0039]所述的环状吲哚并咔唑衍生物的制备方法中，按摩尔比，路易斯酸：吲哚并咔唑基元＝(0.4
‑
1.2)：1，优选为(0.6
‑
0.7)：1。
[0040]所述的环状吲哚并咔唑衍生物的制备方法中，按摩尔比，多聚甲醛：吲哚并咔唑基元＝(0.5
‑
2.0)：1，优选为(1.6
‑
1.7)：1。
[0041]所述的环状吲哚并咔唑衍生物的制备方法中，常温搅拌，优选为在25～30℃下进行；优选地，反应时间为3h～12h，更优选为8～9h。
[0042]本专利技术的环状吲哚并咔唑衍生物的应用为：
[0043](1)环状吲哚并咔唑衍生物与喜树碱基于“π
‑
π”的作用力相互作用，提高难溶性药物喜树碱的脂溶性，显著改善药物的脂水分配系数。
[0044](2)环状吲哚并咔唑衍生物与带正电荷的阳离子季铵盐、Cu
2+
、Cu
+
基于“阳离子
‑
π”的作用力相互作用，能够在应用中特异性的识别阳离子季铵盐及铜离子，可以实现荧光检测客体的存在，提高光学活性。
[0045]本专利技术的有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.具有以下结构通式的吲哚并咔唑基元：式中，R1表示为：H、卤素、羟基、C1～C8酯基、C1～C8的烷基、烷氧基或烷胺基中的一种；R2表示为：C1～C8的羧酸、C1～C8的羧酸酯、C1～C8的酰胺、苄基、含N、O、S杂原子至少一种取代的苄基、C1～C8直链烷基、C1～C8支链烷基、C3～C8环烷基、含N、O、S杂原子中至少一种取代的C1～C8直链烷基、含N、O、S杂原子中至少一种取代的C1～C8支链烷基、含N、O、S杂原子中至少一种取代的C3～C8环烷基中的一种；R3表示为：H、卤素、羟基、烷氧基中的一种。2.根据权利要求1所述的吲哚并咔唑基元，其特征在于，该吲哚并咔唑基元选自以下化合物1～36中的一种：
3.权利要求1或2所述的吲哚并咔唑基元和合成方法为：将反应原料A和反应原料B进行乌尔曼偶联反应，后得到中间体C；将中间体C进行卡多根环化，得到中间体D；根据R2的结构进行N
‑
烷基化，得到吲哚并咔唑基元；其合成路线为：
4.具有以下结构通式的环状吲哚并咔唑衍生物：式中R1表示为：H、卤素、羟基、C1～C8酯基、C1～C8的烷基、烷氧基或烷胺基中的一种；R2表示为：C1～C8的羧酸、C1～C8的羧酸酯、C1～C8的酰胺、苄基、含N、O、S杂原子至少一种取代的苄基、C1～C8直链烷基、C1～C8支链烷基、C3～C8环烷基、含N、O、S杂原子中至少一种取代的C1～C8直链烷基、含N、O、S杂原子中至少一种取代的C1～C8支链烷基、含N、O、S杂原子中至少一种取代的C3～C8环烷基中的一种；R3表示为：H、卤素、羟基、烷氧基中的一种；n：选自4或5。5.根据权利要求4所述的环状吲哚并咔唑衍生物，其特征在于，该环状吲哚并咔唑衍生物选自以下结构中的一种；
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【专利技术属性】
技术研发人员：杨鹏，张海滨，
申请(专利权)人：沈阳药科大学，
类型：发明
国别省市：