CN105061290A - 一种吲哚酮类化合物的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及提供了一种下式(III)所示吲哚酮类化合物的合成方法，所述方法包括：室温下，向有机溶剂中依次加入下式(I)化合物、下式(II)化合物、催化剂、引发剂、碱和助剂，然后在70-90℃搅拌反应5-8小时，反应结束后经后处理，从而得到所述式(III)化合物，其中，R1、R2各自独立地选自H或C1-C6烷基；R3为C1-C6烷基；Rf为C1-8全氟烷基。所述方法通过合适催化剂、引发剂、碱、助剂和有机溶剂的选择，从而使得该反应体系具有良好的反应效果，可以高产率得到目的产物，满足了工业生产的需求，具有广泛的市场前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种吲哚类化合物的合成方法，更特别涉及一种吲哚酮类化合物的合成方法，属于有机合成领域尤其是医药中间体合成领域。
背景技术
吲哚酮是一种含氮芳香杂环化合物，其存在于各种天然化合物或药物化合物之中。而为了继续进行修饰或后续反应，引入氟化基团是构建新型药物、试剂的常用方法，例如采用Togni试剂、TMSCF3、CF3SO2Na等进行氟化基团的修饰吸引了广大科研人员的兴趣。
正因为如此，吲哚酮类化合物的氟化修饰方法日益受到人们的普遍关注。
目前，现有技术中已经开发了多种吲哚酮类化合物的合成方法，作为例举性如下所示：
TangXiao-Jun等(“Photoredox-CatalyzedTandemRadicalCyclizationofN-Arylacrylamides:GeneralMethodsToConstructFluorinated3,3-Disubstituted2-OxindolesUsingFluoroalkylsulfonylChlorides”,OganicLetters,2014,16,4594-4597)报道了一种采用RfSO2Cl作为氟化试剂用于构建氟取代的吲哚酮的方法，其反应式如下：
FuWeijun等(“Visible-Light-MediatedRadicalAryldifluoroacetylationofN-ArylacrylamidestogiveDifluoroacetylatedOxindoles”,AsianJ.Org.Chem.,2014,3,1273-1276)报道了一种可见光催化的芳基氟化乙酰化反应，该方法简单、有效、条件温和，其反应式如下：
如上所述，现有技术中公开了多种吲哚酮类化合物的氟化方法。然而，现有技术采用的氟化试剂价格较贵、来源不够广，并且往往采用稀有的贵金属催化剂。因此，开发新型、高效的合成方法是十分必要的。
考虑到这些问题，本发明人通过大量的研究，在经过了充分的实验探索之后，旨在提出一种吲哚酮类化合物的合成方法，其通过催化试剂、助剂等的优化选择，以及反应物料的使用，从而开辟了一种吲哚酮类化合物的新型合成方法，并大幅提高了反应收率，充分满足了化工、医药领域的广泛需求。
发明内容
为了寻求吲哚酮类化合物的合成方法，本发明人进行了深入的研究和探索，在付出了足够的创造性劳动后，从而完成了本发明。
具体而言，本发明的技术方案和内容涉及一种下式(III)所示吲哚酮类化合物的合成方法，所述方法包括：室温下，向有机溶剂中依次加入下式(I)化合物、下式(II)化合物、催化剂、引发剂、碱和助剂，然后在70-90℃搅拌反应5-8小时，反应结束后经后处理，从而得到所述式(III)化合物，
其中，R1、R2各自独立地选自H或C1-C6烷基；
R3为C1-C6烷基；
Rf为C1-8全氟烷基，例如可为CF3、C3F7、C6F13或C8F17等。
在本发明的所述合成方法中，除非另有规定，自始至终，所述C1-C6烷基的含义是指具有1-6个碳原子的直链或支链烷基，非限定性地例如可为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、正戊基、异戊基或正己基等。
在本发明的所述合成方法中，所述催化剂为硝酸铈铵与三氟乙酸银的混合物，其中硝酸铈铵与三氟乙酸银的的摩尔比为1:1-2，例如可为1:1、1:1.5或1:2。
在本发明的所述合成方法中，所述引发剂为偶氮二异庚腈。
在本发明的所述合成方法中，所述碱为NaOH、碳酸钠、叔丁醇钾、乙醇钠、1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(DABCO)、三异丙醇胺、四甲基乙二胺(TMEDA)、N,N'-二甲基乙二胺(DMEDA)中的任何一种，最优选为DMEDA。
在本发明的所述合成方法中，所述助剂为N-氟代双苯磺酰胺(NFSI)与2-碘乙基甲基醚的混合物，其中NFSI与2-碘乙基甲基醚的摩尔比为1:2。
在本发明的所述合成方法中，所述有机溶剂为乙醇、DMF(N,N-二甲基甲酰胺)、聚乙二醇200(PEG-200)、DMSO(二甲基亚砜)、甲苯、NMP(N-甲基吡咯烷酮)、苯、乙腈、苯甲腈等中的任何一种，最优选为EPG-200。
其中，所述有机溶剂的用量并没有严格的限定，本领域技术人员可根据实际情况进行合适的选择与确定，例如其用量大小以方便反应进行和后处理即可，在此不再进行详细描述。
在本发明的所述合成方法中，所述式(I)化合物与式(II)化合物的摩尔比为1:1.6-2，例如可为1:1.6、1:1.8或1:2。
在本发明的所述合成方法中，所述式(I)化合物与催化剂的的比为摩尔比为1:0.06-0.12，即所述式(I)化合物的摩尔用量与构成所述催化剂的硝酸铈铵与三氟乙酸银的总摩尔用量的比为1:0.06-0.12，例如可为1:0.06、1:0.08、1:0.1或1:0.12。
在本发明的所述合成方法中，所述式(I)化合物与引发剂的摩尔比为1:1.4-1.8，例如可为1:1.4、1:1.6或1:1.8。
在本发明的所述合成方法中，所述式(I)化合物与碱的摩尔比为1:0.5-0.8，例如可为1:0.5、1:0.7或1:0.8。
在本发明的所述合成方法中，所述式(I)化合物与助剂的摩尔比为1:0.2-0.4，即所述式(I)化合物的摩尔用量与构成所述助剂的N-氟代双苯磺酰胺(NFSI)与2-碘乙基甲基醚的总摩尔用量的比为1:0.2-0.4，例如可为1:0.2、1:0.3或1:0.4。
在本发明的所述合成方法中，反应结束后的后处理如下：反应结束后，过滤，滤液中加入等体积的乙醚与水混合物，充分振荡，然后静置，分离出有机相，并用无水硫酸镁干燥，旋转蒸发除去溶剂，残留物过200-300目硅胶柱色谱，以体积比1:2的丙酮和石油醚混合物作为洗脱液，从而得到所述式(III)化合物。
综上所述，本发明提供了一种吲哚酮类化合物的合成方法，所述方法通过合适催化剂、引发剂、碱、助剂和有机溶剂的选择，从而使得该反应体系具有良好的反应效果，可以高产率得到目的产物，满足了工业生产的需求，具有广泛的市场前景。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本发明进行详细说明，但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本发明，并非对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本发明的保护范围局限于此。
实施例1
室温下，向适量有机溶剂PEG-200中依次加入100mmol上式(I)化合物、160mmol上式(II)化合物、6mmol催化剂(为3mmol硝酸铈铵与3mmol三氟乙酸银的混合物)、140mmol引发剂偶氮二异庚腈、50mmol碱DMEDA和21mmol助剂(为7mmolN-氟代双苯磺酰胺(NFSI)与14mmol2-碘乙基甲基醚的混合物)，然后在70℃下搅拌反应8小时。
反应结束后，过滤，滤液中加入等体积的乙醚与水混合物，充分振荡，然后静置，分离出有机相，并用无水硫酸镁干燥，旋转蒸发除去溶剂，残留物过200-300目硅胶柱色谱，以体积比1:2的丙酮和石油醚混合物作为洗脱液，从而得到上式(III)化合物(其中Me为甲基)，产率为96.9％。
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实施例2
室温下，向适量有机溶剂PEG-200中依次加入100mmol上式(I)化合物、180mmol上式(II)化合物、9mmol催化剂(为3mmol硝酸铈铵与6mmol三氟乙酸银的混合物)、160mmol引发剂偶氮二异庚腈、70mmol碱DMEDA和30mmol助剂(为10mmolN-氟代双苯磺酰胺(NFSI)与20mmol2-碘乙基甲基醚的混合物)，然后在80℃下搅拌反应6小时。
反应结束后，过滤，滤液中加入等体积的乙醚与水混合物，充分振荡，然后静置，分离出有机相，并用无水硫酸镁干燥，旋转蒸发除去溶剂，残留物过200-300目硅胶柱色谱，以体积比1:2的丙酮和石油醚混合物作为洗脱液，从而得到上式(III)化合物(其中Me为甲基)，产率为96.6％。
1HNMR(CDCl3,400MHz):δ7.12(d,J＝7.5Hz,1H),7.02(d,J＝7.5Hz,1H),6.97(t,J＝7.5Hz，1H)，3.51(s,3H),2.87(dd,J＝35.2,15.6Hz,1H),2.66-2.52(m,4H),1.43(s,3H)。
19FNMR(470MHz,CDCl3)δ：-81.1(t,J＝8.0Hz,3F),-109.2(A-B,JF-F＝269Hz,1F),-114.9(A-B,JF-F＝272Hz,1F),-124.7(br,2F),-125.3～-126.7(m,2F)。
实施例3
室温下，向适量有机溶剂PEG-200中依次加入100mmol上式(I)化合物、200mmol上式(II)化合物、12mmol催化剂(为5mmol硝酸铈铵与7mmol三氟乙酸银的混合物)、180mmol引发剂偶氮二异庚腈、80mmol碱DMEDA和39mmol助剂(为13mmolN-氟代双苯磺酰胺(NFSI)与26mmol2-碘乙基甲基醚的混合物)，然后在90℃下搅拌反应5小时。
反应结束后，过滤，滤液中加入等体积的乙醚与水混合物，充分振荡，然后静置，分离出有机相，并用无水硫酸镁干燥，旋转蒸发除去溶剂，残留物过200-300目硅胶柱色谱，以体积比1:2的丙酮和石油醚混合物作为洗脱液，从而得到上式(III)化合物(其中Me为甲基)，产率为96.5％。
1HNMR(CDCl3,400MHz):δ7.11(d,J＝7.5Hz,2H),7.07(d,J＝7.5Hz,1H),6.97(d,J＝7.5Hz.1H),3.53(s,3H),2.88(dd,J＝35.5,15.5Hz,1H),2.65-2.47(m,4H),1.42(s,3H)。
19FNMR(470MHz,CDCl3)δ：-80.1(t,J＝8.0Hz,3F),-109.8(A-B,JF-F＝270Hz,1F),-115.7(A-B,JF-F＝271Hz,1F),-127.2～-128.7(m,2F)。
实施例4
室温下，向适量有机溶剂PEG-200中依次加入100mmol上式(I)化合物、170mmol上式(II)化合物、8mmol催化剂(为4mmol硝酸铈铵与4mmol三氟乙酸银的混合物)、170mmol引发剂偶氮二异庚腈、60mmol碱DMEDA和24mmol助剂(为8mmolN-氟代双苯磺酰胺(NFSI)与16mmol2-碘乙基甲基醚的混合物)，然后在75℃下搅拌反应7小时。
反应结束后，过滤，滤液中加入等体积的乙醚与水混合物，充分振荡，然后静置，分离出有机相，并用无水硫酸镁干燥，旋转蒸发除去溶剂，残留物过200-300目硅胶柱色谱，以体积比1:2的丙酮和石油醚混合物作为洗脱液，从而得到上式(III)化合物(其中Me为甲基)，产率为96.4％。
1HNMR(CDCl3,400MHz):δ7.15-6.93(m,3H),3.53(s,3H),2.92(dd,J＝35.5,15.5H,1H),2.69-2.52(m,4H),1.41(s,3H)。
19FNMR(470MHz,CDCl3)δ：-80.9(t,J＝8.0Hz,3F),-108.7(A-B,JF-F＝269Hz,1F),-114.2(A-B,JF-F＝270Hz,1F),-121.7(br,2F),-122.3(br,4F),-122.8(br,2F),-123.6(br,2F),-126.3～-126.9(m,2F)。
实施例5-12
实施例5-8：除将催化剂替换为用量为原来两重组分的总用量的单一组分硝酸铈铵外，其它操作均不变，从而重复进行了实施例1-4，得到实施例5-8。
实施例9-12：除将催化剂替换为用量为原来两重组分的总用量的单一组分三氟乙酸银外，其它操作均不变，从而重复进行了实施例1-4，得到实施例9-12。
结果见下表1。
表1
由上表1数据可见，当单独使用硝酸铈铵与三氟乙酸银作为催化剂时，产物产率有显著降低。但出人意料的是，当使用由硝酸铈铵与三氟乙酸银组成的双组分催化剂体系时，产率有了显著的改善(见实施例-14)，这证明这两者之间能够发挥独特的协同催化作用。
实施例13-44
实施例13-16：除将碱替换为NaOH外，其它操作均不变，从而重复进行了实施例1-4，得到实施例13-16。
实施例17-20：除将碱替换为碳酸钠外，其它操作均不变，从而重复进行了实施例1-4，得到实施例17-20。
实施例21-24：除将碱替换为叔丁醇钾外，其它操作均不变，从而重复进行了实施例1-4，得到实施例21-24。
实施例25-28：除将碱替换为乙醇钠外，其它操作均不变，从而重复进行了实施例1-4，得到实施例25-28。
实施例29-32：除将碱替换为DABCO外，其它操作均不变，从而重复进行了实施例1-4，得到实施例29-32。
实施例33-36：除将碱替换为三异丙醇胺外，其它操作均不变，从而重复进行了实施例1-4，得到实施例33-36。
实施例37-40：除将碱替换为TMEDA外，其它操作均不变，从而重复进行了实施例1-4，得到实施例37-40。
实施例41-44：除将碱予以省略外，其它操作均不变，从而重复进行了实施例1-4，得到实施例41-44。
结果见下表2。
表2
由此可见：1、当不使用任何碱时，产物产率有显著降低。2、当使用碱时，DMEDA具有最好的效果，其它碱均导致产物产率有一定程度甚至是明显的降低。
实施例45-56
实施例45-48：除将助剂替换为用量为原来两重组分的总用量的单一组分NFSI外，其它操作均不变，从而重复进行了实施例1-4，得到实施例45-48。
实施例49-52：除将助剂替换为用量为原来两重组分的总用量的单一组分2-碘乙基甲基醚外，其它操作均不变，从而重复进行了实施例1-4，得到实施例49-52。
实施例53-56：除将助剂予以省略外，其它操作均不变，从而重复进行了实施例1-4，得到实施例53-56。
结果见下表3。
表3
由此可见，当不使用任何助剂时，产率有显著降低。但当使用单一组分时，其效果也显著低于使用NFSI与2-碘乙基甲基醚时的效果，这证明使用这两种组分的混合助剂时，能够取得意想不到的技术效果。
实施例57-64
除将其中的有机溶剂替换为如下有机溶剂外，其它操作均不变，以与实施例1-4相同的方式而分别实施了实施例57-64，所使用有机溶剂、实施例对应关系和相应产物的产率如下表4所示。
表4
由上表4的数据可见，PEG-200作为有机溶剂时的效果最好，其它有机溶剂均导致产物产率有所降低。
综上所述，本发明提供了一种吲哚酮类化合物的合成方法，所述方法通过合适催化剂、引发剂、碱、助剂和有机溶剂的选择，从而使得该反应体系具有良好的反应效果，可以高产率得到目的产物，满足了工业生产的需求，具有广泛的市场前景。
应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种下式(III)所示吲哚酮类化合物的合成方法，所述方法包括：室温下，向有机溶剂中依次加入下式(I)化合物、下式(II)化合物、催化剂、引发剂、碱和助剂，然后在70-90℃搅拌反应5-8小时，反应结束后经后处理，从而得到所述式(III)化合物，
其中，R1、R2各自独立地选自H或C1-C6烷基；
R3为C1-C6烷基；
Rf为C1-8全氟烷基。
2.如权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述催化剂为硝酸铈铵与三氟乙酸银的混合物，其中硝酸铈铵与三氟乙酸银的的摩尔比为1:1-2。
3.如权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于：所述引发剂为偶氮二异庚腈。
4.如权利要求1-3任一项所述的合成方法，其特征在于：所述碱为NaOH、碳酸钠、叔丁醇钾、乙醇钠、1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷(DABCO)、三异丙醇胺、四甲基乙二胺(TMEDA)、N,N'-二甲基乙二胺(DMEDA)中的任何一种，最优选为DMEDA。
5.如权利要求1-4任一项所述的合成方法，其特征在于：所述助剂为N-氟代双苯磺酰胺(NFSI)与2-碘乙基甲基醚的混合物，其中NFSI与2-碘乙基甲基醚的摩尔比为1:2。
6.如权利要求1-5任一项所述的合成方法，其特征在于：所述式(I)化合物与式(II)化合物的摩尔比为1:1.6-2。
7.如权利要求1-6任一项所述的合成方法，所述式(I)化合物与催化剂的的比为摩尔比为1:0.06-0.12。
8.如权利要求1-7任一项所述的合成方法，其特征在于：所述式(I)化合物与引发剂的摩尔比为1:1.4-1.8。
9.如权利要求1-8任一项所述的合成方法，其特征在于：所述式(I)化合物与碱的摩尔比为1:0.5-0.8。
10.如权利要求1-9任一项所述的合成方法，其特征在于：所述式(I)化合物与助剂的摩尔比为1:0.2-0.4。
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