CN106748608A - 一种三氟甲硫基取代吲哚类化合物的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三氟甲硫基取代吲哚类化合物的制备方法，所述方法以三氟甲亚磺酸钠为三氟甲硫基来源，三苯基膦为还原剂，在可见光催化剂曙红Y的作用下，取代吲哚类化合物、三氟甲亚磺酸钠、三苯基膦与N‑氯代邻苯二甲酰亚胺反应，制得三氟甲硫基取代吲哚类化合物。本发明方法简单，采用的三氟甲硫基化试剂毒性低，制备过程不需要加热，节能环保，实现了吲哚类化合物3‑位C(sp2)‑H键的直接三氟甲硫基化反应。

Description

一种三氟甲硫基取代吲哚类化合物的制备方法
技术领域
本发明属于有机合成领域，涉及一种三氟甲硫基取代吲哚类化合物的制备方法。
背景技术
亲酯性的提高有利于提高有机分子的渗透作用和吸收性，三氟甲硫基(–SCF3)具有强吸电性和极高的亲脂性，因此三氟甲硫醚类化合物在医药、农药和材料等领域有着广泛的应用前景。引入三氟甲硫基的方法包括氟卤交换的氟化法、对含硫化合物的三氟甲基化法和直接三氟甲硫基化。直接三氟甲硫基化显然是最直接、最简洁的方法，包括自由基三氟甲硫基化、亲电三氟甲硫基化和亲核三氟甲硫基化。
近十年来，三氟甲硫基化反应得到了很大的发展，开发了一系列新型的亲电三氟甲硫基化试剂，如N-三氟甲硫基邻苯二甲酰亚胺、N-三氟甲硫基苯胺、N-三氟甲硫基邻苯甲酰磺酰亚胺、三氟甲磺酰基高价碘叶立德试剂等。这些试剂比较稳定、易储存，但是需要提前制备，且制备工艺比较复杂，需要使用有毒或昂贵的氟试剂。
最近两年，一些以(CF3SO2)为单元的简单的三氟甲硫基化试剂被开发出来。文献1(Angew.Chem.Int.Ed.,2015,54,14965)报道了以三氟甲亚磺酸钠为三氟甲硫基化试剂、亚磷酸二乙酯为还原剂、CuCl为催化剂完成了对取代吲哚、吡咯、烯胺的三氟甲硫基化，反应需要110℃的高温，并需要加入过渡金属催化剂氯化亚铜。文献2(Org.Lett.,2016,18,2467)报道了以三氟甲磺酰氯为三氟甲硫基化试剂、三甲基膦为还原剂的亲电三氟甲硫基化反应，反应温度是-78℃到室温。这两种方法都使用了比较极端的温度。
因此，开发并实现温和条件下，无需加入过渡金属催化剂，利用稳定、廉价的商品化试剂进行直接三氟甲硫基化的方法具有重要意义。
发明内容
本发明目的在于提供一种三氟甲硫基取代吲哚类化合物的制备方法，该方法利用三氟甲亚磺酸钠在可见光氧化还原催化下合成三氟甲基取代吲哚类化合物。
实现本发明目的的技术方案如下：
一种三氟甲硫基取代吲哚类化合物的制备方法，反应式如下：
具体步骤为：将曙红Y、三氟甲亚磺酸钠、三苯基膦、N-氯代邻苯二甲酰亚胺混合，将式I所示的取代吲哚类化合物溶于乙腈中，氮气保护下，在混合物中加入取代吲哚类化合物溶液，可见光照射下搅拌，于20℃～60下进行光催化反应，反应结束后，旋蒸除去乙腈，柱层析纯化后得到式II所示的三氟甲基取代吲哚类化合物，所述的式I、式II中的取代基R1，R2，R3各自独立，R1选自氢、C1～C10的烷基、C1～C10的烷氧基、卤素、硝基或酯基，R2选自氢、C1～C10的烷基或苄基，R3选自氢、C1～C10的烷基或芳基。
与现有技术相比，本发明的显著优点在于：采用廉价易得、化学性质稳定、毒性低的三氟甲亚磺酸钠作为原料，方法简便，不需要加热，反应条件温和，节能环保，避免使用过渡金属催化剂，实现了吲哚类化合物3-位C(sp2)-H键的直接三氟甲硫基化反应。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详述。
实施例1：3-三氟甲硫基吲哚的制备
10mL的Schlenk管中加入曙红Y(0.01mmol)，三氟甲亚磺酸钠(0.3mmol)，三苯基膦(0.6mmol)，N-氯代邻苯二甲酰亚胺(0.3mmol)，抽真空后冲入干燥氮气(此过程重复三次)，吲哚(0.2mmol)溶于超干溶剂乙腈后所得溶液通过注射器打进Schlenk管中。室温下，将反应至于白色LED灯下照射并搅拌6小时。反应结束后，旋转蒸发出去溶剂，残留物经硅胶柱层析纯化得到产物37mg，收率85％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.45(br,1H),7.92–7.79(m,1H),7.51(d,J＝2.8Hz,1H),7.45–7.39(m,1H),7.37–7.28(m,2H).13C NMR(125MHz,CDCl3)δ136.2,133.0,129.6(q,J＝309.7Hz),129.6,123.6,121.8,119.5,111.8,95.7.19F NMR(470MHz,CDCl3)δ-44.5.MS(EI)m/z:217(M+).
实施例2：1-甲基-3-三氟甲硫基吲哚的制备
10mL的Schlenk管中加入曙红Y(0.01mmol)，三氟甲亚磺酸钠(0.3mmol)，三苯基膦(0.6mmol)，N-氯代邻苯二甲酰亚胺(0.3mmol)，抽真空后冲入干燥氮气(此过程重复三次)，1-甲基吲哚(0.2mmol)溶于超干溶剂乙腈后所得溶液通过注射器打进Schlenk管中。室温下，将反应至于白色LED灯下照射并搅拌6小时。反应结束后，旋转蒸发出去溶剂，残留物经硅胶柱层析纯化得到产物43mg，收率93％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.85(d,J＝7.6Hz,1H),7.40–7.31(m,4H),3.80(s,3H).13C NMR(125MHz,CDCl3)δ137.4,137.1,129.6(q,J＝310.4Hz),130.4,123.1,121.4,119.5,110.0,93.2,33.3.19F NMR(470MHz,CDCl3)δ-44.8.MS(EI)m/z:231(M+).
实施例3：1-苄基-3-三氟甲硫基吲哚的制备
10mL的Schlenk管中加入曙红Y(0.01mmol)，三氟甲亚磺酸钠(0.3mmol)，三苯基膦(0.6mmol)，N-氯代邻苯二甲酰亚胺(0.3mmol)，抽真空后冲入干燥氮气(此过程重复三次)，1-苄基吲哚(0.2mmol)溶于超干溶剂乙腈后所得溶液通过注射器打进Schlenk管中。室温下，将反应至于白色LED灯下照射并搅拌6小时。反应结束后，旋转蒸发出去溶剂，残留物经硅胶柱层析纯化得到产物57mg，收率93％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.85(d,J＝7.0Hz,1H),7.47(s,1H),7.36–7.28(m,6H),7.16(d,J＝6.5Hz,2H),5.34(s,2H).13C NMR(125MHz,CDCl3)δ137.0,136.5,136.2,130.6,129.4(q,J＝314.8Hz),129.1,128.3,127.1,123.3,121.6,119.7,110.6,94.2,50.8.19FNMR(470MHz,CDCl3)δ-44.7.MS(EI)m/z:307(M+).
实施例4：2-甲基-3-三氟甲硫基吲哚的制备
10mL的Schlenk管中加入曙红Y(0.01mmol)，三氟甲亚磺酸钠(0.3mmol)，三苯基膦(0.6mmol)，N-氯代邻苯二甲酰亚胺(0.3mmol)，抽真空后冲入干燥氮气(此过程重复三次)，2-甲基吲哚(0.2mmol)溶于超干溶剂乙腈后所得溶液通过注射器打进Schlenk管中。室温下，将反应至于白色LED灯下照射并搅拌6小时。反应结束后，旋转蒸发出去溶剂，残留物经硅胶柱层析纯化得到产物39mg，收率84％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.29(br,1H),7.73(d,J＝6.9Hz,1H),7.35–7.29(m,1H),7.27–7.22(m,2H),2.57(s,3H).13C NMR(125MHz,CDCl3)δ143.7,135.2,130.7,129.9(q,J＝311.0Hz),122.7,121.5,118.8,110.9,92.7,12.2.19F NMR(470MHz,CDCl3)δ-44.4.MS(EI)m/z:231(M+).
实施例5：2-苯基-3-三氟甲硫基吲哚的制备
10mL的Schlenk管中加入曙红Y(0.01mmol)，三氟甲亚磺酸钠(0.3mmol)，三苯基膦(0.6mmol)，N-氯代邻苯二甲酰亚胺(0.3mmol)，抽真空后冲入干燥氮气(此过程重复三次)，2-苯基吲哚(0.2mmol)溶于超干溶剂乙腈后所得溶液通过注射器打进Schlenk管中。室温下，将反应至于白色LED灯下照射并搅拌6小时。反应结束后，旋转蒸发出去溶剂，残留物经硅胶柱层析纯化得到产物46mg，收率78％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.56(br,1H),7.93–7.86(m,1H),7.83–7.74(m,2H),7.58–7.52(m,2H),7.52–7.47(m,1H),7.43(dt,J＝7.4,3.0Hz,1H),7.37–7.30(m,2H). 13C NMR(125MHz,CDCl3)δ144.5,135.5,131.6,130.8,129.9(q,J＝310.8Hz),129.4,129.0,128.9,123.8,122.0,119.9,111.4,92.6.19F NMR(470MHz,CDCl3)δ-43.4.MS(EI)m/z:293(M+).
实施例6：4-甲基-3-三氟甲硫基吲哚的制备
10mL的Schlenk管中加入曙红Y(0.01mmol)，三氟甲亚磺酸钠(0.3mmol)，三苯基膦(0.6mmol)，N-氯代邻苯二甲酰亚胺(0.3mmol)，抽真空后冲入干燥氮气(此过程重复三次)，4-甲基吲哚(0.2mmol)溶于超干溶剂乙腈后所得溶液通过注射器打进Schlenk管中。室温下，将反应至于白色LED灯下照射并搅拌6小时。反应结束后，旋转蒸发出去溶剂，残留物经硅胶柱层析纯化得到产物38mg，收率82％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.47(br,1H),7.50(d,J＝2.8Hz,1H),7.26(d,J＝8.1Hz,1H),7.20(t,J＝7.6Hz,1H),7.03(d,J＝7.1Hz,1H),2.88(s,3H).13C NMR(125MHz,CDCl3)δ136.5,134.2,131.8,129.3(q,J＝309.3Hz),126.9,123.6,109.9,95.2,19.5.19F NMR(470MHz,CDCl3)δ-45.8.MS(EI)m/z:231(M+).
实施例7：5-甲基-3-三氟甲硫基吲哚的制备
10mL的Schlenk管中加入曙红Y(0.01mmol)，三氟甲亚磺酸钠(0.3mmol)，三苯基膦(0.6mmol)，N-氯代邻苯二甲酰亚胺(0.3mmol)，抽真空后冲入干燥氮气(此过程重复三次)，5-甲基吲哚(0.2mmol)溶于超干溶剂乙腈后所得溶液通过注射器打进Schlenk管中。室温下，将反应至于白色LED灯下照射并搅拌6小时。反应结束后，旋转蒸发出去溶剂，残留物经硅胶柱层析纯化得到产物42mg，收率91％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.39(br,1H),7.62(s,1H),7.47(d,J＝2.8Hz,1H),7.31(d,J＝8.3Hz,1H),7.15(dd,J＝8.3,1.2Hz,1H),2.53(s,3H).13C NMR(125MHz,CDCl3)δ134.5,133.0,131.4,129.8,129.6(q,J＝310.2Hz),125.2,119.0,111.5,95.0,21.7.19FNMR(470MHz,CDCl3)δ-44.6.MS(EI)m/z:231(M+).
实施例8：5-甲氧基-3-三氟甲硫基吲哚的制备
10mL的Schlenk管中加入曙红Y(0.01mmol)，三氟甲亚磺酸钠(0.3mmol)，三苯基膦(0.6mmol)，N-氯代邻苯二甲酰亚胺(0.3mmol)，抽真空后冲入干燥氮气(此过程重复三次)，5-甲氧基吲哚(0.2mmol)溶于超干溶剂乙腈后所得溶液通过注射器打进Schlenk管中。室温下，将反应至于白色LED灯下照射并搅拌6小时。反应结束后，旋转蒸发出去溶剂，残留物经硅胶柱层析纯化得到产物46mg，收率93％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.52(br,1H),7.49(d,J＝2.8Hz,1H),7.30(d,J＝8.8Hz,1H),7.24(d,J＝2.4Hz,1H),6.95(dd,J＝8.8,2.4Hz,1H),3.91(s,3H).13C NMR(125MHz,CDCl3)δ155.7,133.4,131.1,130.4,129.6(q,J＝310.2Hz),114.1,112.7,100.7,95.1,56.0.19F NMR(470MHz,CDCl3)δ-44.6.MS(EI)m/z:247(M+).
实施例9：5-溴-3-三氟甲硫基吲哚的制备
10mL的Schlenk管中加入曙红Y(0.01mmol)，三氟甲亚磺酸钠(0.3mmol)，三苯基膦(0.6mmol)，N-氯代邻苯二甲酰亚胺(0.3mmol)，抽真空后冲入干燥氮气(此过程重复三次)，5-溴吲哚(0.2mmol)溶于超干溶剂乙腈后所得溶液通过注射器打进Schlenk管中。室温下，将反应至于白色LED灯下照射并搅拌6小时。反应结束后，旋转蒸发出去溶剂，残留物经硅胶柱层析纯化得到产物46mg，收率78％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.59(br,1H),7.99–7.89(m,1H),7.54(d,J＝2.8Hz,1H),7.38(dd,J＝8.7,1.9Hz,1H),7.29(d,J＝8.6Hz,1H).13C NMR(126MHz,CDCl3)δ134.8,133.9,131.3,129.3(q,J＝310.2Hz),126.7,122.2,115.4,113.3,95.6.19F NMR(470MHz,CDCl3)δ-44.5.MS(EI)m/z:295(M+).
实施例10：5-碘-3-三氟甲硫基吲哚的制备
10mL的Schlenk管中加入曙红Y(0.01mmol)，三氟甲亚磺酸钠(0.3mmol)，三苯基膦(0.6mmol)，N-氯代邻苯二甲酰亚胺(0.3mmol)，抽真空后冲入干燥氮气(此过程重复三次)，5-碘吲哚(0.2mmol)溶于超干溶剂乙腈后所得溶液通过注射器打进Schlenk管中。室温下，将反应至于白色LED灯下照射并搅拌6小时。反应结束后，旋转蒸发出去溶剂，残留物经硅胶柱层析纯化得到产物51mg，收率74％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.59(br,1H),8.13(s,1H),7.55(dd,J＝8.5,1.4Hz,1H),7.52–7.47(m,1H),7.23–7.17(m,1H).13C NMR(126MHz,CDCl3)δ135.3,133.5,132.1,132.0,129.3(q,J＝309.5Hz),128.4,113.7,95.2,85.6.19F NMR(470MHz,CDCl3)δ-44.4. MS(EI)m/z:343(M+).
实施例11：5-硝基-3-三氟甲硫基吲哚的制备
10mL的Schlenk管中加入曙红Y(0.01mmol)，三氟甲亚磺酸钠(0.3mmol)，三苯基膦(0.6mmol)，N-氯代邻苯二甲酰亚胺(0.3mmol)，抽真空后冲入干燥氮气(此过程重复三次)，5-硝基吲哚(0.2mmol)溶于超干溶剂乙腈后所得溶液通过注射器打进Schlenk管中。室温下，将反应至于白色LED灯下照射并搅拌6小时。反应结束后，旋转蒸发出去溶剂，残留物经硅胶柱层析纯化得到产物34mg，收率65％。
1H NMR(500MHz,CD3OD)δ8.56(d,J＝2.2Hz,1H),8.12(dd,J＝9.0,2.2Hz,1H),7.90(s,1H),7.59(d,J＝9.0Hz,1H).13C NMR(125MHz,CD3OD)δ142.9,139.9,137.6,129.4(q,J＝309.4Hz),129.0,117.8,115.0,112.5,95.9.19F NMR(470MHz,CD3OD)δ-46.6.MS(EI)m/z:262(M+).
实施例12：6-氟-3-三氟甲硫基吲哚的制备
10mL的Schlenk管中加入曙红Y(0.01mmol)，三氟甲亚磺酸钠(0.3mmol)，三苯基膦(0.6mmol)，N-氯代邻苯二甲酰亚胺(0.3mmol)，抽真空后冲入干燥氮气(此过程重复三次)，6-氟吲哚(0.2mmol)溶于超干溶剂乙腈后所得溶液通过注射器打进Schlenk管中。室温下，将反应至于白色LED灯下照射并搅拌6小时。反应结束后，旋转蒸发出去溶剂，残留物经硅胶柱层析纯化得到产物39mg，收率83％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.54(br,1H),7.72(dd,J＝8.8,5.2Hz,1H),7.52(d,J＝2.7Hz,1H),7.11(dd,J＝9.2,2.3Hz,1H),7.05(ddd,J＝9.5,8.8,2.2Hz,1H).13C NMR(125MHz,CDCl3)δ160.7(d,J＝239.8Hz),136.1(d,J＝12.3Hz),133.2,129.5(q,J＝309.8Hz),126.0,120.5(d,J＝10.2Hz),110.7(d,J＝24.9Hz),98.2(d,J＝26.8Hz),96.1.19F NMR(470MHz,CDCl3)δ-44.5,-119.1.MS(EI)m/z:235(M+).
实施例13：7-甲基-3-三氟甲硫基吲哚的制备
10mL的Schlenk管中加入曙红Y(0.01mmol)，三氟甲亚磺酸钠(0.3mmol)，三苯基膦(0.6mmol)，N-氯代邻苯二甲酰亚胺(0.3mmol)，抽真空后冲入干燥氮气(此过程重复三次)，7-甲基吲哚(0.2mmol)溶于超干溶剂乙腈后所得溶液通过注射器打进Schlenk管中。室温下，将反应至于白色LED灯下照射并搅拌6小时。反应结束后，旋转蒸发出去溶剂，残留物经硅胶柱层析纯化得到产物40mg，收率87％。
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.44(br,1H),7.69(d,J＝8.0Hz,1H),7.52(t,J＝2.2Hz,1H),7.23(t,J＝7.6Hz,1H),7.12(d,J＝7.1Hz,1H),2.51(s,3H).13C NMR(125MHz,CDCl3)δ135.8,132.6,129.6(q,J＝309.7Hz),129.2,124.1,121.9,121.0,117.2,96.1,16.4. 19FNMR(470MHz,CDCl3)δ-44.5.MS(EI)m/z:231(M+).
实施例14：3-三氟甲硫基吲哚-7-甲酰甲酯的制备
10mL的Schlenk管中加入曙红Y(0.01mmol)，三氟甲亚磺酸钠(0.3mmol)，三苯基膦(0.6mmol)，N-氯代邻苯二甲酰亚胺(0.3mmol)，抽真空后冲入干燥氮气(此过程重复三次)，7-甲基吲哚(0.2mmol)溶于超干溶剂乙腈后所得溶液通过注射器打进Schlenk管中。室温下，将反应至于白色LED灯下照射并搅拌6小时。反应结束后，旋转蒸发出去溶剂，残留物经硅胶柱层析纯化得到产物33mg，收率60％。
1H NMR(500MHz,CD3OD)δ7.88(q,J＝7.2Hz,2H),7.71(s,1H),7.23(t,J＝7.5Hz,1H),3.96(s,3H).13C NMR(125MHz,CD3OD)δ166.9,135.4,135.1,130.8,129.6(q,J＝309.1Hz),125.3,124.0,120.3,113.8,94.0,51.2.19F NMR(470MHz,CD3OD)δ-46.7.MS(EI)m/z:275(M+)。

Claims (1)

1.一种三氟甲硫基取代吲哚类化合物的制备方法，其特征在于，反应式如下：
具体步骤为：将曙红Y、三氟甲亚磺酸钠、三苯基膦、N-氯代邻苯二甲酰亚胺混合，将式I所示的取代吲哚类化合物溶于乙腈中，氮气保护下，在混合物中加入取代吲哚类化合物溶液，可见光照射下搅拌，于20℃～60下进行光催化反应，反应结束后，旋蒸除去乙腈，柱层析纯化后得到式II所示的三氟甲基取代吲哚类化合物，所述的式I、式II中的取代基R1，R2，R3各自独立，R1选自氢、C1～C10的烷基、C1～C10的烷氧基、卤素、硝基或酯基，R2选自氢、C1～C10的烷基或苄基，R3选自氢、C1～C10的烷基或芳基。
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