CN107118145A - 一种钯‑有机亚硝酸盐共同催化的环化合成吲哚的方法 - Google Patents

一种钯‑有机亚硝酸盐共同催化的环化合成吲哚的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种钯‑有机亚硝酸盐共同催化的环化合成吲哚的方法,特征是在氧气氛中按钯化合物与含取代基的2‑乙烯基苯胺类化合物摩尔比为7.5:100,有机亚硝酸盐与含取代基的2‑乙烯基苯胺类化合物摩尔比为20:100,混合后在溶剂中于70℃反应7‑24h,以石油醚/乙醚按体积比200~50:1混合作为洗脱剂柱层析分离得到目标产物。由于采取有机亚硝酸盐作为助催化剂,避免了使用Cu2+或苯醌作为协同催化剂,催化体系使用氧气氧化,绿色经济环保。本发明通过提前在2‑乙烯基苯胺的芳环上引入Cl‑取代基,高效合成对应Cl‑取代的吲哚后可通过偶联反应实现吲哚不同位置的官能团化,避免了在吲哚N上引入导向基团以及区域选择性的调控,操作简单,为吲哚的官能团化提供了一种新方法。

Description

一种钯-有机亚硝酸盐共同催化的环化合成吲哚的方法
技术领域
本发明属于催化2-胺基苯乙烯合成吲哚化合物技术领域,具体涉及2-胺基苯乙烯反马氏Wacker氧化成吲哚的方法。
背景技术
合成吲哚的反应在化工和有机药物合成等领域应用十分广泛,吲哚合成的传统方法是埃米尔·费歇尔(Emil Fischer)吲哚合成法,但反应需要在强酸或者加热到180-250℃条件下发生。近年来发展使用过渡金属作为催化剂使2-胺基苯乙烯C-H键直接氧化成吲哚,但反应需要加入额外的当量的苯醌或二价铜作为助氧化剂,N,N-二甲基甲酰胺或二甲亚砜作为溶剂。虽然非金属催化剂在这一领域也得到一定的发展,但是必须使用当量的2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌或亚碘酰苯作为氧化剂,这限制了它的发展。至今,在使用金属和非金属作为催化剂,氧气条件下氧化2-胺基苯乙烯成吲哚时底物范围要么针对2-胺基苯乙烯类,要么针对苯乙烯基苯胺类的底物,从而限制了底物的适用范围。对于吲哚的C4-,C5-,C6-,C7-官能团化通常在吲哚的C3-位或者N上引入导向基团,但反应存在一定区域选择性。至今,吲哚的合成以及吲哚的官能团化反应仍然需要发展更好的方法。
《美国化学会志》(J.Am.Chem.Soc.1976,98,2674-2676.)报道的一种钯催化的分子内烯烃胺化合成吲哚的方法,使用当量的Pd(CH3CN)2Cl2作为催化剂,四氢呋喃作为溶剂,在回流条件下氧化取代的烯丙基苯胺,得到2-甲基吲哚。该方法使用当量的Pd(CH3CN)2Cl2作为氧化剂从而导致过渡金属的浪费问题,且底物范围较窄。
《有机化学》(J.Org.Chem.1984,49,2657-2662.)报道了一种钯催化的分子内烯烃胺化合成含氮杂环化合物的方法,通过加入催化量的Pd(CH3CN)2Cl2和当量的苯醌(BQ,CAS:106-51-4)或Cu2+作为助氧化剂来实现分子内胺化合成2-甲基吲哚,该方法尽管实现了催化量的Pd(CH3CN)2Cl2合成吲哚,但是反应使用了当量的苯醌从而会导致氧化体系较复杂,副反应较多的问题。
《德国应用化学》(Angew.Chem.,Int.Ed.2012,51,9562-9566.)报道了一种可见光介导的Ru催化的由芳基取代的苯乙烯基苯胺类化合物合成芳基取代的吲哚的方法,是用4mol%的[Ru(bpz)3](PF6)2作为催化剂,乙腈作为溶剂,加入硅胶,空气条件下,在室温条件下18W可见光照射来实现由芳基取代的苯乙烯基苯胺类化合物合成芳基取代的吲哚,反应2-18小时后,得到芳基取代的吲哚,收率为52%-83%。该方法尽管反应条件较为温和,但是反应底物只适用与芳基取代的吲哚的合成。
德国《合成快报》(Synlett 2015,26,335-339.)报道了一种铜催化的氧气作为氧化剂,2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO,CAS:2564-83-2)作为助催化剂的芳基或磺酰基保护的邻氨基苯乙烯类化合物合成吲哚的方法,是用15mol%Cu(eh)2作为催化剂,20mol%2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO,CAS:2564-83-2)作为助氧化剂,甲苯作为溶剂,氧气作为氧化剂,在120℃条件下氧化芳基或磺酰基保护的邻氨基苯乙烯类化合物,反应24小时后,得到芳基或磺酰基保护的吲哚。该方法虽然采用TEMPO作为协同氧化剂,但是反应底物较为局限且收率较低。
《德国应用化学》(Angew.Chem.,Int.Ed.2014,53,7349-7353.)报道了一种基于修饰的Koser试剂合成吲哚的方法,是用1.1当量的PhIO作为氧化剂,加入1.1当量的2,4,5-三异丙基苯磺酸(TIPBSA),CHCl3作为溶剂,在室温条件下氧化邻胺基苯乙烯化合物,反应0.5-4小时后得到氮上保护的吲哚。该方法适用于不同氮上保护基团保护的吲哚合成,且保护基较易脱除,但反应收率总体偏低,底物范围只报道了C2-,C3-位未有取代基的吲哚的合成。
美国《有机快报》(Org.Lett.2014,16,3720-3723.)报道了一种基于非金属催化的C-H胺化合成吲哚的方法,是用2当量的2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4苯醌(DDQ,CAS:84-58-2)作为氧化剂,CH3CCl3作为溶剂,在120℃条件下对甲苯磺酰基保护的苯乙烯基苯胺,反应0.5-24小时后得到芳基取代的吲哚。该方法底物适用于不同芳基取代的吲哚的合成,且产物收率较高,但反应底物只报道了对甲苯磺酰基保护的苯乙烯基苯胺,且反应需要加入两当量的2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4苯醌(DDQ,CAS:84-58-2)作为氧化剂。
美国《有机快报》(Org.Lett.2015,17,2748-2751.)报道了一种基于硒催化的烯烃的氧化C(sp2)-H胺化合成(杂)吲哚的方法,是用2.5mol%(PhSe)2作为催化剂,加入1.05当量N-氟代双苯磺酰胺(NFSI,CAS:133745-75-2)分子筛,甲苯作为溶剂,在100℃条件下氧化乙烯基苯胺或乙烯基胺基吡啶,反应16小时后得到C2-位取代的(杂)吲哚。该方法对于合成C2-位取代基的吲哚有较好的收率,但对于C2-,C3-位未有取代基的吲哚的合成则未见相关报道。
《德国应用化学》(Angew.Chem.,Int.Ed.2017,56,3966-3971.)报道了一种在吲哚的3-位引入三甲基乙酰基作为导向基团实现吲哚C4-,C5-位官能团化的方法,是用5mol%Pd(PPh3)2Cl2作为催化剂,加入2当量的芳基碘,1.2当量的Ag2O,1当量的1,8-二氮二环[5.4.0]-7-十一烯(DBU,CAS:6674-22-2),分子筛,1mL六氟异丙醇(HFIP,CAS:920-66-1)作为溶剂,80℃条件下反应12h实现吲哚的C4-位官能团化,或在加入10mol%噻吩-2-甲酸酮(CuTc,CAS:1292766-17-6)作为催化剂,加入1当量的2,6-二叔丁基吡啶(dtpby,CAS:585-48-8),1.4当量的Ph2IOTf或ArMesIOTf,1mL二氯甲烷作为溶剂,40℃条件下反应12h实现吲哚的C5-位官能团化。该方法对于吲哚的C4-,C5-位官能团化具有中等的收率,但反应存在一定的区域选择性,且C3-位导向基团三甲基乙酰基需要在乙二醇作为溶剂在回流条件下才能脱除,反应条件较为剧烈。
可见现有技术大多底物适用范围较窄,官能团化存在区域选择性,不能够较好的实现官能团化吲哚的合成。
发明内容
本发明的目的是提出一种钯-有机亚硝酸盐共同催化的环化合成吲哚的方法,以克服现有技术的上述缺陷。
本发明钯-有机亚硝酸盐共同催化的环化合成吲哚的方法,其特征在于:在氧气氛围中,按钯化合物与含取代基的2-乙烯基苯胺类化合物摩尔比为7.5:100,有机亚硝酸盐与含取代基的2-乙烯基苯胺类化合物摩尔比为20:100,混合后,在溶剂中于70℃反应7-24h,以石油醚/乙醚按体积比200~50:1混合作为洗脱剂柱层析分离,即得到目标产物。
所述钯化合物选自二苯甲腈二氯化钯、二苯乙腈二氯化钯、醋酸钯、四三苯基膦钯或氯化钯。
所述有机亚硝酸盐选自亚硝酸叔丁酯、亚硝酸正丁酯或亚硝酸异戊酯。
所述含取代基的2-乙烯基苯胺类化合物选自N-(4-甲苯磺酰)基-2-乙烯基苯胺、N-甲酸甲酯-2-乙烯基苯胺、N-碳酸叔丁酯-2-乙烯基苯胺、N-甲酸苄酯-2-乙烯基苯胺、N-甲酸甲酯-2-乙烯基-3-氯-苯胺、N-甲酸甲酯-2-乙烯基-4-氯苯胺、N-甲酸甲酯-2-乙烯基-5-氯苯胺、N-甲酸甲酯-2-乙烯基-6-氯苯胺、N-甲酸甲酯-2-乙烯基-5,6-二甲氧基苯胺、N-甲酸甲酯-2-乙烯基-5,6-亚甲基二氧苯胺、(E)-N-甲酸甲酯-2-苯乙烯基-4-甲基苯胺、(E)-N-甲酸甲酯-2-苯乙烯基-5,6-亚甲基二氧苯胺、(E)-N-(4-甲苯磺酰)基-2-(4-氟苯乙烯)基苯胺、(E)-N-甲酸甲酯-2-(1-丙烯)基-4-甲氧基苯胺、(Z)-N-甲酸甲酯-2-(1-丙烯)基-4-甲氧基苯胺、(E)-N-甲酸甲酯-2-(4-甲氧基苯乙烯)基-4-甲氧基苯胺或(E)-N-甲酸甲酯-2-(1-十三烯)基苯胺。
所述溶剂选自叔丁醇、乙醇、异丙醇、1,4-二氧六环、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、正辛烷或四氢呋喃。
由于本发明是在氧气氛围中采取了钯化合物和有机亚硝酸盐作为协同催化体系,与之前采用加入当量的钯或者加入催化量的钯和Cu2+/苯醌(BQ,CAS:106-51-4)作为协同催化剂相比,避免了Cu2+/苯醌(BQ,CAS:106-51-4)的加入。与现有埃米尔·费歇尔(EmilFischer)吲哚合成法技术相比本发明方法反应条件温和,避免了反应体系需要较高的温度进行。由于本发明通过提前在2-乙烯基苯胺的芳环上引入Cl-取代基,高效合成对应Cl-取代的吲哚后可通过偶联反应实现吲哚不同位置的官能团化,避免了在吲哚N上或者在吲哚C3-位上导向基团以及选择性的调控,操作简单;反应后用石油醚/乙酸乙酯按体积比200~50:1作为洗脱剂,快速柱层析分离得到目标产物。由于本发明中的催化体系使用氧气氧化,绿色经济环保。不同于以往氧化环化合成吲哚的催化体系不能够同时适用于C2-位有取代基或者没有取代基的合成,本发明对于合成C2-位有取代基或者没有取代基的吲哚均能够以较好的收率实现,且吲哚N上保护基较易脱除,避免了N上固定的保护基。采取本发明的方法可以经过几步转化高效合成合成吲哚美辛和具有一定抗乳腺癌活性的2-(4-甲氧基苯基)-3-甲酰基-5-甲氧基吲哚。
具体实施方式
实施例1:
N-(4-甲苯磺酰基)吲哚的合成
在25mL的Schlenk反应管中加入Pd(PhCN)2Cl2(0.025mmol),抽真空干燥15分钟后,置换氧气三次,在氧气氛围中,加入2mL叔丁醇,亚硝酸叔丁酯(0.05mmol),N-(4-甲苯磺酰)基-2-乙烯基苯胺(0.25mmol),70℃反应7h。反应完成后,将得到的产物快速柱层析分离,洗脱剂为石油醚/乙醚(v:v=200:1),柱层析得N-(4-甲苯磺酰基)吲哚。产物收率74%,黄色液体;1HNMR(400MHz,CDCl3)δppm:8.00-7.97(m,1H),7.77-7.74(m,2H),7.56(d,J=3.6Hz,1H),7.52(d,J=8.0Hz,1H),7.32-7.28(m,1H),7.24-7.20(m,3H),6.65(dd,J=3.6,0.8Hz,1H),2.33(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ145.3,135.6,135.1,131.1,130.2,127.1,126.7,124.9,123.6,121.7,113.9,109.4,21.9.HRMS(ESI)calcd for C15H14NO2S[M+H]+272.0745,found 272.0743.
实施例2:
N-甲酸甲酯吲哚的合成
在25mL的Schlenk反应管中加入Pd(PhCN)2Cl2(0.025mmol),抽真空干燥15分钟后,置换氧气三次,在氧气氛围中,加入2mL叔丁醇,亚硝酸叔丁酯(0.05mmol),N-甲酸甲酯-2-乙烯基苯胺(0.25mmol),70℃反应24h。反应完成后,将得到的产物快速柱层析分离,洗脱剂为石油醚/乙醚(v:v=200:1),柱层析得N-甲酸甲酯吲哚。收率56%,黄色液体;1HNMR(400MHz,CDCl3)δppm:8.19(d,J=8.0Hz,1H),7.61(s,1H),7.57(d,J=7.6Hz,1H),7.34(t,J=7.6Hz,1H),7.27-7.23(m,1H),6.60(d,J=2.8Hz,1H),4.05(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ152.0,135.5,130.8,125.8,124.8,123.3,121.3,115.4,108.5,54.1.
实施例3:
N-碳酸叔丁酯吲哚的合成
在25mL的Schlenk反应管中加入Pd(PhCN)2Cl2(0.025mmol),抽真空干燥15分钟后,置换氧气三次,在氧气氛围中,加入2mL叔丁醇,亚硝酸叔丁酯(0.05mmol),N-碳酸叔丁酯-2-乙烯基苯胺(0.25mmol),70℃反应14h。反应完成后,将得到的产物快速快速柱层析分离,洗脱剂为石油醚/乙醚(v:v=200:1),柱层析得N-碳酸叔丁酯吲哚。收率50%。黄色液体;1HNMR(400MHz,CDCl3)δppm:8.14(d,J=7.6Hz,1H),7.59(s,1H),7.56(d,J=8.0Hz,1H),7.31(t,J=7.6Hz,1H),7.22(t,J=7.6Hz,1H),6.56(d,J=2.4Hz,1H),1.67(s,9H),13C NMR(100MHz,CDCl3)δ150.1,135.5,130.9,126.2,124.5,122.9,121.2,115.5,107.6,83.9,28.5.
实施例4:
N-甲酸苄酯吲哚的合成
在25mL的Schlenk反应管中加入Pd(PhCN)2Cl2(0.025mmol),抽真空干燥15分钟后,置换氧气三次,在氧气氛围中,加入2mL叔丁醇,亚硝酸叔丁酯(0.05mmol),N-甲酸苄酯-2-乙烯基苯胺(0.25mmol),70℃反应16h。反应完成后,将得到的产物快速快速柱层析分离,洗脱剂为石油醚/乙醚(v:v=200:1),柱层析得N-甲酸苄酯吲哚。收率40%,无色液体;1HNMR(400MHz,CDCl3)δppm:8.20(s,1H),7.62(d,J=2.0Hz,1H),7.55(d,J=7.6Hz,1H),7.48(d,J=7.2Hz,2H),7.42-7.37(m,3H),7.31(t,J=7.8Hz,1H),7.25-7.22(m,1H),6.58(d,J=3.6Hz,1H),5.44(s,2H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ151.2,135.6,135.4,130.8,129.1,129.0,128.8,125.8,124.9,123.4,121.3,115.5,108.5,69.0.
实施例5:
N-甲酸甲酯-4-氯吲哚的合成
在25mL的Schlenk反应管中加入Pd(PhCN)2Cl2(0.025mmol),抽真空干燥15分钟后,置换氧气三次,在氧气氛围中,加入2mL叔丁醇,亚硝酸叔丁酯(0.05mmol),N-甲酸甲酯-2-乙烯基-3-氯苯胺(0.25mmol),70℃反应16h。反应完成后,将得到的产物快速柱层析分离,洗脱剂为石油醚/乙醚(v:v=200:1),柱层析得N-甲酸甲酯-4-氯吲哚。收率73%,黄色液体;1HNMR(400MHz,CDCl3)δppm:8.08(s,1H),7.63(d,J=3.2Hz,1H),7.25(d,J=4.8Hz,2H),6.72(d,J=3.6Hz,1H),4.05(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ151.6,136.2,129.5,126.5,126.4,125.5,123.1,114.0,106.6,54.4.HRMS(ESI)calcd for C10H8ClNO2Na[M+Na]+232.0136,found 232.0135.
实施例6:
N-甲酸甲酯-5-氯吲哚的合成
在25mL的Schlenk反应管中加入Pd(PhCN)2Cl2(0.025mmol),抽真空干燥15分钟后,置换氧气三次,在氧气氛围中,加入2mL叔丁醇,亚硝酸叔丁酯(0.05mmol),N-甲酸甲酯-2-乙烯基-4-氯苯胺(0.25mmol),70℃反应12h。反应完成后,将得到的产物快速柱层析分离,洗脱剂为石油醚/乙醚(v:v=200:1),柱层析得N-甲酸甲酯-5-氯吲哚。收率81%,白色固体;1HNMR(400MHz,CDCl3)δ8.09(d,J=8.0Hz,1H),7.60(d,J=2.8Hz,1H),7.52(s,1H),7.27(d,J=9.2Hz,1H),6.53(d,J=3.6Hz,1H),4.03(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ151.5,133.9,131.9,129.0,127.1,125.0,120.9,116.4,107.8,54.3.
实施例7:
N-甲酸甲酯-6-氯吲哚的合成
在25mL的Schlenk反应管中加入Pd(PhCN)2Cl2(0.025mmol),抽真空干燥15分钟后,置换氧气三次,在氧气氛围中,加入2mL叔丁醇,亚硝酸叔丁酯(0.05mmol),N-甲酸甲酯-2-乙烯基-5-氯苯胺(0.25mmol),70℃反应20h。反应完成后,将得到的产物快速柱层析分离,洗脱剂为石油醚/乙醚(v:v=200:1),柱层析得N-甲酸甲酯-6-氯吲哚。收率73%,黄色液体;1HNMR(400MHz,CDCl3)δppm:8.19(br s,1H),7.58(d,J=2.8Hz,1H),7.46(d,J=8.0Hz,1H),7.22(d,J=8.4Hz,1H),6.56(d,J=4.0Hz,1H),4.05(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ151.5,135.8,130.8,129.2,126.4,123.9,122.0,115.7,108.2,54.4.HRMS(ESI)calcd forC10H8ClNO2Na[M+Na]+232.0136,found 232.0138.
实施例8:
N-甲酸甲酯-7-氯吲哚的合成
在25mL的Schlenk反应管中加入Pd(PhCN)2Cl2(0.025mmol),抽真空干燥15分钟后,置换氧气三次,在氧气氛围中,加入2mL叔丁醇,亚硝酸叔丁酯(0.05mmol),N-甲酸甲酯-2-乙烯基-6-氯苯胺(0.25mmol),70℃反应15h。反应完成后,将得到的产物快速柱层析分离,洗脱剂为石油醚/乙醚(v:v=200:1),柱层析得N-甲酸甲酯-7-氯吲哚。收率66%,黄色液体;1HNMR(400MHz,CDCl3)δppm:7.58(d,J=3.6Hz,1H),7.47(dd,J=8.0,0.8Hz,1H),7.34(d,J=7.2Hz,1H),7.18(t,J=8.0Hz,1H),6.60(d,J=4.0Hz,1H),4.03(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ151.2,134.5,132.3,129.2,127.2,124.4,120.9,120.1,108.1,54.5.HRMS(ESI)calcd for C10H8ClNO2Na[M+Na]+232.0136,found232.0139.
实施例9:
N-甲酸甲酯-6,7-二甲氧基吲哚的合成
在25mL的Schlenk反应管中加入Pd(PhCN)2Cl2(0.025mmol),抽真空干燥15分钟后,置换氧气三次,在氧气氛围中,加入2mL叔丁醇,亚硝酸叔丁酯(0.05mmol),N-甲酸甲酯-2-乙烯基-5,6-二甲氧基苯胺(0.25mmol),70℃反应20h。反应完成后,将得到的产物快速柱层析分离,洗脱剂为石油醚/乙醚(v:v=200:1~50:1),柱层析得N-甲酸甲酯-6,7-二甲氧基吲哚。收率63%,黄色油;1HNMR(400MHz,CDCl3)δppm:7.50(d,J=3.6Hz,1H),7.22(d,J=8.4Hz,1H),6.95(d,J=8.4Hz,1H),6.49(d,J=3.6Hz,1H),4.01(s,3H),3.96(s,3H),3.93(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ151.7,151.5,138.2,129.1,128.0,127.8,116.2,111.0,108.0,61.6,57.6,54.4.HRMS(ESI)calcd for C12H13NO4Na[M+Na]+258.0742,found258.0744.
实施例10:
N-甲酸甲酯-6,7-亚甲基二氧吲哚的合成
在25mL的Schlenk反应管中加入Pd(PhCN)2Cl2(0.025mmol),抽真空干燥15分钟后,置换氧气三次,在氧气氛围中,加入2mL叔丁醇,亚硝酸叔丁酯(0.05mmol),N-甲酸甲酯-2-乙烯基-5,6-亚甲基二氧苯胺(0.25mmol),70℃反应17h。反应完成后,将得到的产物快速柱层析分离,洗脱剂为石油醚/乙醚(v:v=200:1~20:1),柱层析得N-甲酸甲酯-6,7-亚甲基二氧吲哚。收率65%,无色液体;1HNMR(400MHz,CDCl3)δppm:7.44(d,J=4.0Hz,1H),7.03(d,J=8.0Hz,1H),6.87(d,J=8.4Hz,1H),6.52(d,J=3.6Hz,1H),6.05(s,2H),4.01(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ151.1,146.3,133.9,128.5,125.5,119.3,114.1,109.3,106.2,101.0,54.4.HRMS(ESI)calcd for C11H9NO4Na[M+Na]+242.0429,found 242.0434.
实施例11:
N-甲酸甲酯-2-苯基-5-甲基吲哚的合成
在25mL的Schlenk反应管中加入Pd(PhCN)2Cl2(0.025mmol),抽真空干燥15分钟后,置换氧气三次,在氧气氛围中,加入2mL叔丁醇,亚硝酸叔丁酯(0.05mmol),(E)-N-甲酸甲酯-2-苯乙烯基-4-甲基苯胺(0.25mmol),70℃反应23h。反应完成后,将得到的产物快速柱层析分离,洗脱剂为石油醚/乙醚(v:v=200:1),柱层析得N-甲酸甲酯-2-苯基-5-甲基吲哚。收率90%.白色固体;1HNMR(400MHz,CDCl3)δppm:8.02(d,J=8.8Hz,1H),7.43-7.35(m,6H),7.15(d,J=7.6Hz,1H),6.53(s,1H),3.80(s,3H),2.45(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ152.6,140.9,135.6,134.5,133.1,130.0,129.0,128.1,128.0,126.2,120.8,115.5,111.0,53.6,21.6.HRMS(ESI)calcd for C17H15NO2Na[M+Na]+288.1000,found 288.0998.
实施例12:
N-甲酸甲酯-2-苯基-6,7-亚甲基二氧吲哚的合成
在25mL的Schlenk反应管中加入Pd(PhCN)2Cl2(0.025mmol),抽真空干燥15分钟后,置换氧气三次,在氧气氛围中,加入2mL叔丁醇,亚硝酸叔丁酯(0.05mmol),(E)-N-甲酸甲酯-2-苯乙烯基-5,6-亚甲基二氧苯胺(0.25mmol),70℃反应17h。反应完成后,将得到的产物快速柱层析分离,洗脱剂为石油醚/乙醚(v:v=200:1~20:1),柱层析得N-甲酸甲酯-2-苯基-6,7-亚甲基二氧吲哚。收率63%,黄色液体;1HNMR(400MHz,CDCl3)δppm:7.44-7.34(m,5H),7.04(d,J=8.4Hz,1H),6.89(d,J=8.4Hz,1H),6.54(s,1H),6.05(s,2H),3.78(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ152.1,146.3,140.4,133.9,133.8,128.9,128.2,128.1,127.3,121.5,113.8,111.5,106.3,101.0,54.0.HRMS(ESI)calcd for C17H13NO4Na[M+Na]+318.0742,found 318.0746.
实施例13:
N-(4-甲苯磺酰基)-2-(4-氟苯基)吲哚的合成
在25mL的Schlenk反应管中加入Pd(PhCN)2Cl2(0.025mmol),抽真空干燥15分钟后,置换氧气三次,在氧气氛围中,加入2mL叔丁醇,亚硝酸叔丁酯(0.05mmol),(E)-N-(4-甲苯磺酰)基-2-(4-氟苯乙烯)基苯胺(0.25mmol),70℃反应18h。反应完成后,将得到的产物快速柱层析分离,洗脱剂为石油醚/乙醚(v:v=200:1),柱层析得N-甲酸甲酯2-苯基-6,7-亚甲基二氧吲哚。收率78%,白色固体;1HNMR(400MHz,CDCl3)δppm:8.31(d,J=8.0Hz,1H),7.47-7.44(m,3H),7.36(t,J=7.4Hz,1H),7.29-7.24(m,3H),7.11(t,J=8.6Hz,2H),7.05(d,J=8.4Hz,2H),6.52(s,1H),2.29(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ163.3(d,J=246.5Hz),145.0,141.2,138.5,134.9,132.4(d,J=8.8Hz),130.7,129.6,128.7(d,J=4.1Hz),127.0,125.2,124.7,121.0,116.9,114.9(d,J=22.4Hz),114.0,21.8.19F(376MHz,CDCl3)δ-112.6.
实施例14:
N-甲酸甲酯-2-甲基-5-甲氧基吲哚的合成
在25mL的Schlenk反应管中加入Pd(PhCN)2Cl2(0.025mmol),抽真空干燥15分钟后,置换氧气三次,在氧气氛围中,加入2mL叔丁醇,亚硝酸叔丁酯(0.05mmol),(E)-N-甲酸甲酯-2-(1-丙烯)基-4-甲氧基苯胺(0.25mmol),70℃反应23h。反应完成后,将得到的产物快速柱层析分离,洗脱剂为石油醚/乙醚(v:v=50:1),柱层析得N-甲酸甲酯-2-甲基-5-甲氧基吲哚。收率57%,黄色固体;1HNMR(400MHz,CDCl3)δppm:7.95(d,J=8.8Hz,1H),6.91(s,1H),6.84(d,J=9.2Hz,1H),6.27(s,1H),4.02(s,3H),3.84(s,3H),2.58(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ156.3,152.9,138.8,131.3,130.7,116.5,111.9,108.8,102.8,55.9,53.6,17.1.
实施例15:N-甲酸甲酯-2-甲基-5-甲氧基吲哚
N-甲酸甲酯-2-甲基-5-甲氧基吲哚的合成
在25mL的Schlenk反应管中加入Pd(PhCN)2Cl2(0.025mmol),抽真空干燥15分钟后,置换氧气三次,在氧气氛围中,加入2mL叔丁醇,亚硝酸叔丁酯(0.05mmol),(Z)-N-甲酸甲酯-2-(4-甲氧基苯乙烯)基-4-甲氧基苯胺(0.25mmol),70℃反应23h。反应完成后,将得到的产物快速柱层析分离,洗脱剂为石油醚/乙醚(v:v=50:1),柱层析得N-甲酸甲酯-2-甲基-5-甲氧基吲哚。收率67%,黄色固体;1HNMR(400MHz,CDCl3)δppm:7.95(d,J=8.8Hz,1H),6.91(s,1H),6.84(d,J=9.2Hz,1H),6.27(s,1H),4.02(s,3H),3.84(s,3H),2.58(s,3H).13CNMR(100MHz,CDCl3)δ156.3,152.9,138.8,131.3,130.7,116.5,111.9,108.8,102.8,55.9,53.6,17.1.
实施例16:N-甲酸甲酯-2-(4-甲氧基苯基)-5-甲氧基吲哚
抗乳腺癌活性的2-(4-甲氧基苯基)-3-甲酰基-5-甲氧基吲哚 的合成
在1000mL的圆底瓶中加入Pd(PhCN)2Cl2(5.8mmol),抽真空干燥15分钟后,置换氧气三次,在氧气氛围中,加入400mL叔丁醇,亚硝酸叔丁酯(15.4mmol),(E)-N-甲酸甲酯-2-(4-甲氧基苯乙烯)基-4-甲氧基苯胺(76.9mmol),70℃反应20h。反应完成后,将得到的产物快速柱层析分离,洗脱剂为石油醚/乙醚(v:v=100:1~10:1),柱层析得N-甲酸甲酯-2-(4-甲氧基苯基)-5-甲氧基吲哚。收率80%,白色色固体;1HNMR(400MHz,CDCl3)δppm:8.02(d,J=9.2Hz,1H),7.37-7.34(m,2H),7.01(d,J=2.4Hz,1H),6.95-6.91(m,3H),6.48(d,J=0.4Hz,1H),3.86(s,3H),3.86(s,3H),3.82(s,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ159.7,156.5,152.6,141.5,131.9,130.7,130.3,126.9,116.7,113.5,113.2,110.6,103.3,56.0,55.6,53.7.HRMS(ESI)calcd for C18H18NO4[M+H]+312.1236,found 312.1235.
在1000mL的圆底瓶中加入N-甲酸甲酯-2-(4-甲氧基苯基)-5-甲氧基吲哚(61.9mmol),300mL甲醇,3N KOH 31mL,回流条件下反应4h。反应完成后反应加入30mL水,过滤反应析出的固体,水洗,红外干燥等干燥后得2-(4-甲氧基苯基)-5-甲氧基吲哚。收率87%,白色固体。1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ11.25(s,1H),7.75(d,J=8.8Hz,2H),7.25(d,J=8.8Hz,1H),7.03-6.99(m,3H),6.70(dd,J=8.8,1.6Hz,1H),6.67(s,1H),3.80(s,3H),3.75(s,3H).13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ158.7,153.5,138.3,132.0,129.2,126.2,125.0,114.3,111.7,111.1,101.4,97.3,55.2(two peaks).
实施例17:
N-甲酸甲酯-2-(十一烷基)-吲哚的合成
在25mL的Schlenk反应管中加入Pd(PhCN)2Cl2(0.025mmol),抽真空干燥15分钟后,置换氧气三次,在氧气氛围中,加入2mL叔丁醇,亚硝酸叔丁酯(0.05mmol),(E)-N-甲酸甲酯-2-(4-甲氧基苯乙烯)基-4-甲氧基苯胺(0.25mmol),70℃反应15h。反应完成后,将得到的产物快速柱层析分离,洗脱剂为石油醚/乙醚(v:v=200:1~20:1),柱层析得N-甲酸甲酯-2-(十一烷基)吲哚。收率65%,无色液体;1HNMR(400MHz,CDCl3)δppm:1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.06(d,J=8.0Hz,1H),7.45(d,J=7.2Hz,1H),7.21(q,J=7.2Hz,2H),6.36(s,1H),4.03(s,3H),2.99(t,J=7.6Hz,2H),1.72-1.65(m,2H),1.45-1.27(m,16H),0.88(t,J=7.2Hz,3H).13C NMR(100MHz,CDCl3)δ152.9,143.0,136.7,129.9,123.7,123.2,120.1,115.9,107.9,53.7,32.3,30.2,30.0(three peaks),29.9,29.8,29.7,29.1,23.0,14.5.HRMS(ESI)calcd for C21H31NO2Na[M+Na]+352.2247,found352.2248.
通过上述对2-乙烯基苯胺类化合物氧化环化成吲哚所列举的不同底物的一系列实施例可以看出,本发明在氧气氛围中使用钯-有机亚硝酸盐共同催化体系,使2-乙烯基苯胺类化合物氧化环化成吲哚,反应完用石油醚/乙酸乙酯按体积比200:1~50:1作为洗脱剂,快速柱层析分离得到目标产物,操作简单,本发明中的底物普遍适应性良好;本发明采取的是有机亚硝酸盐作为助催化剂,避免了使用Cu2+或苯醌作为协同催化剂,本发明中的催化体系使用氧气氧化,绿色经济环保;本发明通过提前在2-乙烯基苯胺的芳环上引入Cl-取代基,高效合成对应Cl-取代的吲哚后可通过偶联反应实现吲哚不同位置的官能团化,避免了在吲哚N上引入导向基团以及区域选择性的调控,为吲哚的官能团化提供了一种新方法。

Claims (5)

1.一种钯-有机亚硝酸盐共同催化的环化合成吲哚的方法,其特征在于:在氧气氛围中,按钯化合物与含取代基的2-乙烯基苯胺类化合物摩尔比为7.5:100,有机亚硝酸盐与含取代基的2-乙烯基苯胺类化合物摩尔比为20:100,混合后在溶剂中于70℃反应7-24h,以石油醚/乙醚按体积比200~50:1混合作为洗脱剂柱层析分离,即得到目标产物。
2.如权利要求1所述钯-有机亚硝酸盐共同催化的环化合成吲哚的方法,特征在于所述钯化合物为二苯甲腈二氯化钯、二苯乙腈二氯化钯、醋酸钯、四三苯基膦钯或氯化钯。
3.如权利要求1所述钯-有机亚硝酸盐共同催化的环化合成吲哚的方法,特征在于所述有机亚硝酸盐为亚硝酸叔丁酯、亚硝酸正丁酯或亚硝酸异戊酯。
4.如权利要求1所述所述钯-有机亚硝酸盐共同催化的环化合成吲哚的方法,特征在于所述含取代基的2-乙烯基苯胺类化合物为N-(4-甲苯磺酰)基-2-乙烯基苯胺、N-甲酸甲酯-2-乙烯基苯胺、N-碳酸叔丁酯-2-乙烯基苯胺、N-甲酸苄酯-2-乙烯基苯胺、N-甲酸甲酯-2-乙烯基-3-氯苯胺、N-甲酸甲酯-2-乙烯基-4-氯苯胺、N-甲酸甲酯-2-乙烯基-5-氯苯胺、N-甲酸甲酯-2-乙烯基-6-氯苯胺、N-甲酸甲酯-2-乙烯基-5,6-二甲氧基苯胺、N-甲酸甲酯-2-乙烯基-5,6-亚甲基二氧苯胺、(E)-N-甲酸甲酯-2-苯乙烯基-4-甲基苯胺、(E)-N-甲酸甲酯-2-苯乙烯基-5,6-亚甲基二氧苯胺、(E)-N-(4-甲苯磺酰)基-2-(4-氟苯乙烯)基苯胺、(E)-N-甲酸甲酯-2-(1-丙烯)基-4-甲氧基苯胺、(Z)-N-甲酸甲酯-2-(1-丙烯)基-4-甲氧基苯胺、(E)-N-甲酸甲酯-2-(4-甲氧基苯乙烯)基-4-甲氧基苯胺或(E)-N-甲酸甲酯-2-(1-十三烯)基苯胺。
5.如权利要求1所述钯-有机亚硝酸盐共同催化的环化合成吲哚的方法,特征在于所述溶剂为叔丁醇、乙醇、异丙醇、1,4-二氧六环、甲苯、N,N-二甲基甲酰胺、正辛烷或四氢呋喃。
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