CN107188909B - 一种合成吲哚取代或二茂铁取代氮杂芳烃的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种合成吲哚取代或二茂铁取代氮杂芳烃的方法，所述方法可在TfOH催化下、温度为120℃、溶剂为1,4‑二氧六环的条件下进行反应。本发明提出的一种合成吲哚取代或二茂铁取代氮杂芳烃的方法，实现了质子酸催化的氮杂芳烃苄位与吲哚醇或二茂铁醇脱水偶联反应，原料简单易得，操作简单实用，反应活性高，原料转化完全，分离方便，产率高，且反应具有绿色经济性，对环境友好。

Description

一种合成吲哚取代或二茂铁取代氮杂芳烃的方法
技术领域
本发明涉及化学合成技术领域，尤其涉及一种合成吲哚取代或二茂铁取代氮杂芳烃的方法。
背景技术
吲哚和氮杂芳烃类化合物与人类生活息息相关，作为“优势骨架”在天然产物和药物分子中广泛存在。二茂铁骨架在有机催化等方面也有着广泛地应用。目前构建同时含有氮杂芳烃和吲哚或二茂铁骨架的方法较少，而且，氮杂芳烃苄位C(sp3)-H键与醇的偶联反应通常需要贵重金属参与，污染大、成本高，使其应用得到限制。
Figure BDA0001320253510000011
参考文献
(a)Ackermann,L.Chem.Rev.2011,111,1315.
(b)Blank,B.；Kempe,R.J.Am.Chem.Soc.2010,132,924.
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(d)Chaudhari,C.；Siddiki,S.M.A.H.；Shimizu,K.Tetrahedron Lett.2013,54,6490.
发明内容
本发明的目的是提供一种合成吲哚取代或二茂铁取代氮杂芳烃的方法。本发明操作简单实用，产率好，且反应具有绿色经济性，对环境友好，易于工业化。
一种合成吲哚取代或二茂铁取代氮杂芳烃的方法，所述方法反应式和条件如下：
Figure BDA0001320253510000021
式中：
温度：120℃；
溶剂：1,4-二氧六环；
催化剂：TfOH；
所述的X为C，N；
所述的R1为H、F、Cl、Br、I、氰基、羟基、氨基、羧基、烷基、卤代烷基、烷氧基、烷硫基、烯基、炔基、硝基、巯基、羟基烷基、羟基烷氧基、氨基烷氧基、烷基-O-C(＝O)-、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、杂环基、杂环基烷基、环烷基、芳氧基、杂芳氧基、卤代烷基氧基或环烷基烷基单取代或相同或不同的多取代；
所述的R2为H、F、Cl、Br、I、氰基、羧基、烷基、卤代烷基、烯基、炔基、硝基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、杂环基、杂环基烷基、环烷基、芳氧基、杂芳氧基、卤代烷基氧基或环烷基烷基中的一种取代基；
所述的R3为H、F、Cl、Br、I、氰基、羟基、氨基、羧基、烷基、卤代烷基、烷氧基、烷硫基、烯基、炔基、硝基、巯基、羟基烷基、羟基烷氧基、氨基烷氧基、烷基-O-C(＝O)-、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、杂环基、杂环基烷基、环烷基、芳氧基、杂芳氧基、卤代烷基氧基或环烷基烷基单取代或相同或不同的多取代；
所述的R4为H、烷基、卤代烷基、烯基、炔基、硝基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、杂环基、杂环基烷基、环烷基、芳氧基、杂芳氧基、卤代烷基氧基或环烷基烷基中的一种取代基；
所述的R5为H、F、Cl、Br、I、氰基、氨基、羧基、烷基、卤代烷基、烷氧基、烷硫基、烯基、炔基、烷基-O-C(＝O)-、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、杂环基、杂环基烷基、环烷基、芳氧基、杂芳氧基、卤代烷基氧基或环烷基烷基中的一种取代基；
所述的R6为H、脂基、烷基、卤代烷基、烯基、炔基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、杂环基、杂环基烷基、环烷基、芳氧基、杂芳氧基、卤代烷基氧基或环烷基烷基中的一种取代基；
所述的R7为H、烷基、卤代烷基、烯基、炔基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、杂环基、杂环基烷基、环烷基、芳氧基、杂芳氧基、卤代烷基氧基或环烷基烷基中的一种取代基；
包括以下步骤：取0.2mmol2-甲基喹啉类化合物、0.1mmol的吲哚醇或二茂铁醇和0.01mmol的TfOH于封管中，加入2mL的溶剂，在120℃下搅拌进行反应，通过TLC确定反应情况，反应完毕后冷却到室温，旋蒸、色谱柱分离。
优选的，所述2-甲基喹啉类化合物与吲哚醇或二茂铁醇的摩尔比为2:1。
优选的，所述温度为120℃。
优选的，所述溶剂还可以为THF、DCE。
优选的，所述催化剂还可以为Cu(OTf)2、Yb(OTf)3、Sc(OTf)3、InBr3。
优选的，所述催化剂的量还可以为10mol％。
优选的，2-甲基喹啉类化合物和吲哚醇或二茂铁醇脱水得到同时含有氮杂芳烃和吲哚或二茂铁的化合物，在反应温度为120℃、反应溶剂为dioxane，催化剂为TfOH(10mol％)时结果最佳，达到91％。
本发明提出的一种合成吲哚取代或二茂铁取代氮杂芳烃的方法，实现了质子酸催化的氮杂芳烃苄位与吲哚醇或二茂铁醇脱水偶联反应，原料简单易得，反应条件温和，操作简单实用，反应活性高，原料转化完全，分离方便，产率高，且反应具有绿色经济性，对环境友好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例1：条件的优化
取0.2mmol2-甲基喹啉类化合物、0.1mmol的吲哚醇或二茂铁醇和0.01mmol的TfOH于封管中，加入2mL的溶剂，在120℃下搅拌进行反应，通过TLC确定反应情况，反应完毕后冷却到室温，旋蒸、色谱柱分离。
在相同的反应条件下，所用溶剂不同，反应产率也不同，具体产率如下：
Figure BDA0001320253510000051
Figure BDA0001320253510000061
注：产率为分离产率。
实施例2：合成吲哚取代或二茂铁取代氮杂芳烃的方法:
Figure BDA0001320253510000062
实施例3：
Figure BDA0001320253510000063
对本实施例制得的产物进行核磁共振分析：
Isolatedyield:93％,1H NMR(500MHz,DMSO)δ11.06(s,1H),8.01(d,J＝8.4Hz,1H),7.85(d,J＝8.4Hz,1H),7.81(d,J＝8.0Hz,1H),7.74(d,J＝8.0Hz,1H),7.68(t,J＝7.6Hz,1H),7.49(t,J＝7.4Hz,1H),7.40-7.32(m,7H),7.30(d,J＝8.0Hz,1H),7.22(t,J＝7.6Hz,2H),7.11(t,J＝7.3Hz,1H),7.06(t,J＝7.5Hz,1H),7.02(d,J＝8.4Hz,1H),6.97(t,J＝7.5Hz,1H),5.25–5.19(m,1H),3.98–3.88(m,2H).
13C NMR(125MHz,DMSO)δ161.0,147.3,144.9,136.3,135.7,135.5,132.9,129.3,128.6,128.4,128.3,128.2,127.7,127.6,127.4,127.0,126.4,125.7,125.7,122.2,121.1,120.4,118.8,113.1,111.5,42.5,41.1.
HRMS(ESI):calcd.for C31H24N2[M+H]+:425.2018,found:425.2020
实施例4：
Figure BDA0001320253510000071
对本实施例制得的产物进行核磁共振分析：
Isolatedyield:56％,1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.83(s,1H),7.73(d,J＝8.5Hz,1H),7.66(d,J＝7.9Hz,1H),7.61(d,J＝8.4Hz,1H),7.49-7.44(m,3H),7.44–7.39(m,1H),7.34-7.30(m,1H),7.28-7.40(m,2H),7.22-7.19(m,1H),7.19-7.14(m,4H),7.09–7.02(m,3H),6.62(d,J＝8.4Hz,1H),5.13(dd,J＝10.0,5.9Hz,1H),3.96-3.85(m,2H),2.49(s,3H).
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ160.3,146.4,144.6,136.2,136.1,135.2,134.7,132.7,131.2,128.5,128.5,128.3,128.2,128.2,127.8,127.7,126.7,126.1,125.8,122.2,121.9,121.1,119.6,114.1,110.9,43.3,41.8,21.5.
HRMS(ESI):calcd.for C32H26N2[M+H]+:439.2174,found:439.2174
实施例5：
Figure BDA0001320253510000081
对本实施例制得的产物进行核磁共振分析：
Isolatedyield:73％,1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.92(d,J＝19.3Hz,1H),7.62(dd,J＝11.7,4.9Hz,2H),7.43(d,J＝7.8Hz,2H),7.32(t,J＝7.9Hz,1H),7.29–7.25(m,1H),7.25–7.18(m,4H),7.18–7.09(m,6H),7.09–7.01(m,3H),6.94(d,J＝7.6Hz,1H),6.62(d,J＝8.4Hz,1H),5.15(dd,J＝10.7,5.5Hz,1H),4.06(dd,J＝12.9,5.4Hz,1H),3.96(d,J＝2.7Hz,3H),3.91(dd,J＝12.8,10.8Hz,1H).
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ160.4,155.0,144.5,139.7,136.2,136.0,135.2,132.6,128.4,128.2,128.1,127.8,127.7,127.6,127.5,125.7,125.5,122.7,121.8,121.0,119.5,119.2,114.0,110.9,107.5,56.0,43.0,41.8.
HRMS(ESI):calcd.for C32H26N2O[M+H]+:455.2123,found:455.2129
实施例6：
Figure BDA0001320253510000082
对本实施例制得的产物进行核磁共振分析：
yield 74％，1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.07(d,J＝8.2Hz,1H),7.88(d,J＝8.0Hz,1H),7.72(d,J＝7.8Hz,1H),7.67(t,J＝7.0Hz,1H),7.47(d,J＝6.8Hz,1H),7.16(d,J＝8.1Hz,4H),7.11(d,J＝4.3Hz,1H),6.93(d,J＝8.2Hz,1H),4.42–4.35(m,1H),4.18(s,1H),4.10(s,7H),4.04(s,1H),3.78(d,J＝13.3Hz,1H),3.44(t,J＝11.6Hz,1H).
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ160.85,148.08,144.68,135.52,129.17,129.04,128.07,127.48,126.73,126.17,125.69,122.24,93.52,68.70,67.72,67.62,67.27,67.03,46.76,46.28.
HRMS(ESI):calcd.For C27H24FeN[M+H]+:418.1258,found:418.1260.
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种合成吲哚取代或二茂铁取代氮杂芳烃的方法，其特征在于，反应式和条件如下：
Figure FDA0002153109740000011
式中：
温度：120℃；
溶剂：1,4-二氧六环；
催化剂：TfOH；
所述的X为C，N；
所述的R1为H、F、Cl、Br、I、氰基、羟基、氨基、羧基、烷基、卤代烷基、烷氧基、烷硫基、烯基、炔基、硝基、巯基、羟基烷基、羟基烷氧基、氨基烷氧基、烷基-O-C(＝O)-、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、杂环基、杂环基烷基、环烷基、芳氧基、杂芳氧基、卤代烷基氧基或环烷基烷基单取代或相同或不同的多取代；
所述的R2为H、F、Cl、Br、I、氰基、羧基、烷基、卤代烷基、烯基、炔基、硝基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、杂环基、杂环基烷基、环烷基、芳氧基、杂芳氧基、卤代烷基氧基或环烷基烷基中的一种取代基；
所述的R3为H、F、Cl、Br、I、氰基、羟基、氨基、羧基、烷基、卤代烷基、烷氧基、烷硫基、烯基、炔基、硝基、巯基、羟基烷基、羟基烷氧基、氨基烷氧基、烷基-O-C(＝O)-、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、杂环基、杂环基烷基、环烷基、芳氧基、杂芳氧基、卤代烷基氧基或环烷基烷基单取代或相同或不同的多取代；
所述的R4为H、烷基、卤代烷基、烯基、炔基、硝基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、杂环基、杂环基烷基、环烷基、芳氧基、杂芳氧基、卤代烷基氧基或环烷基烷基中的一种取代基；
所述的R5为H、F、Cl、Br、I、氰基、氨基、羧基、烷基、卤代烷基、烷氧基、烷硫基、烯基、炔基、烷基-O-C(＝O)-、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、杂环基、杂环基烷基、环烷基、芳氧基、杂芳氧基、卤代烷基氧基或环烷基烷基中的一种取代基；
所述的R6为H、酯基、烷基、卤代烷基、烯基、炔基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、杂环基、杂环基烷基、环烷基、芳氧基、杂芳氧基、卤代烷基氧基或环烷基烷基中的一种取代基；
所述的R7为H、烷基、卤代烷基、烯基、炔基、芳基、芳基烷基、杂芳基、杂芳基烷基、杂环基、杂环基烷基、环烷基、芳氧基、杂芳氧基、卤代烷基氧基或环烷基烷基中的一种取代基；
包括以下步骤：取0.2mmol2-甲基喹啉类化合物、0.1mmol的吲哚醇或二茂铁醇和0.01mmol的TfOH于封管中，加入2mL的溶剂，在120℃下搅拌进行反应，通过TLC确定反应情况，反应完毕后冷却到室温，旋蒸、色谱柱分离。
2.根据权利要求1所述的一种合成吲哚取代或二茂铁取代氮杂芳烃的方法，其特征在于，所述2-甲基喹啉类化合物与吲哚醇或二茂铁醇的摩尔比为2:1。
3.根据权利要求1所述的一种合成吲哚取代或二茂铁取代氮杂芳烃的方法，其特征在于，所述溶剂还可以为THF。
4.根据权利要求1所述的一种合成吲哚取代或二茂铁取代氮杂芳烃的方法，其特征在于，所述催化剂还可以为Cu(OTf)2、Yb(OTf)3、Sc(OTf)3、InBr3。
5.根据权利要求1所述的一种合成吲哚取代或二茂铁取代氮杂芳烃的方法，其特征在于，所述催化剂的量还可以为20mol％。
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