CN109467559A - 稠合双吲哚衍生物及其制备方法 - Google Patents

稠合双吲哚衍生物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种稠合双吲哚衍生物及其制备方法。本发明将吲哚类化合物、亚硝酸钠、过硫酸钾加入溶剂中反应后再加入三乙基亚磷酸酯获得了产物稠合双吲哚衍生物；本发明以吲哚类化合物为起始物，原料易得、种类多，得到的目标产物既可以直接使用、又可以用于其他进一步的反应。本发明以亚硝酸钠作为亚硝化试剂，使用安全、价格便宜，降低了污染和生产成本，符合绿色生产的要求。本发明公开的制备方法反应条件温和、反应操作和后处理过程简单、反应过程稳定可控、产物收率高、适合于规模生产。

Description

稠合双吲哚衍生物及其制备方法
技术领域
本发明属于有机化合物的制备技术领域，具体涉及一种基于亚硝酸钠制备稠合双吲哚衍生物。
背景技术
吲哚衍生物是一类具有广泛生理活性的天然产物，在药物和功能材料等领域有着广泛而重要的应用。（参考文献1: A. J. Kochanowska-Karamyan, M. T. Hamann, MarineIndole Alkaloids: Potential New Drug Leads for the Control of Depression andAnxiety, Chem. Rev. 2010, 110, 4489–4497. 参考文献2: S. Lancianesi, A.Palmieri, M. Petrini, Synthetic approaches to 3-(2-nitroalkyl) indoles andtheir use to access tryptamines and related bioactive compounds, Chem. Rev.2014, 114, 14, 7108-7149）；此外，该类化合物广泛应用于各种有机反应中，如硝化反应、环化反应和nitroso-aldol 反应等；稠合的双吲哚化合物I及其衍生物可用于合成光电材料LED聚合物。现有吲哚衍生物的制备技术存在反应条件苛刻（需要用乙炔气体作试剂、昂贵的铑作为催化剂）、产率低、危险性大、污染大（重金属氧化剂高锰酸钾和还原剂氯化亚锡）等缺陷。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于亚硝酸钠制备稠合双吲哚衍生物的方法，其具有无需金属催化、原料来源方便、反应条件温和、产物产率高、可实现规模化生产等优点。
为达到上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种制备稠合双吲哚衍生物的方法，以吲哚类化合物、亚硝酸钠为原料，在溶剂中，在过二硫酸盐存在下，进行亚硝化反应；反应结束后加入三乙基亚磷酸酯，进行成环反应，得到稠合双吲哚衍生物；
所述吲哚类化合物如下列化学结构通式所示：
其中R1、R2、R3、R4、R5和R6的选择采取以下方案之一：
(1) R1为氢、甲基、甲氧基、氟、氯、溴、氰基、三氟甲基或硝基中的一种，R2、R3、R4、R5和R6都为氢；
(2) R2为甲基、甲氧基、氟、氯、溴、氰基、三氟甲基或硝基中的一种，R1、R3、R4、R5和R6都为氢；
(3) R3为甲基、甲氧基、氟、氯、溴、氰基、三氟甲基或硝基中的一种，R1、R2、R4、R5和R6都为氢；
(4) R4为甲基、甲氧基、氟、氯、溴、氰基、三氟甲基或硝基中的一种，R1、R2、R3、R5和R6都为氢；
(5) R5为甲基、甲氧基、氟、氯、溴、氰基、三氟甲基或硝基中的一种，R1、R2、R3、R4和R6都为氢；
(6) R6为甲基、甲氧基、氟、氯、溴、氰基、三氟甲基或硝基中的一种，R1、R2、R3、R4和R5都为氢。
本发明还公开了根据上述制备方法制备的稠合双吲哚衍生物；所述稠合双吲哚衍生物的化学结构式如下：
本发明中，所述溶剂选自丙酮、乙腈、四氢呋喃、1,2-二氯乙烷、二甲亚砜、甲苯、氯苯、N,N-二甲基甲酰胺中的一种。
本发明中，所述亚硝化反应的温度为60～120℃；利用薄层色谱跟踪反应直至完全结束。
本发明中，所述过二硫酸盐的化学式为X2S2O8，其中X为Na、NH4或者K。
本发明中，吲哚类化合物、亚硝酸钠、过二硫酸盐、三乙基亚磷酸酯的摩尔比为1∶1～3∶1～2∶5。
本发明中，成环反应的温度为100℃～130℃；利用薄层色谱跟踪反应直至完全结束。
优选的，亚硝化反应结束后旋蒸除去溶剂后再加入三乙基亚磷酸酯，进行成环反应。
本发明中，成环反应结束后对产物进行柱层析分离提纯处理，得到稠合双吲哚衍生物；优选的，柱层析分离提纯处理时，以体积比为4∶1的石油醚、乙酸乙酯为洗脱剂。
本发明中，所述吲哚类化合物选自：1-甲基-2-苯基吲哚、1,5-二甲基-2-苯基吲哚、1-甲基-2-苯基-5-氯吲哚、1-甲基-2-苯基-5-溴吲哚、1-甲基-2-苯基-5-氰基吲哚、1-甲基-2-苯基-5-硝基吲哚、1,6-二甲基-2-苯基吲哚、1,7-二甲基-2-苯基吲哚、1-甲基-2-（2-甲苯基）吲哚、1-甲基-2-（2-溴苯基）吲哚、1-甲基-2-（2,6-二甲基苯基）吲哚、1-甲基-2-（3-甲氧基苯基）吲哚、1-甲基-2-（4-甲苯基）吲哚、1-甲基-2-（4-氟苯基）吲哚、1-甲基-2-（4-氯苯基）吲哚、1-甲基-2-（4-溴苯基）吲哚、1-甲基-2（4-氰基苯基）吲哚、1-甲基-2-（4-三氟甲基苯基）吲哚中的一种。
上述技术方案的反应过程可表示为：
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点:
1. 本发明不使用金属试剂，适合于药物生产工艺，简单的两步加热即得目标产物；
2. 本发明以亚硝酸钠作为亚硝化试剂，生产过程安全、价格便宜，降低了污染和生产成本，符合绿色生产要求；
3、本发明以吲哚类化合物为起始物，原料易得、种类多，制备得到的目标产物可以直接使用；
4、本发明公开的制备方法反应条件温和、反应操作和后处理过程简单、反应过程稳定可控、产物收率高、适合于规模生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：5-甲基-5,10-二氢吲哚[3,2-b]吲哚的合成
以1-甲基-2-苯基吲哚为原料，其反应步骤如下：
在反应瓶中加入1-甲基-2-苯基吲哚（0.21克，1 mmol）、亚硝酸钠（0.14克，2mmol）、过二硫酸钾（0.54克，2 mmol）和丙酮（5 毫升），60℃进行亚硝化反应；TLC跟踪反应直至完全结束；取样测核磁，产率95 %，分析数据如下：1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 8.30(dd, J = 5.7, 2.5 Hz, 1H), 7.91 – 7.79 (m, 2H), 7.66 – 7.56 (m, 3H), 7.49 –7.34 (m, 3H), 3.87 (s, 3H)；
亚硝基反应后，旋蒸除去丙酮，再向瓶中加入三乙基亚磷酸酯（0.83克，5 mmol），110℃进行成环反应；
TLC跟踪反应直至完全结束；反应结束后得到的粗产物经柱层析分离(石油醚:乙酸乙酯 = 4:1)，得到产物5-甲基-5,10-二氢吲哚[3,2-b]吲哚（综合产率87%），具有荧光效应，可作为光电材料。产物的分析数据如下： 1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ): δ11.21 (s,1H), 7.97 (d, J = 7.6 Hz, 1H), 7.78 (d, J = 7.7 Hz, 1H), 7.54 (dd, J = 14.2,8.3 Hz, 2H), 7.29 – 7.17 (m, 2H), 7.11 (dd, J = 14.7, 7.1 Hz, 2H), 4.11 (s,3H)。
实施例二：3-氯-10-甲基-5,10-二氢吲哚并[3,2-b]吲哚的合成
在反应瓶中加入1-甲基-2-苯基-5-氯吲哚（0.24克，1 mmol）、亚硝酸钠（0.21克，3mmol）、过二硫酸钾（0.54克，2 mmol）和乙腈（5 毫升），70℃进行亚硝化反应；TLC跟踪反应直至完全结束；取样测核磁，产率96%，分析数据如下：1H NMR (400 MHz, CDCl3): δ 8.22(d, J = 1.7 Hz, 1H), 7.85 – 7.74 (m, 2H), 7.64 – 7.53 (m, 3H), 7.34 – 7.23(m, 2H), 3.83 (s, 3H)；
亚硝化反应后，旋蒸除去乙腈，再向瓶中加入三乙基亚磷酸酯（0.83克，5 mmol），110℃进行成环反应；
TLC跟踪反应直至完全结束；反应结束后得到的粗产物经柱层析分离(石油醚:乙酸乙酯 = 4:1)，得到产物3-氯-10-甲基-5,10-二氢吲哚并[3,2-b]吲哚（综合产率80%），具有荧光效应，可作为光电材料。产物的分析数据如下：1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ): δ11.70(s, 1H), 8.10 (d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.80 – 7.69 (m, 2H), 7.54 - 7.46 (m, 2H),7.26 – 7.15 (m, 2H), 3.82 (s, 3H)。
实施例三：3-硝基-10-甲基-5,10-二氢吲哚并[3,2-b]吲哚的合成
在反应瓶中加入1-甲基-2-苯基-5-硝基吲哚（0.25克，1 mmol）、亚硝酸钠（0.21克，3 mmol）、过二硫酸钾（0.27克，1 mmol）和二甲亚砜（5 毫升），100℃进行亚硝化反应；TLC跟踪反应直至完全结束；取样测核磁，产率92%，分析数据如下：1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6):δ 8.77 (m, 1H), 8.31 (m, 1H), 8.00 (m, 3H), 7.79 – 7.66 (m, 3H), 3.95 (s,3H).
亚硝化反应后，旋蒸除去二甲亚砜，再向瓶中加入三乙基亚磷酸酯（0.83克，5mmol），120℃进行成环反应；
TLC跟踪反应直至完全结束；反应结束后得到的粗产物经柱层析分离(石油醚:乙酸乙酯 = 4:1)，得到产物3-硝基-10-甲基-5,10-二氢吲哚并[3,2-b]吲哚（综合产率84%），具有荧光效应，可作为光电材料。产物的分析数据如下：1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ): δ11.77(s, 1H), 9.34 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 8.25 -8.16 (m, 2H), 7.97 (d, J = 7.5 Hz,1H), 7.65 – 7.55 (m, 3H), 3.91 (s, 3H)。
实施例四：4,5-二甲基-5,10-二氢吲哚并[3,2-b]吲哚的合成
在反应瓶中加入1-甲基-2-（2-甲苯基）吲哚（0.23克，1 mmol）、亚硝酸钠（0.14克，2mmol）、过二硫酸钾（0.54克，2 mmol）和N,N-二甲基甲酰胺（5 毫升），60℃进行亚硝化反应；TLC跟踪反应直至完全结束；取样测核磁，产率97%，分析数据如下：1H NMR (400 MHz,CDCl3): δ 8.29 (m, 1H), 7.57 (d, J = 7.5 Hz, 1H), 7.50 (m, 1H), 7.46 – 7.36(m, 5H), 3.67 (s, 3H), 2.29 (s, 3H).
亚硝化反应后，旋蒸除去N,N-二甲基甲酰胺，再向瓶中加入三乙基亚磷酸酯（0.83克，5 mmol），100℃进行成环反应；
TLC跟踪反应直至完全结束；反应结束后得到的粗产物经柱层析分离(石油醚:乙酸乙酯 = 4:1)，得到产物4,5-二甲基-5,10-二氢吲哚并[3,2-b]吲哚（综合产率85%），具有荧光效应，可作为光电材料。产物的分析数据如下：1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ): δ11.55 (s,1H), 8.36 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.60 -7.25 (m, 6H), 3.82 (s, 3H), 1.85 (s,3H)。
实施例五：5-甲基-2-（三氟甲基）-5,10-二氢吲哚并[3,2-b]吲哚的合成
在反应瓶中加入1-甲基-2（4-三氟甲基苯基）吲哚（0.27克，1 mmol）、亚硝酸钠（0.14克，2 mmol）、过二硫酸钾（0.27克，1 mmol）和1,2-二氯乙烷（5 毫升），90℃进行亚硝化反应；TLC跟踪反应直至完全结束；取样测核磁，产率90%，分析数据如下：1H NMR (400MHz, CDCl3): δ 8.25 (m, 1H), 7.98 (d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.86 (d, J = 8.2 Hz,2H), 7.43 (m, 3H), 3.89 (s, 3H).
亚硝化反应后，旋蒸除去1,2-二氯乙烷，再向瓶中加入三乙基亚磷酸酯（0.83克，5mmol），130℃进行成环反应；
TLC跟踪反应直至完全结束；反应结束后得到的粗产物经柱层析分离(石油醚:乙酸乙酯 = 4:1)，得到产物5-甲基-2-（三氟甲基）-5,10-二氢吲哚并[3,2-b]吲哚（综合产率80%），具有荧光效应，可作为光电材料。产物的分析数据如下：1H NMR (400 MHz, DMSO-d 6 ):δ11.66 (s, 1H), 8.36 (d, J = 7.8 Hz, 1H), 8.05 (d, J = 8.2 Hz, 1H), 7.65 -7.45 (m, 5H), 3.90 (s, 3H)。

Claims (10)

1.一种制备稠合双吲哚衍生物的方法，其特征在于，以吲哚类化合物、亚硝酸钠为原料，在溶剂中，在过二硫酸盐存在下，进行亚硝化反应；反应结束后加入三乙基亚磷酸酯，进行成环反应，得到稠合双吲哚衍生物；
所述吲哚类化合物如下列化学结构通式所示：
其中R1、R2、R3、R4、R5和R6的选择采取以下方案之一：
(1) R1为氢、甲基、甲氧基、氟、氯、溴、氰基、三氟甲基或硝基中的一种，R2、R3、R4、R5和R6都为氢；
(2) R2为甲基、甲氧基、氟、氯、溴、氰基、三氟甲基或硝基中的一种，R1、R3、R4、R5和R6都为氢；
(3) R3为甲基、甲氧基、氟、氯、溴、氰基、三氟甲基或硝基中的一种，R1、R2、R4、R5和R6都为氢；
(4) R4为甲基、甲氧基、氟、氯、溴、氰基、三氟甲基或硝基中的一种，R1、R2、R3、R5和R6都为氢；
(5) R5为甲基、甲氧基、氟、氯、溴、氰基、三氟甲基或硝基中的一种，R1、R2、R3、R4和R6都为氢；
(6) R6为甲基、甲氧基、氟、氯、溴、氰基、三氟甲基或硝基中的一种，R1、R2、R3、R4和R5都为氢。
2.根据权利要求1所述制备稠合双吲哚衍生物的方法，其特征在于，所述溶剂选自丙酮、乙腈、四氢呋喃、1,2-二氯乙烷、二甲亚砜、甲苯、氯苯、N,N-二甲基甲酰胺中的一种。
3.根据权利要求1所述制备稠合双吲哚衍生物的方法，其特征在于，所述亚硝化反应的温度为60～120℃；利用薄层色谱跟踪反应直至完全结束。
4.根据权利要求1所述制备稠合双吲哚衍生物的方法，其特征在于，所述过二硫酸盐的化学式为X2S2O8，其中X为Na、NH4或者K。
5.根据权利要求1所述制备稠合双吲哚衍生物的方法，其特征在于，吲哚类化合物、亚硝酸钠、过二硫酸盐、三乙基亚磷酸酯的摩尔比为1∶1～3∶1～2∶5。
6.根据权利要求1所述制备稠合双吲哚衍生物的方法，其特征在于，所述吲哚类化合物选自：1-甲基-2-苯基吲哚、1,5-二甲基-2-苯基吲哚、1-甲基-2-苯基-5-氯吲哚、1-甲基-2-苯基-5-溴吲哚、1-甲基-2-苯基-5-氰基吲哚、1-甲基-2-苯基-5-硝基吲哚、1,6-二甲基-2-苯基吲哚、1,7-二甲基-2-苯基吲哚、1-甲基-2-（2-甲苯基）吲哚、1-甲基-2-（2-溴苯基）吲哚、1-甲基-2-（2,6-二甲基苯基）吲哚、1-甲基-2-（3-甲氧基苯基）吲哚、1-甲基-2-（4-甲苯基）吲哚、1-甲基-2-（4-氟苯基）吲哚、1-甲基-2-（4-氯苯基）吲哚、1-甲基-2-（4-溴苯基）吲哚、1-甲基-2（4-氰基苯基）吲哚、1-甲基-2-（4-三氟甲基苯基）吲哚中的一种。
7.根据权利要求1所述制备稠合双吲哚衍生物的方法，其特征在于，成环反应的温度为100℃～130℃；利用薄层色谱跟踪反应直至完全结束。
8.根据权利要求1所述制备稠合双吲哚衍生物的方法，其特征在于，亚硝化反应结束后旋蒸除去溶剂后再加入三乙基亚磷酸酯，进行成环反应。
9.根据权利要求1所述制备稠合双吲哚衍生物的方法，其特征在于，成环反应结束后对产物进行柱层析分离提纯处理，得到稠合双吲哚衍生物。
10.根据权利要求1所述制备吲哚衍生物的方法制备的稠合双吲哚衍生物。
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