CN110981877A - 一种合成吲哚并[1,2-a]喹喔啉衍生物的新方法 - Google Patents

一种合成吲哚并[1,2-a]喹喔啉衍生物的新方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种合成吲哚并[1,2‑a]喹喔啉衍生物的新方法，该方法的合成方法为：在玻璃反应容器中，加入钯催化剂、吲哚类化合物、酰氯、添加剂、碱和溶剂，氩气保护，于110℃～130℃的条件下搅拌反应，反应粗产物经分离纯化后可得吲哚并[1,2‑a]喹喔啉类化合物。本发明发展了一种一级胺导向酰氯与吲哚衍生物的偶联反应，通过简单的操作即可构建一系列官能团化的吲哚并[1,2‑a]喹喔啉衍生物，具有高度的步骤经济性和原子经济性。除此之外，底物简单易得、选择性单一、官能团容忍性好、产率高是反应的主要优点。

Description

一种合成吲哚并[1,2-a]喹喔啉衍生物的新方法
技术领域
本发明属于有机合成化学领域，具体涉及一种合成吲哚并[1,2-a]喹喔啉衍生物的新方法。
背景技术
杂环化合物是一类重要的有机化合物，广泛的存在于天然产物、药物活性分子及功能材料中，因此，杂环化合物高效、简便的制备方法一直是有机化学领域的研究热点和难点。随着金属有机化学的蓬勃发展，近年来，过渡金属催化导向基团辅助的研究策略为杂环化合物的制备提供了高效的合成方法。与其他方法相比，具有较高的步骤经济型和区域选择性。2017年，Glorius研究小组报道了锰催化亚胺的高效环化反应(Q.Lu,S.Greβies,S.Cembellín,F.J.R.Klauck,C.G.Daniliuc,F.Glorius,Angew.Chem.Int.Ed.2017,56,12778-12782.)；最近，Song课题组报道了钯催化芳烃与炔烃的C-H活化/环化反应，使用N,O-双齿导向的策略，具有选择性专一、产率高的优点(X.-C.Li,G.Du,H.Zhang,J.-L.Niu,M.-P.Song,Org.Lett.2019,21,2863-2866.)。除此之外，许多导向基均被发展为无痕导向基，用以构建杂环化合物，如氨基喹啉、氨基酸、羧酸和酚等(K.Jing,X.-N.Wang,G.-W.Wang,J.Org.Chem.2019,84,161-72；G.Jiang,S.Fang,W.Hu,J.Li,C.Zhu,W.Wu,H.Jiang,Adv.Synth.Catal.2018,360,2297-2302；J.Liu,J.Zou,J.Yao,G.Chen,Adv.Synth.Catal.2018,360,659-663；J.Liu,Z.Xue,Z.Zeng,Y.-X.Chen,G.Chen,Adv.Synth.Catal.2016,358,3694-3699；J.Li,S.Zhang,M.R.Lonka,J.Zhang,H.Zou,Chem.Commun.2019,55,11203-11206；X.-S.Zhang,Y.-F.Zhang,Z.-W.Li,F.-X.Luo,Z.-J.Shi,Angew.Chem.Int.Ed.2015,27,5478-5482.)，但是利用一级胺为无痕导向基构建杂环化合物的报道却非常少，因此，发展过渡金属催化一级胺导向的环化反应具有重要的研究价值。
酰氯是简单易得的合成子，其作为酰基源，在有机化学领域具有广泛的应用(S.Gaspa,A.Porcheddu,L.D.Luca,Adv.Synth.Catal.2016,358,154-158；C.-J Lee,C.-C.Tsai,S.-H.Hong,G.-H.Chang,M.-C.Yang,L.
Figure BDA0002312117710000021
W.Lin,Angew.Chem.Int.Ed.2015,54,8502-8505.)。目前，以酰氯为酰基源的有机反应通常经过Friedel-Crafts酰基化反应来完成，然而Friedel-Crafts酰基化反应存在许多的不足之处：1)Friedel-Crafts酰基化反应选择性不好，通常邻位取代产物与对位取代产物同时存在；2)富电子的芳烃反应效果良好，而缺电子的芳烃反应活性低，也就是说Friedel-Crafts酰基化反应的底物普适性不好；3)Friedel-Crafts酰基化反应往往伴随着当量路易斯酸的使用，经济性和环境友好性欠佳(K.Jing,Z.-Y.Li,G.-W.Wang,ACS Catal.2018,8,11875-11881)。而过渡金属催化导向基团辅助的策略能弥补Friedel-Crafts酰基化反应的上述不足。2019年，吴养洁院士团队发展了一种芳基酮的高效构建方法，使用的是钯催化N,N-双齿导向的策略(X.Yu,F.Yang,Y.Wu,Y.Wu,Org.Lett.2019,21,1726-1729.)。然而利用该类策略实现酰氯的高选择性酰基化反应的报道并不多，因此，实现过渡金属催化导向基团辅助酰氯参与的高选择性酰基化反应具有重要的研究价值。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的缺点和不足，提供一种一级胺导向合成吲哚并[1,2-a]喹喔啉衍生物的新方法。
本发明思路：以吲哚类化合物、酰氯为原料，以银盐为添加剂，并加入2当量的碱，在钯盐的催化下，发生连续的酰基化/环化反应，一步构建高度官能团化的吲哚并[1,2-a]喹喔啉衍生物。该方法以一级胺为导向基具有较好的步骤经济性，该反应所需原料简单易得，选择性单一，操作简便且官能团容忍性好，具有潜在的应用价值。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种合成吲哚并[1,2-a]喹喔啉衍生物的新方法，包含如下制备过程：
在反应容器中加入吲哚类化合物、酰氯、添加剂、碱和溶剂，氩气保护，在110～130℃条件下油浴反应8～30小时，粗产物经柱层析分离纯化后制得所述吲哚并[1,2-a]喹喔啉衍生物。
进一步地，吲哚并[1,2-a]喹喔啉衍生物的制备方程式如下所示：
Figure BDA0002312117710000031
式中，R1和R2选自氢、3-甲基、4-甲基、4-甲氧基、4-苄氧基、5-甲氧基、6-甲氧基、4,6-二甲基、4-氟、4-氯、5-氟、6-氟、5-氰基、4-氯-6-氟、4-三氟甲基中的一种以上；
R为4-甲基、4-乙基、4-甲氧基、4-正丁基、4-氯、4-溴、3-氟、3-溴、3-甲氧基、2-甲基、2-氟、2-溴、1-萘、2-噻吩、2-呋喃、2-氟-4-溴中的一种以上；
进一步地，所述钯催化剂为四(三苯基膦)钯、醋酸钯、三氟乙酸钯、双(二亚苄基丙酮)钯中的一种或一种以上，优选为双(二亚苄基丙酮)钯。
进一步地，所述钯催化剂与吲哚类化合物的投料摩尔比为0.1：1。
进一步地，所述酰氯与吲哚类化合物的投料摩尔比为2:1。
进一步地，所述添加剂为银盐，是六氟锑酸银、磷酸银、碳酸银和三氟甲磺酸银中的一种或一种以上，优选为六氟锑酸银。
进一步地，所述添加剂与吲哚类化合物的投料摩尔比为0.1～2.0:1，优选为0.25:1；
进一步地，所述碱为新戊酸铯、碳酸铯、三氟甲磺酸钠、碳酸钠、碳酸钾、醋酸钠中的一种或一种以上；
进一步地，所述碱与吲哚类化合物的投料摩尔比为1～2:1，优选为2:1。
进一步地，所述溶剂为1,4-二氧六环和甲苯的混合溶剂，其体积比为1:1。
进一步地，所述反应的搅拌温度为110～130℃，优选为130℃。
进一步地，所述反应的搅拌时间为8～30小时，优选为24小时。
更进一步地，所述粗产物的分离方法为柱层析，以乙酸乙酯和石油醚为洗脱剂，乙酸乙酯与石油醚的体积比为1:50～200，优选体积比(乙酸乙酯:石油醚)为1:100的混合溶剂。
本发明的原理为：以一级胺为导向基，经过钯的催化作用活化吲哚2位的C(sp2)-H键，形成六元环钯中间体，酰氯与环钯中间体氧化加成后形成Pd(IV)中间体，紧接着发生还原消除反应得到酰基化的中间体和Pd(II)催化剂，最后，酰基化的中间体发生分子内的脱水反应就得到了吲哚并[1,2-a]喹喔啉衍生物。
与现有技术相比，本发明具有如下优点及有益效果：
(1)本发明实现了钯催化一级胺导向吲哚类化合物与酰氯的高效偶联反应，构建了一系列不易制备的吲哚并[1,2-a]喹喔啉衍生物。其中，底物酰氯为商品化的原料，廉价易得，此外，底物普适性好、选择性单一、操作简便等是反应的主要特点；
(2)本发明制备吲哚并[1,2-a]喹喔啉衍生物的方法通过一步反应即可完成，发生连续的酰基化/环化反应，具有较高的步骤经济性，因而有望运用于工业化生产。
附图说明
图1、图2是实施例1所得目标产物的氢谱和碳谱；
图3、图4是实施例2所得目标产物的氢谱和碳谱；
图5、图6是实施例3所得目标产物的氢谱和碳谱；
图7、图8是实施例4所得目标产物的氢谱和碳谱；
图9、图10是实施例5所得目标产物的氢谱和碳谱；
图11、图12是实施例6所得目标产物的氢谱和碳谱；
图13、图14是实施例7所得目标产物的氢谱和碳谱；
图15、图16是实施例8所得目标产物的氢谱和碳谱；
图17、图18是实施例9所得目标产物的氢谱和碳谱；
图19、图20是实施例10所得目标产物的氢谱和碳谱；
图21、图22是实施例11所得目标产物的氢谱和碳谱。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此。
实施例1
在封管中依次加入0.1毫摩尔2-(1H-吲哚-1-基)苯胺、0.2毫摩尔苯甲酰氯、0.01毫摩尔双(二亚苄基丙酮)钯、0.025毫摩尔六氟锑酸银和0.2毫摩尔新戊酸铯，随后加入1毫升无水的甲苯与1,4-二氧六环的混合溶剂(其体积比为1:1)，氩气保护，于130℃条件下搅拌反应24小时，停止反应，冷却至室温并过滤，滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸得粗产物，最后经柱层析分离纯化，所用柱层析洗脱液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚:乙酸乙酯＝100:1)。得到纯净的6-苯基吲哚并[1,2-a]喹喔啉，产率为76％。
所得目标产物的氢谱、碳谱如图1和图2所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.50(dd,J＝11.9,8.9Hz,2H),8.12(d,J＝7.9Hz,1H),8.09-8.01(m,2H),7.94(d,J＝8.0Hz,1H),7.65-7.55(m,5H),7.46(dd,J＝13.7,6.9Hz,2H),7.26(s,1H)；
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ156.2,138.3,136.3,133.1,130.6,130.2,130.0,129.2,129.1,128.7,128.7,128.3,124.4,124.2,122.8,122.7,114.7,114.6,102.5；
HRMS(ESI)m/z:calcd for C21H15N2[M+H]+,295.1230；found 295.1231.
经以上表征数据推断目标化合物的结构如下：
Figure BDA0002312117710000061
实施例2
在封管中依次加入0.1毫摩尔2-(1H-吲哚-1-基)苯胺、0.2毫摩尔4-甲基苯甲酰氯、0.01毫摩尔双(二亚苄基丙酮)钯、0.025毫摩尔六氟锑酸银和毫摩尔新戊酸铯，随后加入1毫升无水的甲苯与1,4-二氧六环的混合溶剂(其体积比为1:1)，氩气保护，于130℃条件下搅拌反应24小时，停止反应，冷却至室温并过滤，滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸得粗产物，最后经柱层析分离纯化，所用柱层析洗脱液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚:乙酸乙酯＝100:1)。得到纯净的6-(4-甲基苯基)吲哚并[1,2-a]喹喔啉，产率为80％。
所得目标产物的氢谱、碳谱如图3和图4所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.53(t,J＝8.9Hz,2H),8.14(d,J＝7.7Hz,1H),8.01-7.93(m,3H),7.61(m,J＝20.1,7.9Hz,2H),7.50-7.40(m,4H),7.29(d,J＝5.8Hz,1H),2.52(s,3H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ156.2,140.3,136.1,135.2,133.2,130.35,130.2,129.4,129.3,129.2,128.6,128.3,124.4,124.2,122.8,122.9,114.7,114.6,102.8,21.5；
HRMS(ESI)m/z:calcd for C22H17N2[M+H]+,309.1386；found 309.1391.
经以上表征数据推断目标化合物的结构如下：
Figure BDA0002312117710000071
实施例3
在封管中依次加入0.1毫摩尔2-(1H-吲哚-1-基)苯胺、0.2毫摩尔4-乙基苯甲酰氯、0.01毫摩尔双(二亚苄基丙酮)钯、0.025毫摩尔六氟锑酸银和毫摩尔新戊酸铯，随后加入1毫升无水的甲苯与1,4-二氧六环的混合溶剂(其体积比为1:1)，氩气保护，于130℃条件下搅拌反应24小时，停止反应，冷却至室温并过滤，滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸得粗产物，最后经柱层析分离纯化，所用柱层析洗脱液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚:乙酸乙酯＝100:1)。得到纯净的6-(4-乙基苯基)吲哚并[1,2-a]喹喔啉，产率为75％。
所得目标产物的氢谱、碳谱如图5和图6所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.48(t,J＝8.4Hz,2H),8.06(dd,J＝7.9,1.3Hz,1H),7.93(dd,J＝13.2,8.0Hz,3H),7.61-7.50(m,2H),7.42(dd,J＝13.7,7.6Hz,4H),7.26(s,1H),2.77(q,J＝7.6Hz,2H),1.32(t,J＝7.6Hz,3H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ156.2,146.5,136.4,135.7,133.1,130.5,130.2,129.2,129.2,128.7,128.2,128.1,124.3,124.1,122.8,122.6,114.6,114.6,102.5,29.0,15.6；
HRMS(ESI)m/z:calcd for C23H19N2[M+H]+,393.2244；found 323.1548.
经以上表征数据推断目标化合物的结构如下：
Figure BDA0002312117710000081
实施例4
在封管中依次加入0.1毫摩尔2-(1H-吲哚-1-基)苯胺、0.2毫摩尔4-甲氧基苯甲酰氯、0.01毫摩尔双(二亚苄基丙酮)钯、0.025毫摩尔六氟锑酸银和毫摩尔新戊酸铯，随后加入1毫升无水的甲苯与1,4-二氧六环的混合溶剂(其体积比为1:1)，氩气保护，于130℃条件下搅拌反应24小时，停止反应，冷却至室温并过滤，滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸得粗产物，最后经柱层析分离纯化，所用柱层析洗脱液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚:乙酸乙酯＝100:1)。得到纯净的6-(4-甲氧基苯基)吲哚并[1,2-a]喹喔啉，产率为69％。
所得目标产物的氢谱、碳谱如图7和图8所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.52(t,J＝8.1Hz,2H),8.11-7.92(m,4H),7.65-7.53(m,2H),7.45(t,J＝7.5Hz,2H),7.29(s,2H),7.10(d,J＝8.7Hz,2H),3.92(s,3H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ161.4,155.7,136.9,133.2,130.3,130.2,130.1,129.3,129.1,128.2,128.1,127.7,124.5,124.3,122.8,122.7,114.7,114.6,114.1,55.5；
HRMS(ESI)m/z:calcd for C22H17N2O[M+H]+,325.1335；found 325,1339.
经以上表征数据推断目标化合物的结构如下：
Figure BDA0002312117710000091
实施例5
在封管中依次加入0.1毫摩尔2-(1H-吲哚-1-基)苯胺、0.2毫摩尔4-正丁基苯甲酰氯、0.01毫摩尔双(二亚苄基丙酮)钯、0.025毫摩尔六氟锑酸银和毫摩尔新戊酸铯，随后加入1毫升无水的甲苯与1,4-二氧六环的混合溶剂(其体积比为1:1)，氩气保护，于130℃条件下搅拌反应24小时，停止反应，冷却至室温并过滤，滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸得粗产物，最后经柱层析分离纯化，所用柱层析洗脱液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚:乙酸乙酯＝100:1)。得到纯净的6-(4-正丁基苯基)吲哚并[1,2-a]喹喔啉，产率为79％。
所得目标产物的氢谱、碳谱如图9和图10所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.51(t,J＝8.5Hz,2H),8.07(dd,J＝7.9,1.4Hz,1H),7.94(dd,J＝7.3,5.3Hz,3H),7.63-7.53(m,2H),7.47-7.36(m,4H),7.27(s,1H),2.78-2.70(m,2H),1.67(d,J＝7.6Hz,2H),1.43(m,J＝14.9,7.4Hz,2H),0.97(t,J＝7.3Hz,3H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ156.3,145.3,136.3,135.6,133.1,130.4,130.2,129.3,129.2,128.8,128.6,128.2,124.3,124.2,122.8,122.6,114.6,114.6,102.7,35.7,33.6,22.4,14.0；
HRMS(ESI)m/z:calcd for C25H23N2[M+H]+,351.1856；found 351.1861.
经以上表征数据推断目标化合物的结构如下：
Figure BDA0002312117710000101
实施例6
在封管中依次加入0.1毫摩尔2-(1H-吲哚-1-基)苯胺、0.2毫摩尔4-氯苯甲酰氯、0.01毫摩尔双(二亚苄基丙酮)钯、0.025毫摩尔六氟锑酸银和毫摩尔新戊酸铯，随后加入1毫升无水的甲苯与1,4-二氧六环的混合溶剂(其体积比为1:1)，氩气保护，于130℃条件下搅拌反应24小时，停止反应，冷却至室温并过滤，滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸得粗产物，最后经柱层析分离纯化，所用柱层析洗脱液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚:乙酸乙酯＝100:1)。得到纯净的6-(4-氯苯基)吲哚并[1,2-a]喹喔啉，产率为72％。
所得目标产物的氢谱、碳谱如图11和图12所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.56(dd,J＝11.8,8.9Hz,2H),8.18(d,J＝9.1Hz,1H),8.01(dd,J＝19.6,8.0Hz,3H),7.71-7.57(m,4H),7.50(t,J＝7.4Hz,2H),7.29(s,1H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ154.9,136.4,133.3,130.3,130.2,130.1,129.3,129.0,128.8,128.7,124.9,124.5,123.0,123.0,114.8,114.7,103.0；
HRMS(ESI)m/z:calcd for C21H14ClN2[M+H]+,329.0840；found 329.0838.
经以上表征数据推断目标化合物的结构如下：
Figure BDA0002312117710000111
实施例7
在封管中依次加入0.1毫摩尔2-(1H-吲哚-1-基)苯胺、0.2毫摩尔4-溴苯甲酰氯、0.01毫摩尔双(二亚苄基丙酮)钯、0.025毫摩尔六氟锑酸银和毫摩尔新戊酸铯，随后加入1毫升无水的甲苯与1,4-二氧六环的混合溶剂(其体积比为1:1)，氩气保护，于130℃条件下搅拌反应24小时，停止反应，冷却至室温并过滤，滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸得粗产物，最后经柱层析分离纯化，所用柱层析洗脱液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚:乙酸乙酯＝100:1)。得到纯净的6-(4-溴苯基)吲哚并[1,2-a]喹喔啉，产率为67％。
所得目标产物的氢谱、碳谱如图13和图14所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.53(t,J＝9.4Hz,2H),8.13(d,J＝7.9Hz,1H),7.96(dd,J＝7.7,6.1Hz,3H),7.75(d,J＝8.3Hz,2H),7.63(m,J＝23.7,7.6Hz,2H),7.48(t,J＝7.5Hz,2H),7.25(s,1H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ155.0,136.8,135.9,133.2,131.9,130.4,130.3,130.2,129.2,128.7,128.7,124.7,124.7,124.6,124.4,122.9,114.7,114.6,102.6；
HRMS(ESI)m/z:calcd for C21H14BrN2[M+H]+,373.0335；found 373.0331.
经以上表征数据推断目标化合物的结构如下：
Figure BDA0002312117710000121
实施例8
在封管中依次加入0.1毫摩尔2-(1H-吲哚-1-基)苯胺、0.2毫摩尔3-氟苯甲酰氯、0.01毫摩尔双(二亚苄基丙酮)钯、0.025毫摩尔六氟锑酸银和毫摩尔新戊酸铯，随后加入1毫升无水的甲苯与1,4-二氧六环的混合溶剂(其体积比为1:1)，氩气保护，于130℃条件下搅拌反应24小时，停止反应，冷却至室温并过滤，滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸得粗产物，最后经柱层析分离纯化，所用柱层析洗脱液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚:乙酸乙酯＝100:1)。得到纯净的6-(3-氟苯基)吲哚并[1,2-a]喹喔啉，产率为77％。
所得目标产物的氢谱、碳谱如图15和图16所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.57-8.49(m,2H),8.11(d,J＝7.9Hz,1H),7.97(d,J＝8.0Hz,1H),7.86(d,J＝7.6Hz,1H),7.78(d,J＝9.5Hz,1H),7.66(t,J＝7.8Hz,1H),7.58(q,J＝8.4Hz,2H),7.48(t,J＝7.2Hz,2H),7.30(dd,J＝12.3,6.1Hz,2H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ162.9(d,J＝245.0Hz),154.8(d,J＝3.0Hz),140.2(d,J＝8.0Hz),136.0,133.1,130.6,130.4,130.3(d,J＝2.0Hz),129.2,128.7,124.6,124.4(d,J＝3.0Hz),124.3,122.9,122.8,117.0(d,J＝21.0Hz),115.8(d,J＝23.0Hz),114.7(d,J＝11.0Hz),102.5；
HRMS(ESI)m/z:calcd for C21H14FN2[M+H]+,313.1134；found 313.1138.
经以上表征数据推断目标化合物的结构如下：
Figure BDA0002312117710000131
实施例9
在封管中依次加入0.1毫摩尔2-(1H-吲哚-1-基)苯胺、0.2毫摩尔3-溴苯甲酰氯、0.01毫摩尔双(二亚苄基丙酮)钯、0.025毫摩尔六氟锑酸银和毫摩尔新戊酸铯，随后加入1毫升无水的甲苯与1,4-二氧六环的混合溶剂(其体积比为1:1)，氩气保护，于130℃条件下搅拌反应24小时，停止反应，冷却至室温并过滤，滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸得粗产物，最后经柱层析分离纯化，所用柱层析洗脱液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚:乙酸乙酯＝100:1)。得到纯净的6-(3-溴苯基)吲哚并[1,2-a]喹喔啉，产率为70％。
所得目标产物的氢谱、碳谱如图17和图18所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.53(dd,J＝13.8,8.5Hz,2H),8.20(t,J＝1.6Hz,1H),8.09(dd,J＝7.9,1.3Hz,1H),7.98(t,J＝8.2Hz,2H),7.72(dd,J＝8.0,0.8Hz,1H),7.68-7.64(m,1H),7.60(t,J＝7.3Hz,1H),7.50-7.45(m,3H),7.24(s,1H)；
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ154.6,140.2,136.1,133.1,133.0,131.6,130.7,130.2,129.2,128.8,128.7,127.3,124.6,124.3,122.9,122.9,114.7,114.6,102.3；
HRMS(ESI)m/z:calcd for C21H14BrN2[M+H]+,373.0335；found 373.0338
经以上表征数据推断目标化合物的结构如下：
Figure BDA0002312117710000141
实施例10
在封管中依次加入0.1毫摩尔2-(1H-吲哚-1-基)苯胺、0.2毫摩尔3-甲氧基苯甲酰氯、0.01毫摩尔双(二亚苄基丙酮)钯、0.025毫摩尔六氟锑酸银和毫摩尔新戊酸铯，随后加入1毫升无水的甲苯与1,4-二氧六环的混合溶剂(其体积比为1:1)，氩气保护，于130℃条件下搅拌反应24小时，停止反应，冷却至室温并过滤，滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸得粗产物，最后经柱层析分离纯化，所用柱层析洗脱液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚:乙酸乙酯＝100:1)。得到纯净的6-(3-甲氧基苯基)吲哚并[1,2-a]喹喔啉，产率为68％。
所得目标产物的氢谱、碳谱如图19和图20所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.57-8.50(m,2H),8.12(dd,J＝7.9,1.4Hz,1H),7.96(d,J＝8.0Hz,1H),7.66-7.63(m,2H),7.58(m,J＝8.5,4.9,1.5Hz,2H),7.53-7.45(m,3H),7.30(s,1H),7.17-7.12(m,1H),3.95(s,3H)；
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ159.9,156.1,139.6,136.3,133.1,130.6,130.3,129.7,129.2,129.1,128.4,124.4,124.2,122.9,122.7,121.1,116.0,114.7,114.6,113.9,102.6,55.5；
HRMS(ESI)m/z:calcd for C22H17N2O[M+H]+,325.1335；found 325.1339.
经以上表征数据推断目标化合物的结构如下：
Figure BDA0002312117710000151
实施例11
在封管中依次加入0.1毫摩尔2-(1H-吲哚-1-基)苯胺、0.2毫摩尔2-甲基苯甲酰氯、0.01毫摩尔双(二亚苄基丙酮)钯、0.025毫摩尔六氟锑酸银和毫摩尔新戊酸铯，随后加入1毫升无水的甲苯与1,4-二氧六环的混合溶剂(其体积比为1:1)，氩气保护，于130℃条件下搅拌反应24小时，停止反应，冷却至室温并过滤，滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸得粗产物，最后经柱层析分离纯化，所用柱层析洗脱液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚:乙酸乙酯＝100:1)。得到纯净的6-(2-甲基苯基)吲哚并[1,2-a]喹喔啉，产率为76％。
所得目标产物的氢谱、碳谱如图21和图22所示，结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.54(dd,J＝17.2,8.5Hz,2H),8.08(dd,J＝7.9,1.0Hz,1H),7.89(d,J＝8.0Hz,1H),7.71-7.64(m,1H),7.56(dd,J＝17.3,8.2Hz,2H),7.42(ddd,J＝23.3,14.2,7.5Hz,5H),6.82(s,1H),2.34(s,3H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ157.5,137.3,136.5,136.0,133.2,130.9,130.5,130.4,129.9,129.3,129.2,128.8,128.5,125.8,124.5,124.2,122.9,122.7,114.7,114.6,102.6,19.7；
HRMS(ESI)m/z:calcd for C22H17N2[M+H]+,309.1386；found 309.1390.
经以上表征数据推断目标化合物的结构如下：
Figure BDA0002312117710000161
实施例12
在封管中依次加入0.1毫摩尔2-(1H-吲哚-1-基)苯胺、0.2毫摩尔2-氟苯甲酰氯、0.01毫摩尔双(二亚苄基丙酮)钯、0.025毫摩尔六氟锑酸银和毫摩尔新戊酸铯，随后加入1毫升无水的甲苯与1,4-二氧六环的混合溶剂(其体积比为1:1)，氩气保护，于130℃条件下搅拌反应24小时，停止反应，冷却至室温并过滤，滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸得粗产物，最后经柱层析分离纯化，所用柱层析洗脱液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚:乙酸乙酯＝100:1)。得到纯净的6-(2-氟苯基)吲哚并[1,2-a]喹喔啉，产率为66％。
所得目标产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.58-8.49(m,2H),8.11(dd,J＝7.9,1.5Hz,1H),7.93(d,J＝8.0Hz,1H),7.78(m,J＝7.4,1.8Hz,1H),7.70-7.66(m,1H),7.58(ddd,J＝9.2,7.6,4.8Hz,2H),7.50-7.43(m,2H),7.38(m,J＝7.5,1.0Hz,1H),7.35-7.29(m,1H),7.02(d,J＝1.6Hz,1H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ160.3(d,J＝199.0Hz),152.6,136.0,133.0,131.4(d,J＝6.0Hz),131.1,130.7,130.4,129.4,129.2,128.8,126.1,126.0,124.5(d,J＝3.0Hz),124.4,124.2,122.9,122.7,116.4(d,J＝17.0Hz),114.7(d,J＝16.0Hz),102.2；
HRMS(ESI)m/z:calcd for C21H14FN2[M+H]+,313.1136；found 313.1140.
经以上表征数据推断目标化合物的结构如下：
Figure BDA0002312117710000171
实施例13
在封管中依次加入0.1毫摩尔2-(1H-吲哚-1-基)苯胺、0.2毫摩尔2-溴苯甲酰氯、0.01毫摩尔双(二亚苄基丙酮)钯、0.025毫摩尔六氟锑酸银和毫摩尔新戊酸铯，随后加入1毫升无水的甲苯与1,4-二氧六环的混合溶剂(其体积比为1:1)，氩气保护，于130℃条件下搅拌反应24小时，停止反应，冷却至室温并过滤，滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸得粗产物，最后经柱层析分离纯化，所用柱层析洗脱液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚:乙酸乙酯＝100:1)。得到纯净的6-(2-溴苯基)吲哚并[1,2-a]喹喔啉，产率为62％。
所得目标产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.53(dd,J＝20.1,8.5Hz,2H),8.12(d,J＝7.9Hz,1H),7.89(d,J＝8.0Hz,1H),7.77(d,J＝8.0Hz,1H),7.67(t,J＝7.8Hz,1H),7.62-7.54(m,2H),7.52-7.38(m,4H),6.80(s,1H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ156.2,138.6,135.8,133.4,133.2,130.7,130.7,130.6,130.5,129.2,128.9,127.6,124.6,124.3,123.0,122.8,122.3,114.8,114.6,102.5；
HRMS(ESI)m/z:calcd for C21H14BrN2[M+H]+,373.0335；found 373.0339.
经以上表征数据推断目标化合物的结构如下：
Figure BDA0002312117710000191
实施例14
在封管中依次加入0.1毫摩尔2-(3-甲基-1H-吲哚-1-基)苯胺、0.2毫摩尔苯甲酰氯、0.01毫摩尔双(二亚苄基丙酮)钯、0.025毫摩尔六氟锑酸银和毫摩尔新戊酸铯，随后加入1毫升无水的甲苯与1,4-二氧六环的混合溶剂(其体积比为1:1)，氩气保护，于130℃条件下搅拌反应24小时，停止反应，冷却至室温并过滤，滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸得粗产物，最后经柱层析分离纯化，所用柱层析洗脱液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚:乙酸乙酯＝100:1)。得到纯净的7-甲基-6-苯基吲哚并[1,2-a]喹喔啉，产率为82％。
所得目标产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.48(dd,J＝8.4,5.4Hz,2H),8.04(dd,J＝7.9,1.5Hz,1H),7.91(d,J＝8.1Hz,1H),7.66(dd,J＝6.6,3.0Hz,2H),7.61-7.56(m,5H),7.44(ddd,J＝15.2,11.7,4.4Hz,2H),2.08(s,3H)；
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ157.7,139.7,135.8,132.0,130.6,130.3,130.2,129.3,128.6,128.5,128.3,125.8,124.7,123.8,122.0,120.8,114.4,110.9,11.1；
HRMS(ESI)m/z:calcd for C22H17N2[M+H]+,309.1386；found 309.1381.
经以上表征数据推断目标化合物的结构如下：
Figure BDA0002312117710000201
实施例15
在封管中依次加入0.1毫摩尔2-(4-甲氧基-1H-吲哚-1-基)苯胺、0.2毫摩尔苯甲酰氯、0.01毫摩尔双(二亚苄基丙酮)钯、0.025毫摩尔六氟锑酸银和毫摩尔新戊酸铯，随后加入1毫升无水的甲苯与1,4-二氧六环的混合溶剂(其体积比为1:1)，氩气保护，于130℃条件下搅拌反应24小时，停止反应，冷却至室温并过滤，滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸得粗产物，最后经柱层析分离纯化，所用柱层析洗脱液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚:乙酸乙酯＝100:1)。得到纯净的8-甲氧基-6-苯基吲哚并[1,2-a]喹喔啉，产率为72％。
所得目标产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.52(d,J＝8.2Hz,1H),8.13-8.00(m,4H),7.65-7.55(m,4H),7.47(m,J＝12.5,7.8Hz,2H),7.38(s,1H),6.81(d,J＝7.8Hz,1H),4.03(s,3H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ156.38,154.47,138.24,136.50,134.17,130.34,130.16,129.96,128.68,128.66,128.11,125.44,124.27,120.89,114.76,107.47,101.39,99.96,55.47；
HRMS(ESI)m/z:calcd for C22H17N2O[M+H]+,325.1335；found 325.1339.
经以上表征数据推断目标化合物的结构如下：
Figure BDA0002312117710000211
实施例16
在封管中依次加入0.1毫摩尔2-(4,6二甲基-1H-吲哚-1-基)苯胺、0.2毫摩尔苯甲酰氯、0.01毫摩尔双(二亚苄基丙酮)钯、0.025毫摩尔六氟锑酸银和毫摩尔新戊酸铯，随后加入1毫升无水的甲苯与1,4-二氧六环的混合溶剂(其体积比为1:1)，氩气保护，于130℃条件下搅拌反应24小时，停止反应，冷却至室温并过滤，滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸得粗产物，最后经柱层析分离纯化，所用柱层析洗脱液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚:乙酸乙酯＝100:1)。得到纯净的8,10-二甲基-6-苯基吲哚并[1,2-a]喹喔啉，产率为80％。
所得目标产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.53(d,J＝8.7Hz,1H),8.22(s,1H),8.10(dd,J＝7.5,1.9Hz,2H),7.93(d,J＝8.0Hz,1H),7.61-7.52(m,4H),7.44(t,J＝7.5Hz,1H),7.27(s,1H),7.16(s,1H),2.80(s,3H),2.60(s,3H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ153.1,138.8,138.5,138.0,133.1,132.7,130.0,129.8,129.4,129.1,128.9,128.5,126.8,123.8,122.6,122.5,114.9,112.9,101.3,22.2,18.5；
HRMS(ESI)m/z:calcd for C23H19N2[M+H]+,323.1543；found 323.1546.
经以上表征数据推断目标化合物的结构如下：
Figure BDA0002312117710000221
实施例17
在封管中依次加入0.1毫摩尔2-(4-氟-1H-吲哚-1-基)苯胺、0.2毫摩尔苯甲酰氯、0.01毫摩尔双(二亚苄基丙酮)钯、0.025毫摩尔六氟锑酸银和毫摩尔新戊酸铯，随后加入1毫升无水的甲苯与1,4-二氧六环的混合溶剂(其体积比为1:1)，氩气保护，于130℃条件下搅拌反应24小时，停止反应，冷却至室温并过滤，滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸得粗产物，最后经柱层析分离纯化，所用柱层析洗脱液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚:乙酸乙酯＝100:1)。得到纯净的8-氟-6-苯基吲哚并[1,2-a]喹喔啉，产率为70％。
所得目标产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.47(dd,J＝8.3,0.7Hz,1H),8.24(d,J＝8.7Hz,1H),8.10(dd,J＝7.9,1.4Hz,1H),8.08-8.00(m,2H),7.68-7.58(m,4H),7.53-7.43(m,2H),7.34(d,J＝0.5Hz,1H),7.11(dd,J＝9.5,7.9Hz,1H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ157.1(d,J＝200.0Hz),156.2,137.9,136.4,135.0(d,J＝8.0Hz),130.6,130.2,129.3(d,J＝25.0Hz),128.8,128.6,128.5,124.8,124.7,124.6,119.1(d,J＝19.0Hz),114.7,110.7(d,J＝3.0Hz),106.9(d,J＝15.0Hz),98.2；
HRMS(ESI)m/z:calcd for C21H14FN2[M+H]+,313.1136；found 313.1140.
经以上表征数据推断目标化合物的结构如下：
Figure BDA0002312117710000231
实施例18
在封管中依次加入0.1毫摩尔2-(5-氰基-1H-吲哚-1-基)苯胺、0.2毫摩尔苯甲酰氯、0.01毫摩尔双(二亚苄基丙酮)钯、0.025毫摩尔六氟锑酸银和毫摩尔新戊酸铯，随后加入1毫升无水的甲苯与1,4-二氧六环的混合溶剂(其体积比为1:1)，氩气保护，于130℃条件下搅拌反应24小时，停止反应，冷却至室温并过滤，滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸得粗产物，最后经柱层析分离纯化，所用柱层析洗脱液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚:乙酸乙酯＝100:1)。得到纯净的9-氰基-6-苯基吲哚并[1,2-a]喹喔啉，产率为45％。
所得目标产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.58(d,J＝9.0Hz,1H),8.48(d,J＝8.2Hz,1H),8.29(s,1H),8.16(d,J＝8.1Hz,1H),8.03-7.98(m,2H),7.76(dd,J＝9.0,1.4Hz,1H),7.72-7.65(m,1H),7.63-7.58(m,3H),7.54(t,J＝7.6Hz,1H),7.33(s,1H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ156.1,137.3,136.2,134.0,130.9,130.7,130.6,129.4,129.0,128.9,128.7,128.6,128.4,126.2,125.5,119.5,115.6,114.8,106.2,103.1；
HRMS(ESI)m/z:calcd for C22H14N3[M+H]+,320.1182；found 320.1180.
经以上表征数据推断目标化合物的结构如下：
Figure BDA0002312117710000241
实施例19
在封管中依次加入0.1毫摩尔4-氯-2-(1H-吲哚-1-基)苯胺、0.2毫摩尔苯甲酰氯、0.01毫摩尔双(二亚苄基丙酮)钯、0.025毫摩尔六氟锑酸银和毫摩尔新戊酸铯，随后加入1毫升无水的甲苯与1,4-二氧六环的混合溶剂(其体积比为1:1)，氩气保护，于130℃条件下搅拌反应24小时，停止反应，冷却至室温并过滤，滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸得粗产物，最后经柱层析分离纯化，所用柱层析洗脱液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚:乙酸乙酯＝100:1)。得到纯净的2-氯-6-苯基吲哚并[1,2-a]喹喔啉，产率为76％。
所得目标产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.41(dd,J＝8.7,4.5Hz,2H),8.07(d,J＝2.3Hz,1H),8.03(dd,J＝6.3,2.7Hz,2H),7.94(d,J＝8.0Hz,1H),7.58(ddd,J＝11.1,7.6,2.8Hz,5H),7.47(t,J＝7.5Hz,1H),7.28(d,J＝2.7Hz,1H)；
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ157.3,157.3,137.9,137.4,133.0,130.3,129.9,129.2,129.1,128.8,128.76,128.7,128.6,128.0,124.8,123.0,122.9,115.6,114.3,103.2；
HRMS(ESI)m/z:calcd for C21H14ClN2[M+H]+,329.0840；found 329.0841.
经以上表征数据推断目标化合物的结构如下：
Figure BDA0002312117710000251
实施例20
在封管中依次加入0.1毫摩尔4-氯-2-氟-6-(1H-吲哚-1-基)苯胺、0.2毫摩尔苯甲酰氯、0.01毫摩尔双(二亚苄基丙酮)钯、0.025毫摩尔六氟锑酸银和毫摩尔新戊酸铯，随后加入1毫升无水的甲苯与1,4-二氧六环的混合溶剂(其体积比为1:1)，氩气保护，于130℃条件下搅拌反应24小时，停止反应，冷却至室温并过滤，滤液用乙酸乙酯萃取3次，合并有机相并使用无水硫酸镁干燥，过滤，减压旋蒸得粗产物，最后经柱层析分离纯化，所用柱层析洗脱液为石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚:乙酸乙酯＝100:1)。得到纯净的2-氯-4-氟-6-苯基吲哚并[1,2-a]喹喔啉，产率为56％。
所得目标产物的结构表征数据如下所示：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.53(dd,J＝20.0,8.5Hz,2H),8.08(dd,J＝7.9,1.2Hz,1H),7.90(d,J＝8.0Hz,1H),7.71-7.65(m,1H),7.58(m,J＝7.6,5.9Hz,2H),7.55-7.42(m,3H),7.25-7.19(m,1H),6.79(s,1H)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ158.7(d,J＝256.0Hz),156.3(d,J＝1.0Hz),137.7,133.5(d,J＝12.0Hz),133.0,131.6(d,J＝4.0Hz),130.4,128.8,128.8,128.7,125.3,124.9(d,J＝12.0Hz),123.4,123.1,114.3 111.9,111.7,110.7(d,J＝4.0Hz),104.1；
HRMS(ESI)m/z:calcd for C21H13ClFN2[M+H]+,347.0746；found 347.0742.
经以上表征数据推断目标化合物的结构如下：
Figure BDA0002312117710000261
上述实施例为本发明的部分实施方式，本发明的具体实施方式并不受上面实施例的影响，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的结构修饰、条件简化均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种合成吲哚并[1,2-a]喹喔啉衍生物的新方法，其特征在于，包含如下步骤：
在玻璃反应容器中，加入钯催化剂、吲哚类化合物、酰氯、添加剂、碱和溶剂，氩气保护，于110℃～130℃的条件下搅拌反应，粗产物经分离纯化后可得吲哚并[1,2-a]喹喔啉类化合物。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，制备吲哚并[1,2-a]喹喔啉类化合物的化学反应方程式如下所示：
Figure FDA0002312117700000011
式中，R1和R2选自氢、3-甲基、4-甲基、4-甲氧基、4-苄氧基、5-甲氧基、6-甲氧基、4,6-二甲基、4-氟、4-氯、5-氟、6-氟、5-氰基、4-氯-6-氟、4-三氟甲基中的一种以上；
R为4-甲基、4-乙基、4-甲氧基、4-正丁基、4-氯、4-溴、3-氟、3-溴、3-甲氧基、2-甲基、2-氟、2-溴、1-萘、2-噻吩、2-呋喃、2-氟-4-溴中的一种。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述钯催化剂为四(三苯基膦)钯、醋酸钯、三氟乙酸钯、双(二亚苄基丙酮)钯中的一种或一种以上；所述钯催化剂与吲哚类化合物的投料摩尔比为0.1:1。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述酰氯与吲哚类化合物的投料摩尔比为2:1。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述添加剂为银盐，为六氟锑酸银、磷酸银、碳酸银和三氟甲磺酸银中的一种或一种以上。
6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述添加剂与吲哚类化合物的投料摩尔比为0.1～2.0:1。
7.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，所述碱为新戊酸铯、碳酸铯、三氟甲磺酸钠、碳酸钠、碳酸钾、醋酸钠中的一种或一种以上；所述碱与吲哚类化合物的投料摩尔比为1～2:1。
8.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂为1,4-二氧六环和甲苯的混合溶剂，其体积比为1:1。
9.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法的反应时间为8～30小时。
10.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述粗产物的分离方法为柱层析，以乙酸乙酯和石油醚为洗脱剂。
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Assignor: GUILIN University OF TECHNOLOGY

Contract record no.: X2023980044911

Denomination of invention: A Synthesis Method of Indolo [1,2-a] Quinoxaline Derivatives

Granted publication date: 20220614

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