CN111793069B - 一种高效制备含有吲哚结构单元的稠环化合物的方法 - Google Patents

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CN111793069B CN201910279060.4A CN201910279060A CN111793069B CN 111793069 B CN111793069 B CN 111793069B CN 201910279060 A CN201910279060 A CN 201910279060A CN 111793069 B CN111793069 B CN 111793069B
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Abstract

本发明公开了一种制备含有吲哚结构单元的稠环化合物的方法。该方法步骤如下：使三氟甲磺酸酯(MeOTf)与式I所示的2‑吲哚基苯腈衍生物进行反应，得到式II所示目标化合物。本发明所提供的含有吲哚结构单元的稠环化合物的制备方法科学合理，整个过程没有使用任何金属试剂；另外制备方法中还具有操作简便、合成产率高、产品易于纯化等特点。

Description

一种高效制备含有吲哚结构单元的稠环化合物的方法
技术领域
本发明属于有机合成领域，具体涉及一种由有机试剂介导的含有吲哚结构单元的稠环化合物的制备方法。
背景技术
含有吲哚骨架的化合物是一种重要的结构单元，存在于许多有效治疗药物分子中，其中含有吲哚结构单元的稠环化合物更是备受关注的明星分子，它们广泛存在于天然产物中并具有丰富的生物和药理活性，如已知的3-氨基吲哚的稠环化合物是一种重要的激酶抑制剂，用于治疗炎症，抑郁症，焦虑症和与心血管相关疾病等。因此，发展方便快捷构造含有吲哚结构单元的稠环化合物是重要的课题之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种无金属参与的含有吲哚结构单元的稠环化合物的制备方法。
所述含有吲哚结构单元的稠环化合物的结构式如式II所示：
Figure BDA0002021075530000011
所述式II中，R1选自氢、卤素、烷基、烷氧基中的至少一种；R2选自下述基团中的任意一种：氢、烷基、烷氧基；R3选自氢、卤素、烷基中的至少一种。
所述卤素具体可为氟、氯、溴或碘；所述烷基具体可为含有1-5个碳原子的直链或支链烷基；所述烷氧基具体可为含有1-5个碳原子的直链烷氧基。
本发明所提供的式II所示含有吲哚结构单元的稠环化合物的制备方法，包括下述步骤：使三氟甲磺酸酯(MeOTf)与式I所示的2-吲哚基苯腈衍生物进行反应，得到式II所示目标化合物。
Figure BDA0002021075530000021
所述式I中，R1、R2、R3的定义同式II中的R1、R2、R3。
上述方法中，所述式I所示化合物和三氟甲磺酸酯的投料摩尔比为1.0：1.5-3.0。
上述方法中，所述反应采用封管反应。
所述反应的反应温度为80-95℃，反应时间为24-36小时。
所述反应在溶剂中进行，所述溶剂选自1,2-二氯乙烷。该溶剂为简单经过活化分子筛干燥处理的溶剂。所用分子筛为商品化试剂(如北京化工厂生产的钙A型分子筛)，使用前在马弗炉中350-400度加热5-6小时。
本发明所述反应无需淬灭可直接萃取蒸馏过柱纯化。
具体纯化步骤如下：先进行萃取，取有机相旋转蒸发再进行柱层析。其中，所述萃取步骤中，萃取剂为二氯甲烷；所述柱层析步骤中，所用柱层析柱为硅胶柱；所用洗脱剂为(石油醚/乙酸乙酯/三乙胺，三种的体积比为10/1/5)。
本发明中式I所示的2-吲哚基苯腈衍生物可通过式a所示的吲哚衍生物和式b所示的邻溴苯腈通过铜催化的偶联反应制得。
Figure BDA0002021075530000022
所述式a中，R1、R2、R3的定义同式II中的R1、R2、R3。
所述式b中，R3的定义同式II中的R3。
本发明所提供的含有吲哚结构单元的稠环化合物制备方法科学合理，采用一锅法得到高产率的目标产物，操作简单，整个过程没有使用任何金属试剂；另外制备方法中还具有产品易于纯化等特点。
附图说明
图1为实施例1制备的化合物的1H NMR图谱。
图2为实施例2制备的化合物的1H NMR图谱。
图3为实施例3制备的化合物的1H NMR图谱。
图4为实施例4制备的化合物的1H NMR图谱。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的方法进行说明，但本发明并不局限于此，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中所用的溶剂1,2-二氯乙烷使用前均经过活化分子筛处理。
下述实施例中所使用的2-吲哚基苯腈衍生物(式I所示的2-吲哚基苯腈衍生物)是通过商品可得的吲哚衍生物和商品可得的邻溴苯腈通过铜催化的偶联反应制得，具体合成步骤为：向50mL的反应器中，依次加入吲哚衍生物(5mmol)，K3PO4(10.2mmol)，碘化亚铜(10mol％)，邻菲罗啉(40mol％)抽真空充入N2气体，然后加入甲苯(13mL)，等待底物完全溶解后再加入邻溴苯腈衍生物(6mmol)密封反应器，加热到110度反应24-36小时。待反应体系冷却后，分三次用20mL二氯甲烷萃取，有机相转移到旋蒸瓶内后旋转蒸发有机相得到粗产品。粗产品用(石油醚/乙酸乙酯：5/1)为洗脱剂、硅胶柱吸附相柱层析分离，得到纯的I式化合物。
实施例一、(E)-N-甲基-10H-吲哚[1,2-a]吲哚-10-亚胺(式II中，R1为氢、R2为氢、R3为氢的化合物)
向25mL的反应器中，依次加入2-吲哚基苯腈(109.0mg,0.5mmol),抽真空充入N2气体，然后加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，等待底物完全溶解后再加入三氟甲磺酸酯(246mg，1.5mmol)，密封反应器，加热到90度反应36小时。待反应体系冷却后，分三次用10mL二氯甲烷萃取，有机相转移到旋蒸瓶内后旋转蒸发有机相得到粗产品。粗产品用(石油醚/乙酸乙酯/三乙胺：10/1/5，v/v/v)为洗脱剂、硅胶柱吸附相柱层析分离，得到纯的黄色固体产品(E)-N-甲基-10H-吲哚[1,2-a]吲哚-10-亚胺89.3mg，分离产率77％。
(E)-N-甲基-10H-吲哚[1,2-a]吲哚-10-亚胺的结构鉴定：核磁共振数据：1H NMR(400MHz,CHLOROFORM-D)δ7.80(d,J＝7.7Hz,1H),7.66(dd,J＝16.8,8.1Hz,2H),7.45(d,J＝3.5Hz,2H),7.43–7.36(m,1H),7.23–7.10(m,2H),6.94(s,1H),3.73(s,2H).13C NMR(101MHz,CHLOROFORM-D)δ156.39,142.46,132.91,132.49,132.14,131.80,131.26,126.22,123.73,123.56,123.07,121.50,111.24,110.82,107.29,77.48,77.16,76.84,42.59.
GC-MS数据：m/z:232。
分析结果表明，获得的目标产物正确。
实施例二、(E)-1-溴-N-甲基-10H-吲哚[1,2-a]吲哚-10-亚胺(式II中，R1为1-溴、R2为氢、R3为氢的化合物)
向25mL的反应器中，依次加入2-(5-溴吲哚基)苯腈(148.5mg,0.5mmol),抽真空充入N2气体，然后加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，等待底物完全溶解后再加入MeOTf(123mg，0.75mmol)，密封反应器，加热到80度反应24小时。待反应体系冷却后，分三次用10mL二氯甲烷萃取，转移到旋蒸瓶内后旋转蒸发有机相得到粗产品。粗产品用(石油醚/乙酸乙酯/三乙胺：10/1/5，v/v/v)为洗脱剂、硅胶柱吸附相柱层析分离，得到纯的黄色固体产品(E)-1-溴-N-甲基-10H-吲哚[1,2-a]吲哚-10-亚胺134.9mg，分离产率87％
(E)-1-溴-N-甲基-10H-吲哚[1,2-a]吲哚-10-亚胺的结构鉴定，核磁共振数据：1HNMR(400MHz,CHLOROFORM-D)δ7.72(d,J＝7.5Hz,1H),7.39(dd,J＝12.9,5.0Hz,2H),7.26(dd,J＝7.6,2.2Hz,2H),7.18–7.07(m,2H),6.79(s,1H),3.67(s,2H).13C NMR(101MHz,CHLOROFORM-D)δ155.67,141.84,133.09,132.16,131.97,131.72,131.01,126.69,124.27,123.99,123.06,117.14,110.81,110.12,106.70,77.48,77.16,76.84,42.67.
GC-MS数据：m/z:310
分析结果表明，获得的目标产物正确。
实施例三、(E)-N,1-二甲基-10H-吲哚[1,2-a]吲哚-10-亚胺(式II中，R1为1-甲基、R2为为氢、R3为氢的化合物)
向25mL的反应器中，依次加入2-(4-甲基吲哚)苯腈(116.0mg,0.5mmol),抽真空充入N2气体，然后加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，等待底物完全溶解后再加入MeOTf(123mg，0.75mmol)，密封反应器，加热到85度反应24小时。待反应体系冷却后，分三次用10mL二氯甲烷萃取，转移到旋蒸瓶内后旋转蒸发有机相得到粗产品。粗产品用(石油醚/乙酸乙酯/三乙胺：10/1/5，v/v/v)为洗脱剂、硅胶柱吸附相柱层析分离，得到纯的黄色固体产品(E)-N,1-二甲基-10H-吲哚[1,2-a]吲哚-10-亚胺113.2mg，分离产率92％。
(E)-N,1-二甲基-10H-吲哚[1,2-a]吲哚-10-亚胺的结构鉴定，核磁共振数据：1HNMR(400MHz,CHLOROFORM-D)δ7.68(d,J＝7.5Hz,1H),7.30(d,J＝7.6Hz,1H),7.26–7.10(m,3H),7.02(t,J＝7.5Hz,1H),6.84(d,J＝7.0Hz,1H),6.68(s,1H),3.60(s,3H),2.43(s,4H).13C NMR(101MHz,CHLOROFORM-D)δ156.14,142.15,133.03,132.52,131.60,131.58,131.45,131.04,126.04,123.21,122.70,121.55,110.55,108.58,105.48,77.48,77.16,76.84,42.39,18.68.
GC-MS数据：m/z:246
分析结果表明，获得的目标产物正确。
实施例四、(E)-3-溴-N-甲基-10H-吲哚[1,2-a]吲哚-10-亚胺(式II中，R1为3-溴、R2为氢、R3为氢的化合物)
向25mL的反应器中，依次加入2-(6-溴吲哚基)苯腈(148.5mg,0.5mmol),抽真空充入N2气体，然后加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，等待底物完全溶解后再加入MeOTf(123mg，0.75mmol)，密封反应器，缓慢加热到85度，85度反应24小时。待反应体系冷却后，分三次用10mL二氯甲烷萃取，转移到旋蒸瓶内后旋转蒸发有机相得到粗产品。粗产品用(石油醚/乙酸乙酯/三乙胺：10/1/5，v/v/v)为洗脱剂、硅胶柱吸附相柱层析分离，得到纯的黄色固体产品(E)-3-溴-N-甲基-10H-吲哚[1,2-a]吲哚-10-亚胺141.1mg，分离产率91％。
(E)-3-溴-N-甲基-10H-吲哚[1,2-a]吲哚-10-亚胺的结构鉴定。核磁共振数据：1HNMR(400MHz,CHLOROFORM-D)δ7.80–7.75(m,1H),7.75–7.71(m,1H),7.53–7.47(m,1H),7.47–7.41(m,1H),7.40–7.34(m,1H),7.28–7.22(m,1H),7.18–7.10(m,1H),6.89–6.83(m,1H),3.70(s,4H).13C NMR(101MHz,CHLOROFORM-D)δ155.92,141.80,132.74,132.40,131.88,131.58,131.10,124.79,124.70,124.03,123.15,119.83,114.20,110.88,106.94,77.48,77.16,76.84,42.64.
GC-MS数据：m/z:310
分析结果表明，获得的目标产物正确。
实施例五、(E)-3-氯-N-甲基-10H-吲哚[1,2-a]吲哚-10-亚胺(式II中，R1为3-氯、R2为H、R3为H的化合物)
向25mL的反应器中，依次加入2-(6-氯吲哚基)苯腈(126.3mg,0.5mmol),抽真空充入N2气体，然后加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，等待底物完全溶解后再加入MeOTf(123mg，0.75mmol)，密封反应器，加热到90度反应24小时。待反应体系冷却后，分三次用10mL二氯甲烷萃取，转移到旋蒸瓶内后旋转蒸发有机相得到粗产品。粗产品用(石油醚/乙酸乙酯/三乙胺：10/1/5，v/v/v)为洗脱剂、硅胶柱吸附相柱层析分离，得到纯的黄色固体产品(E)-3-氯-N-甲基-10H-吲哚[1,2-a]吲哚-10-亚胺126.4mg，分离产率95％。
(E)-3-氯-N-甲基-10H-吲哚[1,2-a]吲哚-10-亚胺的结构鉴定。核磁共振数据：1HNMR(400MHz,CHLOROFORM-D)δ7.71(d,J＝7.6Hz,1H),7.46(d,J＝8.5Hz,1H),7.43–7.35(m,2H),7.22(d,J＝7.8Hz,1H),7.14–7.02(m,2H),6.73(s,1H),3.63(s,3H).13C NMR(101MHz,CHLOROFORM-D)δ155.76,141.61,132.73,131.86,131.72,131.14,130.98,124.25,123.88,123.00,122.07,111.08,110.71,106.74,77.48,77.16,76.84,42.53.
GC-MS数据：m/z:266
分析结果表明，获得的目标产物正确。
实施例六、(E)-N,3-二甲基-10H-吲哚[1,2-a]吲哚-10-亚胺(式II中，R1为3-甲基、R2为H、R3为H的化合物)
向25mL的反应器中，依次加入2-(6-甲基吲哚)苯腈(116.0mg,0.5mmol),抽真空充入N2气体，然后加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，等待底物完全溶解后再加入MeOTf(123mg，0.75mmol)，密封反应器，加热到90度反应24小时。待反应体系冷却后，分三次用10mL二氯甲烷萃取，有机相转移到旋蒸瓶内后旋转蒸发溶剂得到粗产品。粗产品用(石油醚/乙酸乙酯/三乙胺：10/1/5，v/v/v)为洗脱剂、硅胶柱吸附相柱层析分离，得到纯的黄色固体产品(E)-N,3-二甲基-10H-吲哚[1,2-a]吲哚-10-亚胺109.5mg，分离产率89％。
(E)-N,3-二甲基-10H-吲哚[1,2-a]吲哚-10-亚胺的结构鉴定。核磁共振数据：1HNMR(400MHz,CHLOROFORM-D)δ7.76(d,J＝7.5Hz,1H),7.51(d,J＝8.1Hz,1H),7.41(dd,J＝3.6,2.0Hz,2H),7.37(s,1H),7.14–7.06(m,1H),6.97(d,J＝8.1Hz,1H),6.84(s,1H),3.68(s,3H),2.50(s,3H).13C NMR(101MHz,CHLOROFORM-D)δ156.38,142.40,136.54,132.54,132.09,131.63,131.30,130.72,123.34,123.29,123.21,122.94,111.20,110.76,107.34,77.48,77.16,76.84,42.49,22.32.
GC-MS数据：m/z:246
分析结果表明，获得的目标产物正确。
实施例七、(E)-N,11-二甲基-10H-吲哚[1,2-a]吲哚-10-亚胺(式II中，R1为11-甲基、R2为H、R3为H的化合物)
向25mL的反应器中，依次加入2-(3-甲基吲哚)苯腈(116.0mg,0.5mmol),抽真空充入N2气体，然后加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，等待底物完全溶解后再加入MeOTf(123mg，0.75mmol)，密封反应器，加热到90度反应24小时。待反应体系冷却后，分三次用10mL二氯甲烷萃取，有机相转移到旋蒸瓶内后旋转蒸发溶剂得到粗产品。粗产品用(石油醚/乙酸乙酯/三乙胺：10/1/5)为洗脱剂、硅胶柱吸附相柱层析分离，得到纯的黄色固体产品(E)-N,11-二甲基-10H-吲哚[1,2-a]吲哚-10-亚胺116.9mg，分离产率95％。
(E)-N,11-二甲基-10H-吲哚[1,2-a]吲哚-10-亚胺的结构鉴定。核磁共振数据：1HNMR(400MHz,CHLOROFORM-D)δ7.80,7.79,7.78,7.78,7.54,7.52,7.48,7.47,7.46,7.45,7.44,7.36,7.35,7.34,7.34,7.33,7.29,7.27,7.25,7.23,7.12,7.10,7.08,6.97,6.96,6.96,6.95,3.84,2.51.13C NMR(101MHz,CHLOROFORM-D)δ157.15,143.26,134.17,132.05,131.88,128.40,126.90,124.96,122.19,121.13,120.70,113.99,111.00,110.88,77.48,77.16,76.84,41.56,8.90.
GC-MS数据：m/z:246
分析结果表明，获得的目标产物正确。
实施例八、(Z)-1-甲基-6-(甲基亚胺)-6H-吡啶[3',2':4,5]吡咯[1,2-a]吲哚三氟甲磺酸盐(式II中，R1为N-Me、R2为H、R3为H的化合物的三氟甲磺酸盐)
向25mL的反应器中，依次加入2-(吡啶吲哚)苯腈(110.0mg,0.5mmol),抽真空充入N2气体，然后加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，等待底物完全溶解后再加入MeOTf(270.6mg，1.1mmol)，密封反应器，缓慢加热到90度，90度反应24小时。待反应体系冷却后，分三次用10mL二氯甲烷萃取，有机相转移到旋蒸瓶内后旋转蒸发溶剂得到粗产品。粗产品用(石油醚/乙酸乙酯/三乙胺：10/1/5，v/v/v)为洗脱剂、硅胶柱吸附相柱层析分离，得到纯的黄色固体产品(Z)-1-甲基-6-(甲基亚胺)-6H-吡啶[3',2':4,5]吡咯[1,2-a]吲哚三氟甲磺酸盐190.6mg，分离产率96％。
(Z)-1-甲基-6-(甲基亚胺)-6H-吡啶[3',2':4,5]吡咯[1,2-a]吲哚三氟甲磺酸盐的结构鉴定
核磁共振数据：1H NMR(600MHz,METHANOL-D3)δ8.90(d,J＝7.9Hz,1H),8.80(d,J＝6.2Hz,1H),8.38(s,1H),8.22(d,J＝8.5Hz,1H),8.13(d,J＝7.8Hz,1H),7.90(t,J＝8.0Hz,1H),7.76–7.72(m,1H),7.52(t,J＝7.6Hz,1H),4.92(s,4H).13C NMR(151MHz,METHANOL-D3)δ161.48,147.87,144.62,143.62,141.71,140.71,136.32,133.56,129.07,128.48,126.29,122.70,121.08,120.23,118.44,49.42,49.29,49.14,49.00,48.86,48.72,48.58,36.65.
GC-MS数据：m/z：397
分析结果表明，获得的目标产物正确。
实施例九、(E)-N-甲基-9H-吡咯[1,2-a]吲哚-9-亚胺(式II中，R1为H、R2为H、R3为H的化合物)
向25mL的反应器中，依次加入2-(吡咯)苯腈(91.0mg,0.5mmol),抽真空充入N2气体，然后加入1,2-二氯乙烷(0.5mL)，等待底物完全溶解后再加入MeOTf(246mg，1.5mmol)，密封反应器，加热到90度反应36小时。待反应体系冷却后，分三次用10mL二氯甲烷萃取，有机相转移到旋蒸瓶内后旋转蒸发溶剂得到粗产品。粗产品用(石油醚/乙酸乙酯/三乙胺：10/1/5，v/v/v)为洗脱剂、硅胶柱吸附相柱层析分离，得到纯的黄色固体产品(E)-N-甲基-9H-吡咯[1,2-a]吲哚-9-亚胺75.5mg，分离产率83％。
(E)-N-甲基-9H-吡咯[1,2-a]吲哚-9-亚胺的结构鉴定。核磁共振数据：1H NMR(400MHz,CHLOROFORM-D)δ7.72(d,J＝7.5Hz,1H),7.35(t,J＝7.7Hz,1H),7.17–7.09(m,2H),7.07(d,J＝2.6Hz,1H),6.59(d,J＝3.5Hz,1H),6.41–6.33(m,1H),3.62(s,3H).13C NMR(101MHz,CHLOROFORM-D)δ155.73,141.55,132.03,130.95,128.63,124.67,122.81,115.16,114.77,112.81,109.88,77.48,77.16,76.84,42.33.
GC-MS数据：m/z:182
分析结果表明，获得的目标产物正确。

Claims (7)

1.式II所示化合物的制备方法，包括下述步骤：使三氟甲磺酸甲酯与式I所示的化合物进行反应，得到式II所示化合物；
Figure 601875DEST_PATH_IMAGE002
（式II）
所述式II中，R1选自氢、卤素、烷基、烷氧基中的至少一种；R2选自下述基团中的任意一种：氢、烷基、烷氧基； R3选自氢、卤素、烷基中的至少一种；
Figure 955496DEST_PATH_IMAGE004
（式I）
所述式I中，R1、R2、R3的定义同式II中的R1、R2、R3。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述式I所示化合物和三氟甲磺酸甲酯的投料摩尔比为1.0：1.5-3.0。
3.根据权利要求1或2所述 的制备方法，其特征在：所述反应采用封管反应；
所述反应的反应温度为80-95℃，反应时间为24-36小时。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在：所述反应在溶剂中进行，所述溶剂选自1,2-二氯乙烷。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述溶剂在使用前需经过活化分子筛干燥处理。
6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述方法还包括如下步骤：在所述反应完毕后，将反应体系依次进行如下纯化步骤：先进行萃取，取有机相旋转蒸发再进行柱层析。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述萃取步骤中，萃取剂为二氯甲烷；所述柱层析步骤中，所用柱层析柱为硅胶柱；所用洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯/三乙胺按照体积比为10/1/5的比例混合而成。
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