CN114213410A - 芳环并[a]咔唑类化合物和芳环并[g]吡啶吲哚类化合物的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了芳环并[a]咔唑类化合物和芳环并[g]吡啶吲哚类化合物的合成方法。本发明利用2‑(2‑氧代‑2‑乙基)芳基腈的羰基和氰基与吲哚或吲嗪衍生物的C3‑H键和C2‑H键在布朗斯特酸促进下经过C3‑H键对羰基的加成和消除及分子内的C–CN键与C2–H键的交叉偶联，高效的一步合成芳环并[a]咔唑类化合物和芳环并[g]吡啶吲哚类化合物。本发明以布朗斯特酸为促进剂，不仅避免金属盐与强碱的使用，增加了产物所带官能团的多样性；还避免贵金属的使用，有效降低生产成本。本发明的方法具有反应条件温和、操作简便、原料来源广泛、产品利用价值高和有利于工业化生产等优点。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及芳环并[a]咔唑类化合物和芳环并[g]吡啶吲哚类化合物的合成方法。
背景技术
芳环并[a]咔唑和芳环并[g]吡啶吲哚是许多药物活性分子和有机功能性材料的核心骨架。目前，文献报道的芳环并[a]咔唑衍生物的合成方法主要有：(1)过渡金属催化的苯炔或吲哚衍生物的环化反应；(2)以2-硝基联芳基、2-胺基联芳基和α-叠氮基联芳基化合物为底物的C-H氨化策略；(3)非金属催化的吲哚与烯、炔类化合物之间的Diels-Alder反应以及吲哚与羰基化合物之间的缩合环化反应；(4)可见光催化的吲哚衍生物的环化反应。文献所报道的芳环并[g]吡啶吲哚衍生物的有两种方法：(1)Pd(II)催化2-(2-溴苄基)吡啶分子内的环化反应。(2)2-苄基吡啶分子内的氧化环化反应。文献所报道的芳环并[g]吡啶吲哚衍生物的仅有两种方法：(1)Pd(II)催化2-(2-溴苄基)吡啶分子内的环化反应；(2)2-苄基吡啶分子内的氧化环化反应。这些方法存在原料不易得到、反应条件苛刻、操作步骤繁琐、需要添加金属催化剂、原子经济性较低等问题，从而使其在实际生产中的应用受到很大的限制。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术的不足，设计和研发芳环并[a]咔唑类化合物和芳环并[g]吡啶吲哚类化合物的合成新方法。
为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
本发明提供一种芳环并[a]咔唑类化合物的合成方法，将2-(2-氧代-2-乙基)芳基腈类化合物1、吲哚衍生物2和布朗斯特酸溶于有机溶剂中，于60～180℃反应制得芳环并[a]咔唑类化合物3，该合成方法中的反应方程式为：
其中，R1选自氢原子、烷基、取代芳基、取代杂芳基、酰基、烷基酰胺、烷基醚、烷硫基、酯基、烷基氨基、烯基和炔基中的任一种或多种；R2选自烷基、取代芳基、取代杂芳基和烷基醚中的任一种或多种；R3选自氢原子、烷基、取代芳基、取代杂芳基、酰基、烷基酰胺、烷基醚、烷硫基、酯基、烷基氨基、烯基和炔基中的任一种或多种；R4选自氢原子、烷基、取代芳基、取代杂芳基、酰基和酯基中的任一种或多种；Ar选自取代芳基或取代杂芳基中一种。
进一步的，所述2-(2-氧代-2-乙基)芳基腈衍生物1：吲哚衍生物2：布朗斯特酸的摩尔比为1:(1～25):(0.1～20)。
进一步的，所述布朗斯特酸包括一水合对甲苯磺酸、对甲苯磺酸、三氟甲磺酸、甲磺酸和盐酸中的任一种或多种。
进一步的，所述有机溶剂包括苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、均三甲苯、乙苯、二氧六环、四氢呋喃和乙二醇二甲醚中的任一种或多种。
本发明提供了一种芳环并[g]吡啶吲哚类化合物的合成方法，将2-(2-氧代-2-乙基)芳基腈类化合物1、吲嗪衍生物4和布朗斯特酸溶于有机溶剂中，于60～180℃反应制得苯并[g]吡啶吲哚类化合物5，该合成方法中的反应方程式为：
其中，R1选自氢原子、烷基、取代芳基、取代杂芳基、酰基、烷基酰胺、烷基醚、烷硫基、酯基、烷基氨基、烯基和炔基中的任一种或多种；R2选自烷基、取代芳基、取代杂芳基和烷基醚中的任一种或多种；R5选自烷基酰基、芳基酰基、酯基和氰基中的任一种或多种；R6选自氢原子、烷基、取代芳基、取代杂芳基、酰基、烷基酰胺、烷基醚、烷硫基、酯基、烷基氨基、烯基和炔基中的任一种或多种；Ar选自取代芳基或取代杂芳基中一种。
进一步的，所述2-(2-氧代-2-乙基)芳基腈衍生物1：吲嗪衍生物4：布朗斯特酸的摩尔比为1:(1～25):(0.1～20)。
进一步的，所述布朗斯特酸包括一水合对甲苯磺酸、对甲苯磺酸、三氟甲磺酸、甲磺酸和盐酸中的任一种或多种。
进一步的，所述有机溶剂包括苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、均三甲苯、乙苯、二氧六环、四氢呋喃和乙二醇二甲醚中的任一种或多种。
本发明提供的技术方案带来的有益效果是：
(1)本发明以简单易得的2-(2-氧代-2-乙基)苄腈衍生物与吲哚或吲嗪为原料，在非金属条件下一步合成了芳环并[a]咔唑类化合物或芳环并[g]吡啶吲哚类化合物，较已报道的方法原料需要多步骤合成，提高了原子经济性和步骤经济性，降低了成本。
(2)直接使用廉价易得布朗斯特酸为促进剂，避免金属盐与强碱的使用，增加了产物所含官能团的多样性；同时避免贵金属的使用，有利于降低成本。
(3)本发明的合成方法具有反应条件温和、操作简便、原料来源广泛、产品利用价值高和有利于工业化生产等特点，为芳环并[a]咔唑类化合物或芳环并[g]吡啶吲哚类化合物的合成提供了一种经济实用的新方法。
附图说明
图1为本发明化合物的合成路线图；
图2为实施例1产物的核磁氢谱图；
图3为实施例1产物的核磁碳谱图；
图4为实施例20产物的核磁氢谱图；
图5为实施例20产物的核磁碳谱图；
图6为实施例21产物的核磁氢谱图；
图7为实施例21产物的核磁碳谱图；
图8为实施例22产物的核磁氢谱图；
图9为实施例22产物的核磁碳谱图；
图10为实施例23产物的核磁氢谱图；
图11为实施例23产物的核磁碳谱图；
图12为实施例24产物的核磁氢谱图；
图13为实施例24产物的核磁碳谱图；
图14为实施例25产物的核磁氢谱图；
图15为实施例25产物的核磁碳谱图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
实施例1
11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑的合成
在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)和一水合对甲苯磺酸(95.1g,2.0equiv.)，在氮气保护下使用100μL微量进样器向上述混合物中加入N-甲基吲哚2a(77.9μL,2.5equiv.)，再在氮气保护下使用2.0mL的注射器注入甲苯(2.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3a(68.3mg，产率89％)。
如图2和图3所示，实施例1产物的核磁及质谱数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.77(d,J＝8.0Hz,1H),8.09(d,J＝7.5Hz,1H),7.75(d,J＝6.5Hz,2H),7.66–7.56(m,7H),7.51–7.45(m,2H),7.12(t,J＝7.5Hz,1H),4.41(s,3H)ppm.13C NMR(126MHz,CDCl3):δ141.5,141.0,136.5,136.0,133.3,129.5,129.3,128.5,127.7,125.1,125.1,124.5,122.7,122.2,122.1,121.9,121.4,119.2,117.3,108.9,34.2ppm.HRMS(ESI+):计算值：C23H18N+[M+H]+308.1434,实测值：308.1432。
实施例2
按照实施例1所述的方法，在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)和对甲苯磺酸(86.0mg,2.0equiv.)，在氮气保护下使用100μL微量进样器向上述混合物中加入N-甲基吲哚2a(77.9μL,2.5equiv.)，再在氮气保护下使用2.0mL的注射器注入甲苯(2.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3a(69.9mg，产率91％)。
实施例3
按照实施例1所述的方法，在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)，在氮气保护下使用100μL微量进样器向上述混合物中加入N-甲基吲哚2a(77.9μL,2.5equiv.)和三氟甲磺酸(44.2μL,2.0equiv.)，再在氮气保护下使用2.0mL的注射器注入甲苯(2.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3a(16.1mg，产率21％)。
实施例4
按照实施例1所述的方法，在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)，在氮气保护下使用100μL微量进样器向上述混合物中加入N-甲基吲哚2a(77.9μL,2.5equiv.)和甲磺酸(32.6μL,2.0equiv.)，再在氮气保护下使用2.0mL的注射器注入甲苯(2.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3a(10.8mg，产率14％)。
实施例5
按照实施例1所述的方法，在装有磁子的干燥反应管中加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)，在氮气保护下使用100μL微量进样器向上述混合物中加入N-甲基吲哚2a(77.9μL,2.5equiv.)，再在氮气保护下使用注射器分别注入盐酸(4.2mL,2.0equiv.)和甲苯(2.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3a(39.9mg，产率52％)。
实施例6
按照实施例1所述的方法，在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)和一水合对甲苯磺酸(95.1g,2.0equiv.)，在氮气保护下使用100μL微量进样器向上述混合物中加入N-甲基吲哚2a(77.9μL,2.5equiv.)，再在氮气保护下使用2.0mL的注射器注入苯(2.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3a(65.3mg，产率85％)。
实施例7
按照实施例1所述的方法，在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)和一水合对甲苯磺酸(95.1g,2.0equiv.)，在氮气保护下使用100μL微量进样器向上述混合物中加入N-甲基吲哚2a(77.9μL,2.5equiv.)，再在氮气保护下使用2.0mL的注射器注入邻二甲苯(2.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3a(63.0mg，产率82％)。
实施例8
按照实施例1所述的方法，在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)和一水合对甲苯磺酸(95.1g,2.0equiv.)，在氮气保护下使用100μL微量进样器向上述混合物中加入N-甲基吲哚2a(77.9μL,2.5equiv.)，再在氮气保护下使用2.0mL的注射器注入间二甲苯(2.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3a(61.4mg，产率80％)。
实施例9
按照实施例1所述的方法，在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)和一水合对甲苯磺酸(95.1g,2.0equiv.)，在氮气保护下使用100μL微量进样器向上述混合物中加入N-甲基吲哚2a(77.9μL,2.5equiv.)，再在氮气保护下使用2.0mL的注射器注入对二甲苯(2.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3a(63.7mg，产率83％)。
实施例10
按照实施例1所述的方法，在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)和一水合对甲苯磺酸(95.1g,2.0equiv.)，在氮气保护下使用100μL微量进样器向上述混合物中加入N-甲基吲哚2a(77.9μL,2.5equiv.)，再在氮气保护下使用2.0mL的注射器注入均三甲苯(2.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3a(60.0mg，产率78％)。
实施例11
按照实施例1所述的方法，在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)和一水合对甲苯磺酸(95.1g,2.0equiv.)，在氮气保护下使用100μL微量进样器向上述混合物中加入N-甲基吲哚2a(77.9μL,2.5equiv.)，再在氮气保护下使用2.0mL的注射器注入乙苯(2.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3a(66.8mg，产率87％)。
实施例12
按照实施例1所述的方法，在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)和一水合对甲苯磺酸(95.1g,2.0equiv.)，在氮气保护下使用100μL微量进样器向上述混合物中加入N-甲基吲哚2a(77.9μL,2.5equiv.)，再在氮气保护下使用2.0mL的注射器注入二氧六环(2.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3a(38.4mg，产率50％)。
实施例13
按照实施例1所述的方法，在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)和一水合对甲苯磺酸(95.1g,2.0equiv.)，在氮气保护下使用100μL微量进样器向上述混合物中加入N-甲基吲哚2a(77.9μL,2.5equiv.)，再在氮气保护下使用2.0mL的注射器注入四氢呋喃(2.0mL)，然后将反应管置于100℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3a(26.1mg，产率34％)。
实施例14
按照实施例1所述的方法，在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)和一水合对甲苯磺酸(95.1g,2.0equiv.)，在氮气保护下使用100μL微量进样器向上述混合物中加入N-甲基吲哚2a(77.9μL,2.5equiv.)，再在氮气保护下使用2.0mL的注射器注入乙二醇二甲醚(2.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3a(36.9mg，产率48％)。
实施例15
按照实施例1所述的方法，在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)和一水合对甲苯磺酸(95.1g,1.0equiv.)，在氮气保护下使用100μL微量进样器向上述混合物中加入N-甲基吲哚2a(77.9μL,2.5equiv.)，再在氮气保护下使用2.0mL的注射器注入甲苯(2.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3a(50.1mg，产率66％)。
实施例16
按照实施例1所述的方法，在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)和一水合对甲苯磺酸(95.1g,3.0equiv.)，在氮气保护下使用100μL微量进样器向上述混合物中加入N-甲基吲哚2a(77.9μL,3.0equiv.)，再在氮气保护下使用2.0mL的注射器注入甲苯(2.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3a(47.6mg，产率62％)。
实施例17
按照实施例1所述的方法，在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)和一水合对甲苯磺酸(95.1g,2.0equiv.)，在氮气保护下使用100μL微量进样器向上述混合物中加入N-甲基吲哚2a(77.9μL,2.5equiv.)，再在氮气保护下使用2.0mL的注射器注入甲苯(4.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3a(61.4mg，产率80％)。
实施例18
按照实施例1所述的方法，在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)和一水合对甲苯磺酸(95.1g,2.0equiv.)，在氮气保护下使用100μL微量进样器向上述混合物中加入N-甲基吲哚2a(77.9μL,2.5equiv.)，再在氮气保护下使用2.0mL的注射器注入甲苯(2.0mL)，然后将反应管置于80℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3a(13.8mg，产率18％)。
实施例19
按照实施例1所述的方法，在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)和一水合对甲苯磺酸(95.1g,2.0equiv.)，在氮气保护下使用100μL微量进样器向上述混合物中加入N-甲基吲哚2a(77.9μL,2.5equiv.)，再在氮气保护下使用2.0mL的注射器注入甲苯(2.0mL)，然后将反应管置于160℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3a(57.6mg，产率75％)。
实施例20
3-氯-11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑的合成
在装有磁子的干燥反应管中分别加入4-氯-2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1b(63.8mg,0.25mmol)和一水合对甲苯磺酸(95.1mg,2.0equiv.)，在氮气保护下使用100μL微量进样器向上述混合物中加入N-甲基吲哚(77.9μL,2.5equiv.)2a，再在氮气保护下使用2.0mL的注射器注入甲苯(2.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物3-氯-11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3b(69.9mg，产率82％)。
如图4和图5所示，实施例20产物的核磁及质谱数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.60(d,J＝9.0Hz,1H),7.97(d,J＝2.0Hz,1H),7.65–7.63(m,2H),7.60–7.55(m,3H),7.52–7.49(m,2H),7.45(t,J＝7.5Hz,1H),7.41(s,1H),7.35(d,J＝8.0Hz,1H),7.06(t,J＝7.5Hz,1H),4.33(s,3H)ppm.13C NMR(126MHz,CDCl3):δ141.0,141.0,137.6,135.7,134.1,130.7,129.4,128.5,127.9,127.9,125.5,124.8,123.7,122.5,122.1,120.4,119.9,119.5,117.5,109.0,34.1ppm.HRMS(ESI+):计算值：C23H17ClN+[M+H]+342.1044,实测值：342.1041。
实施例21
8-甲氧基-11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑的合成
在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)、一水合对甲苯磺酸(95.1mg,2.0equiv.)和5-甲氧基-1-甲基-1H-吲哚2b(100.7mg,2.5equiv.)，在氮气保护下向上述混合物中注入甲苯(2.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物8-甲氧基-11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3c(64.0mg，产率76％)。
如图6和图7所示，实施例21产物的核磁及质谱数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.73(d,J＝8.0Hz,1H),8.03(d,J＝8.0Hz,1H),7.67(d,J＝7.0Hz,2H),7.61–7.50(m,6H),7.43(d,J＝9.0Hz,1H),7.08(d,J＝8.5Hz,1H),6.76(s,1H),4.40(s,3H),3.60(s,3H)ppm.13C NMR(126MHz,CDCl3):δ140.9,139.8,136.0,135.0,133.6,133.1,130.8,129.3,128.6,125.2,125.2,124.6,122.4,122.2,121.9,121.4,119.3,116.8,109.0,34.1ppm.HRMS(ESI+):计算值：C24H20NO+[M+H]+338.1539,实测值：338.1535。
实施例22
8-(4-甲氧基苯基)-11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑的合成
在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)、一水合对甲苯磺酸(95.1mg,2.0equiv.)和5-(4-甲氧基苯基)-1-甲基-1H-吲哚2c(148.2mg,2.5equiv.)，在氮气保护下向上述混合物中注入甲苯(2.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物8-(4-甲氧基苯基)-11-甲基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3d(70.2mg，产率68％)。
如图8和图9所示，实施例22产物的核磁及质谱数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.78(d,J＝8.0Hz,1H),8.09(d,J＝7.5Hz,1H),7.75–7.74(m,2H),7.69–7.55(m,9H),7.43(d,J＝8.5Hz,2H),6.99(d,J＝8.5Hz,2H),4.44(s,3H),3.89(s,3H)ppm.13C NMR(126MHz,CDCl3):δ158.5,141.4,140.3,136.5,136.4,134.6,133.3,131.9,129.6,129.4,128.5,128.0,127.8,125.2,125.1,123.6,123.2,122.2,121.9,121.3,120.0,117.5,114.2,109.2,55.4,34.4ppm.HRMS(ESI+):计算值：C30H24NO+[M+H]+414.1852,实测值：414.1852。
实施例23
11-乙基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑的合成
在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)、一水合对甲苯磺酸(95.1mg,2.0equiv.)和1-乙基-1H-吲哚2d(80.7mg,2.5equiv.)，在氮气保护下向上述混合物中注入甲苯(2.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物11-乙基-6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3e(69.0mg，产率86％)。
如图10和图11所示，实施例23产物的核磁及质谱数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.61(d,J＝8.5Hz,1H),8.07(d,J＝8.0Hz,1H),7.71–7.64(m,3H),7.61–7.56(m,6H),7.46(t,J＝8.0Hz,1H),7.37(d,J＝8.0Hz,1H),7.07(t,J＝7.5Hz,1H),4.93(q,J＝7.0Hz,2H),1.75(t,J＝7.0Hz,3H)ppm.13C NMR(126MHz,CDCl3):δ141.5,140.3,136.6,134.9,133.3,129.6,129.5,128.5,127.7,125.4,125.1,124.6,122.9,122.3,122.0,121.5,121.4,119.3,117.6,108.8,40.8,15.2ppm.HRMS(ESI+):计算值：C24H20N+[M+H]+322.1590,实测值：322.1588。
实施例24
6-苯基-11H-苯并[a]咔唑的合成
在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)、一水合对甲苯磺酸(95.1mg,2.0equiv.)和1H-吲哚2e(73.2mg,2.5equiv.)，在氮气保护下向上述混合物中注入甲苯(2.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物6-苯基-11H-苯并[a]咔唑3f(30.0mg，产率41％)。
如图12和图13所示，实施例24产物的核磁及质谱数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.84(s,1H),8.11–8.09(m,1H),8.04–8.02(m,1H),7.74(d,J＝7.0Hz,2H),7.62–7.50(m,8H),7.41(t,J＝7.5Hz,1H),7.11(t,J＝7.5Hz,1H)ppm.13CNMR(126MHz,CDCl3):δ141.3,138.8,136.6,135.3,132.2,129.5,129.0,128.5,127.7,125.8,125.5,124.7,123.9,122.2,121.0,120.5,120.3,119.7,116.8,111.0ppm.HRMS(ESI+):计算值：C22H16N+[M+H]+294.1277,实测值：294.1266。
实施例25
6-苯基苯并[g]吡啶并[1,2-a]吲哚-7-羧酸乙酯的合成
在装有磁子的干燥反应管中分别加入2-(2-氧代-2-苯基乙基)苄腈1a(55.3mg,0.25mmol)、一水合对甲苯磺酸(95.1mg,2.0equiv.)和1-甲茚酸乙酯4a(118.2mg,2.5equiv.)，在氮气保护下向上述混合物中注入甲苯(2.0mL)，然后将反应管置于120℃的油浴中搅拌反应24h。停止加热、待冷却至室温，用旋转蒸发仪浓缩反应液，残留物通过硅胶柱层析分离，即可得到目标产物6-苯基苯并[g]吡啶并[1,2-a]吲哚-7-羧酸乙酯5a(42.0mg，产率46％)。
如图14和图15所示，实施例25产物的核磁及质谱数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3):δ8.26(d,J＝9.0Hz,1H),7.64(d,J＝8.0Hz,1H),7.55(d,J＝7.0Hz,1H),7.41(s,5H),7.23–7.15(m,3H),7.06(t,J＝7.5Hz,1H),6.72(d,J＝8.0Hz,1H),6.55(t,J＝6.5Hz,1H),4.39(q,J＝7.5Hz,2H),1.42(t,J＝7.5Hz,3H)ppm.13C NMR(126MHz,CDCl3):δ165.0,140.5,140.1,136.6,135.7,133.1,132.6,129.4,129.3,129.0,127.8,126.5,124.5,122.8,122.7,119.9,119.4,118.1,112.7,112.4,104.8,59.8,14.7ppm.HRMS(ESI+):计算值：C25H20NO2 +[M+H]+366.1489,实测值：366.1485。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种芳环并[a]咔唑类化合物的合成方法，其特征在于：将2-(2-氧代-2-乙基)芳基腈类化合物1、吲哚衍生物2和布朗斯特酸溶于有机溶剂中，于60～180℃下反应制得芳环并[a]咔唑类化合物3，该合成方法的反应方程式为：
其中，R1选自氢原子、烷基、取代芳基、取代杂芳基、酰基、烷基酰胺、烷基醚、烷硫基、酯基、烷基氨基、烯基和炔基中的任一种或多种；R2选自烷基、取代芳基、取代杂芳基和烷基醚中的任一种或多种；R3选自氢原子、烷基、取代芳基、取代杂芳基、酰基、烷基酰胺、烷基醚、烷硫基、酯基、烷基氨基、烯基和炔基中的任一种或多种；R4选自氢原子、烷基、取代芳基、取代杂芳基和酰基中的任一种或多种；Ar选自取代芳基或取代杂芳基中一种。
2.如权利要求1所述的一种芳环并[a]咔唑类化合物的合成方法，其特征在于：所述2-(2-氧代-2-乙基)芳基腈衍生物1：吲哚衍生物2：布朗斯特酸的摩尔比为1:(1～25):(0.1～20)。
3.如权利要求1所述的一种芳环并[a]咔唑类化合物的合成方法，其特征在于：所述布朗斯特酸包括一水合对甲苯磺酸、对甲苯磺酸、三氟甲磺酸、甲磺酸、和盐酸中的任一种或多种。
4.如权利要求1所述的一种芳环并[a]咔唑类化合物的合成方法，其特征在于：所述有机溶剂包括苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、均三甲苯、乙苯、二氧六环、四氢呋喃和乙二醇二甲醚中的任一种或多种。
5.一种芳环并[g]吡啶吲哚类化合物的合成方法，其特征在于：将2-(2-氧代-2-乙基)芳基腈类化合物1、吲嗪衍生物4和布朗斯特酸溶于有机溶剂中，于60～180℃反应制得芳环并[g]吡啶吲哚类化合物5，该合成方法中的反应方程式为：
其中，R1选自氢原子、烷基、取代芳基、取代杂芳基、酰基、烷基酰胺、烷基醚、烷硫基、酯基、烷基氨基、烯基和炔基中的任一种或多种；R2选自烷基、取代芳基、取代杂芳基和烷基醚中的任一种或多种；R5选自烷基酰基、芳基酰基、酯基和氰基中的任一种或多种；R6选自氢原子、烷基、取代芳基、取代杂芳基、酰基、烷基酰胺、烷基醚、烷硫基、酯基、烷基氨基、烯基和炔基中的任一种或多种；Ar选自取代芳基或取代杂芳基中一种。
6.如权利要求5所述的一种芳环并[g]吡啶吲哚类化合物的合成方法，其特征在于：所述2-(2-氧代-2-乙基)芳基腈衍生物1：吲嗪衍生物4：布兰斯特酸的摩尔比为1:(1～25):(0.1～20)。
7.如权利要求5所述的一种芳环并[g]吡啶吲哚类化合物的合成方法，其特征在于：所述布朗斯特酸包括一水合对甲苯磺酸、对甲苯磺酸、三氟甲磺酸、甲磺酸、和盐酸中的任一种或多种。
8.如权利要求5所述的一种芳环并[g]吡啶吲哚类化合物的合成方法，其特征在于：所述有机溶剂包括苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、均三甲苯、乙苯、二氧六环、四氢呋喃和乙二醇二甲醚中的任一种或多种。
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