CN115286556B - 一种含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物的制备方法 - Google Patents

一种含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含有吲哚酮或异喹啉‑1,3‑二酮结构的酯类化合物的制备方法，包括如下步骤：将醋酸钯，三(邻甲基苯基)磷，甲酸、醋酸酐、磷酸钾、水、碘代芳烃以及碳酸二甲酯于110℃进行反应24小时，反应完全后，后处理得到所述的含有吲哚酮或异喹啉‑1,3‑二酮结构的酯类化合物。该反应原料廉价易得，底物适用性好，反应效率高。此外，以碳酸二甲酯既作为绿色溶剂又作为反应物，同时以甲酸作为绿色CO来源，使该方法有着良好的应用前景，为含有吲哚酮或异喹啉‑1,3‑二酮结构的酯类化合物的构建提供了新的途径。

Description

一种含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物的制 备方法
技术领域
本发明属于有机合成领域，尤其涉及一种含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物的制备方法。
背景技术
碳酸二甲酯是一种环境友好的化合物，广泛的用作有机合成中的绿色溶剂(Chem.Soc.Rev.2015,44,3079)。作为一种无毒且可生物降解的分子，碳酸二甲酯的制备方法主要是使用CO2作为原料，这样就可以将大气中的CO2转化为有价值的化学品。此外，碳酸二甲酯还可以用作甲氧基羰基化或甲基化试剂，并且它在酰化和烷基化途径中不产生任何无机盐。因此，碳酸二甲酯作为合成中一类十分理想且有吸引力的试剂，将其同时用作溶剂和反应试剂前景广泛，还需要进一步的发展。
吲哚酮作为生物活性分子和药物中常见的骨架分子，在有机合成中同样发挥着重要作用(Eur.J.Med.Chem.2021,216,113334)。此外，异喹啉-1,3-二酮具有多种生物学性质，广泛存在于各种天然产物和药物中(J.Med.Chem.2009,52,2289)。鉴于吲哚酮和异喹啉-1,3-二酮的重要性，将新的官能团并入到此类杂环化合物中可能会对其生物和药物活性产生积极的影响。因此，有关吲哚酮和异喹啉-1,3-二酮辛酮的合成引起了医药和合成领域的广泛关注。在过去的几十年中，钯催化的Heck型环化反应被认为是构建复杂分子的重要手段。分子内碳钯化生成的σ-烷基钯中间体可以发生进一步的转化得到一系列官能团化的杂环产物。此外，将CO插入到这种σ-烷基钯物种为传统的Heck环化提供了多样化的选择，并为合成环状的羰基化合物提供了有用的途径。然而，以碳酸二甲酯作为溶剂和反应物的Heck环化/羰基化反应还从未报道过。因此，我们发展了钯催化的Heck环化/羰基化反应来合成含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物。值得注意的是，碳酸二甲酯作为绿色溶剂和反应物在反应中起着双重的作用。此外，甲酸在反应中作为绿色CO来源，使该方法有着良好的应用前景。
发明内容
本发明提供了一种含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物的制备方法，该反应原料廉价易得，底物适用性好，反应效率高。此外，在反应中以碳酸二甲酯既作为绿色溶剂又作为反应物，同时以甲酸作为绿色CO来源，使该方法有着良好的应用前景。
一种含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物的制备方法，包括如下步骤：将钯催化剂、三(邻甲基苯基)磷、甲酸、醋酸酐、磷酸钾、水、碘代芳烃以及碳酸二甲酯于100～120℃反应20～28小时，反应完全后，后处理得到所述的含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物；
所述的碘代芳烃的结构如式(II)所示：
所述的含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物的结构如式(I)所示：
式(Ⅰ)～(II)中，R3为H、C1～C4烷基，氰基，甲氧基，三氟甲基或卤素；
R1为C1～C7烷基或者芳基取代的甲基，所述芳基为苯基或者噻吩基；
R2为C1～C6烃基；
所述的钯催化剂、三(邻甲基苯基)膦和磷酸钾的摩尔比为0.01:0.02:0.2；
R3取代的位置为对位和间位。
反应式如下：
本发明中，可选用的后处理过程包括：过滤，硅胶拌样，最后经过柱层析纯化得到相应的含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物，采用柱层析纯化为本领域常用的技术手段。
作为优选，R3为H，氰基，叔丁基，甲氧基，三氟甲基，甲基，F或Cl；R1为甲基，苄基，正丁基或2-噻吩基甲基；R2为甲基或苯基。此时，所述的碘代芳烃容易得到，并且反应的产率较高。
所述的用来制备含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物的碘代芳烃和碳酸二甲酯价格较便宜，在自然界中广泛存在，作为优选，以摩尔量计，碘代芳烃：钯催化剂＝1:0.05～0.1；作为进一步的优选，以摩尔量计，碘代芳烃：钯催化剂＝1:0.05。
作为优选，所述的反应的时间为24小时，反应时间过长增加反应成本，相反则难以保证反应的完全。
作为优选，反应在碳酸二甲酯中进行，所述的碳酸二甲酯的用量能将原料较好的溶解即可，0.2mmol的碘代芳烃使用的碳酸二甲酯的量约为1～2mL。
作为优选，所述的钯催化剂为醋酸钯，在众多钯催化剂中醋酸钯价格比较便宜，而且使用醋酸钯为催化剂时反应效率较高。
作为进一步的优选，所述的含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物为式(I-1)-式(I-5)所示化合物中的一种：
上述制备方法中，所述的醋酸钯、三(邻甲基苯基)膦以及磷酸钾一般采用市售产品，都能从市场上方便地得到。
同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：该反应原料廉价易得，制备方法简单，易于操作，后处理简便，底物官能团兼容性强，反应效率高。该方法以碳酸二甲酯既作为绿色溶剂又作为反应物，同时以甲酸作为绿色CO来源，使该方法有着良好的应用前景。可根据实际需要合成多种含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物，实用性较强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述。
实施例1～15
按照表1的原料配比在15mL的封管中加入醋酸钯、三(邻甲基苯基)膦、甲酸(1.0mmol)、醋酸酐(1.0mmol)、磷酸钾、水、碘代芳烃(II)，然后加入碳酸二甲酯(1mL)，混合搅拌均匀，按照表2的反应条件反应，反应完成后，过滤，硅胶拌样，经过柱层析纯化得到相应的含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物(Ⅰ)，反应过程如下式所示：
表1实施例1～15的原料加入量
表2
表1和表2中，T为反应温度，t为反应时间，Ph为苯基，Me为甲基，CN为氰基，Bn为苄基，nBu为正丁基，tBu为叔丁基，OMe为甲氧基，CF3为三氟甲基，thiophen-2-ylmethyl为2-噻吩基甲基。
实施例1～5制备得到化合物的结构确认数据：
由实施例1制备得到的含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物(I-1)的核磁共振(1H NMR和13C NMR)检测数据为：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.29–7.23(m,1H),7.18(dd,J＝7.4,1.2Hz,1H),7.03(td,J＝7.5,1.0Hz,1H),6.85(d,J＝7.8Hz,1H),3.44(s,3H),3.25(s,3H),2.99(d,J＝16.3Hz,1H),2.84(d,J＝16.3Hz,1H),1.37(s,3H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ180.0,170.4,143.7,133.0,128.3,122.5,122.4,108.2,51.6,45.6,41.5,26.5,24.3.
由实施例2制备得到的含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物(I-2)的核磁共振(1H NMR和13C NMR)检测数据为：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.59(dd,J＝8.1,1.7Hz,1H),7.43(d,J＝1.6Hz,1H),6.92(d,J＝8.1Hz,1H),3.48(s,3H),3.27(s,3H),3.04(d,J＝17.0Hz,1H),2.88(d,J＝17.0Hz,1H),1.36(s,3H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ179.7,170.1,147.8,134.3,133.7,125.6,119.3,108.7,105.5,51.9,45.3,41.1,26.7,24.1.
M.p.112.3–116.5℃.
由实施例3制备得到的含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物(I-3)的核磁共振(1H NMR和13C NMR)检测数据为：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.41–7.28(m,4H),7.30–7.22(m,1H),7.21(dd,J＝7.3,1.3Hz,1H),7.15(td,J＝7.7,1.3Hz,1H),7.01(td,J＝7.6,1.0Hz,1H),6.74(d,J＝7.8Hz,1H),4.97(d,J＝3.2Hz,2H),3.42(s,3H),3.10(d,J＝16.3Hz,1H),2.92(d,J＝16.3Hz,1H),1.45(s,3H)
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ180.0,170.4,142.7,136.2,133.0,128.8,128.2,127.6,127.5,122.6,122.4,109.3,51.7,45.7,44.1,41.4,25.0.
由实施例4制备得到的含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物(I-4)的核磁共振(1H NMR和13C NMR)检测数据为：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.25(d,J＝7.9Hz,1H),7.58(t,J＝7.6Hz,1H),7.41(t,J＝7.6Hz,1H),7.31(d,J＝7.9Hz,1H),4.08–3.95(m,2H),3.59(d,J＝17.1Hz,1H),3.41(s,3H),3.06(d,J＝17.1Hz,1H),1.65-1.58(m,2H),1.52(s,3H),1.39–1.34(m,2H),0.94(t,J＝7.4Hz,3H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ176.0,170.5,164.1,142.9,133.9,129.4,127.6,125.1,124.2,51.8,44.3,40.6,30.8,29.9,20.3,13.9.
由实施例5制备得到的含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物(I-5)的核磁共振(1H NMR和13C NMR)检测数据为：
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.29–8.25(m,1H),7.10(td,J＝8.4,2.5Hz,1H),6.99(dd,J＝9.4,2.5Hz,1H),4.05–3.92(m,2H),3.60(d,J＝17.3Hz,1H),3.45(s,3H),2.99(d,J＝17.2Hz,1H),1.65–1.55(m,2H),1.51(s,3H),1.42–1.32(m,2H),0.93(t,J＝7.4Hz,3H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ175.5,170.4,166.28(d,J＝255.4Hz),163.1,146.0(d,J＝8.4Hz),132.4(d,J＝9.8Hz),121.6(d,J＝2.6Hz),115.4(d,J＝22.0Hz),111.2(d,J＝23.0Hz),51.9,45.2,44.1,40.6,30.7,29.8,20.3,13.9。

Claims (5)

1.一种含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将钯催化剂、配体、甲酸、醋酸酐、碱、水、碘代芳烃以及碳酸二甲酯于100～120℃反应20～28小时，反应完全后，后处理得到所述的含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物；
所述的碘代芳烃的结构如式(II)所示：
所述的含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物的结构如式(I)所示：
式(I)～(II)中，R3为H、C1～C4烷基，氰基，C1～C4烷氧基，三氟甲基或卤素；
R1为C1～C7烷基或者芳基取代的甲基，所述芳基为苯基或者噻吩基；
R2为甲基；
所述的钯催化剂为醋酸钯；
所述的配体为三(邻甲基苯基)膦；
所述的碱为磷酸钾。
2.根据权利要求1所述的含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物的制备方法，其特征在于，R3为H、氰基，叔丁基，甲氧基，三氟甲基，甲基，F或Cl；
R1为甲基，苄基，正丁基或2-噻吩基甲基。
3.根据权利要求1所述的含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物的制备方法，其特征在于，以摩尔量计，碘代芳烃：甲酸：醋酸酐：钯催化剂：配体：碱：水＝1:5～10:5～10:0.05～0.1:0.1～0.2:1～1.5:1～1.5。
4.根据权利要求1所述的含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物的制备方法，其特征在于，反应以碳酸二甲酯作为溶剂。
5.根据权利要求1所述的含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物的制备方法，其特征在于，所述的含有吲哚酮或异喹啉-1,3-二酮结构的酯类化合物为式(I-1)-式(I-5)所示化合物中的一种：
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