CN115785104A - 一种一价金催化的螺[吲哚啉-3,3’-吡咯烷]衍生物的合成方法 - Google Patents
一种一价金催化的螺[吲哚啉-3,3’-吡咯烷]衍生物的合成方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种一价金催化的螺[吲哚啉‑3,3’‑吡咯烷]衍生物的合成方法,属于有机化学合成领域,将N‑炔丙基亚甲基吲哚底物和汉斯酯混合,加入溶剂,加入一价金催化剂,在室温下搅拌,反应结束后蒸出溶剂,对浓缩物进行分离提纯,得到螺[吲哚啉‑3,3’‑吡咯烷]衍生物。本发明从化学的角度来看,原子经济性好,反应条件温和,操作简单;从工业和环境的角度来看,后处理简单,绿色环保,产品纯度高,收率较好。
Description
技术领域
本发明属于有机化学合成领域,具体涉及一价金的催化下,含N-炔丙基亚甲基吲哚底物发生分子内环化反应,生成螺[吲哚啉-3,3’-吡咯烷]衍生物的合成方法。
背景技术
螺[吲哚啉-3,3’-吡咯烷]是一类非常重要的结构,这种结构存在于一些吲哚类生物碱的天然产物和活性分子中。但由于螺[吲哚啉-3,3’-吡咯烷]结构的特殊性,合成起来有一定的难度,因此,寻找简洁、高效的合成方法,一直是有机化学家关注的焦点。目前报导的合成螺[吲哚啉-3,3’-吡咯烷]的方法有:
1.氧化重排策略(J.Am.Chem.Soc.,1999,121,2147.)
该方法于1999年由Samuel J.Danishefsky课题组在Journal of the AmericanChemical Society上报导,化合物在NBS、HOAc体系中发生氧化重排得到螺[吲哚啉-3,3’-吡咯烷]衍生物。但该方法反应条件比较剧烈,而且所使用试剂也对人体有一定的毒性。
2.1,3-偶极环加成策略(TetrahedronAsymmetry,1996,7,1.)
该方法于1996年由Giovanni Palmisano课题组在TetrahedronAsymmetry报导。利用底物与肌氨酸、多聚甲醛发生偶极环加成反应成功构建了螺[吲哚啉-3,3’-吡咯烷]环系,但该方法收率较低。
3.偶联反应策略(Chem.Eur.J.,2011,17,626.)
该方法于2011年由Yoshiji Takemoto课题组在Chemistry–A European Journal上报导,利用多米诺钯催化串联酸催化脱氢芳构化策略构建螺[吲哚啉-3,3’-吡咯烷]衍生物。但该方法温度较高,试剂价格昂贵。
综上所述,在已知的螺[吲哚啉-3,3’-吡咯烷]衍生物的合成方法中,或反应收率较低,或反应所需要的温度较高,或所需试剂价格昂贵,或后处理麻烦且对环境造成影响。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种简便、温和、环保的螺[吲哚啉-3,3’-吡咯烷]衍生物的合成方法。
本发明是通过如下技术方案实现的:
本发明利用一价金催化剂能活化三键的特性,开发出一种合成螺[吲哚啉-3,3’-吡咯烷]衍生物的新方法,即在一价金催化剂的催化下,含N-炔丙基亚甲基吲哚底物发生分子内的环化反应,生成螺[吲哚啉-3,3’-吡咯烷]衍生物。
所述螺[吲哚啉-3,3’-吡咯烷]衍生物的具体制备过程为:
将N-炔丙基亚甲基吲哚底物和汉斯酯(2,6-二甲基-1,4-二氢-3,5-吡啶二羧酸二乙酯,简写为HEH)混合,加入溶剂,加入一价金催化剂,在室温下搅拌,反应结束后蒸出溶剂,对浓缩物进行分离提纯,得到螺[吲哚啉-3,3’-吡咯烷]衍生物。
反应通式为:
其中R1为氢、甲基、甲氧基、溴原子、氯原子或氟原子,R2为氢、甲基、苄基、对甲氧基苄基、乙酰基或叔丁氧羰基,R3为甲磺酰基、苯磺酰基、对甲苯磺酰基或对溴苯磺酰基。
上述制备过程中:
N-炔丙基亚甲基吲哚底物与HEH的摩尔比1:1-1:15。
使用的溶剂为无水二氯甲烷、无水四氢呋喃、无水甲苯、无水1,2-二氯乙烷、无水甲醇或无水乙腈。
搅拌反应时间为6-48h。
所述一价金催化剂为三苯基膦双(三氟甲磺酰亚胺)金(PPh3AuNTf2),在使用时通过预催化剂和添加物反应制得。所述预催化剂为三苯基膦氯化金或1,3-双(2,6-二-异丙基苯基)咪唑-2-亚基金(I)氯化物,所述添加物为双三氟甲磺酰亚胺银、六氟锑酸银或三氟甲磺酸银。一价金催化剂的加入量为N-炔丙基亚甲基吲哚底物的5-20mol%。
以薄层色谱监测反应过程,薄层色谱的展开剂为石油醚、乙酸乙酯或者两者的混合液。
本发明优点在于,从化学的角度来看,原子经济性好,反应条件温和,操作简单;从工业和环境的角度来看,后处理简单,绿色环保,产品纯度高,收率较好。
具体实施方式
以下实施例中,TLC监测过程采用的展开剂为石油醚、乙酸乙酯或是二者的混合液;反应结束后,使用旋转蒸发仪蒸出溶剂,浓缩反应液;采用硅胶对浓缩物进行柱层析分离提纯,展开剂为石油醚和乙酸乙酯的混合液,或者是二氯甲烷和甲醇的混合液。
实施例1
于干燥的25mL茄形瓶中加入PPh3AuCl(49.6mg,0.1mmol)和AgNTf2(38.8mg,0.1mmol),加入无水二氯甲烷(10mL),室温搅拌30min,制备一价金催化剂PPh3AuNTf2;将底物a1(338mg,1mmol)和汉斯酯(1.27g,5mmol)加入到干燥的50mL茄形瓶中,加入无水二氯甲烷(10mL),加入含有PPh3AuNTf2的25mL茄形瓶里的溶液,室温搅拌12h,TLC监测至原料无剩余,通过硅藻土过滤,反应液浓缩。快速硅胶柱层析分离得到目标产物b1,收率81%。
本实施例1的反应式为:
产物b1的波谱数据为:MS(ESI)m/z:363[M+Na]+;1H-NMR(600MHz,DMSO-d6)δ7.72(d,J=8.3Hz,2H),7.47(d,J=7.9Hz,2H),6.96(td,J=7.6,1.3Hz,1H),6.71(dd,J=7.3,1.3Hz,1H),6.54(d,J=7.7Hz,1H),6.52(dd,J=7.3,1.0Hz,1H),5.61(s,1H),5.04(t,J=2.0Hz,1H),4.74(t,J=2.3Hz,1H),4.01–3.97(m,1H),3.89–3.86(m,1H),3.39(d,J=9.6Hz,1H),3.31(d,J=9.4Hz,1H),3.22(d,J=9.3Hz,1H),3.03(d,J=9.5Hz,1H),2.42(s,3H)。
实施例2
于干燥的25mL茄形瓶中加入PPh3AuCl(49.6mg,0.1mmol)和AgNTf2(38.8mg,0.1mmol),加入无水二氯甲烷(10mL),室温搅拌30min,制备一价金催化剂PPh3AuNTf2;将底物a2(368mg,1mmol)和汉斯酯(1.27g,5mmol)加入到干燥的50mL茄形瓶中,加入无水二氯甲烷(10mL),加入含有PPh3AuNTf2的25mL茄形瓶里的溶液,室温搅拌12h,TLC监测至原料无剩余,通过硅藻土过滤,反应液浓缩。快速硅胶柱层析分离得到目标产物b2,收率76%。
本实施例2的反应式为:
产物b2的波谱数据为:MS(ESI)m/z:393[M+Na]+;1H-NMR(600MHz,DMSO-d6)δ7.72(d,J=8.3Hz,2H),7.46(d,J=7.9Hz,2H),6.60(dd,J=8.4,2.6Hz,1H),6.50(d,J=8.4Hz,1H),6.36(d,J=2.6Hz,1H),5.22(s,1H),5.05(t,J=2.0Hz,1H),4.76(t,J=2.4Hz,1H),4.02–3.97(m,1H),3.91–3.86(m,1H),3.58(s,3H),3.40(d,J=9.6Hz,1H),3.27(d,J=9.4Hz,1H),3.17(d,J=9.3Hz,1H),3.06(d,J=9.7Hz,1H),2.42(s,3H)。
实施例3
于干燥的25mL茄形瓶中加入PPh3AuCl(49.6mg,0.1mmol)和AgNTf2(38.8mg,0.1mmol),加入无水二氯甲烷(10mL),室温搅拌30min,制备一价金催化剂PPh3AuNTf2;将底物a3(368mg,1mmol)和汉斯酯(1.27g,5mmol)加入到干燥的50mL茄形瓶中,加入无水二氯甲烷(10mL),加入含有PPh3AuNTf2的25mL茄形瓶里的溶液,室温搅拌12h,TLC监测至原料无剩余,通过硅藻土过滤,反应液浓缩。快速硅胶柱层析分离得到目标产物b3,收率72%。
本实施例3的反应式为:
产物b3的波谱数据为:MS(ESI)m/z:393[M+Na]+;1H-NMR(600MHz,DMSO-d6)δ7.65(d,J=8.3Hz,2H),7.39(d,J=7.9Hz,2H),6.64(d,J=7.8Hz,1H),6.48(t,J=7.7Hz,1H),6.31(dd,J=7.5,1.0Hz,1H),5.13(s,1H),4.97(t,J=2.0Hz,1H),4.67(t,J=2.4Hz,1H),3.94–3.90(m,1H),3.81–3.78(m,1H),3.66(s,3H),3.31(d,J=9.6Hz,1H),3.25(d,J=9.6Hz,1H),3.16(d,J=9.5Hz,1H),2.95(d,J=9.5Hz,1H),2.35(s,3H)。
实施例4
于干燥的25mL茄形瓶中加入PPh3AuCl(49.6mg,0.1mmol)和AgNTf2(38.8mg,0.1mmol),加入无水二氯甲烷(10mL),室温搅拌30min,制备一价金催化剂PPh3AuNTf2;将底物a4(372mg,1mmol)和汉斯酯(1.27g,5mmol)加入到干燥的50mL茄形瓶中,加入无水二氯甲烷(10mL),加入含有PPh3AuNTf2的25mL茄形瓶里的溶液,室温搅拌12h,TLC监测至原料无剩余,通过硅藻土过滤,反应液浓缩。快速硅胶柱层析分离得到目标产物b4,收率72%。
本实施例4的反应式为:
产物b4的波谱数据为:MS(ESI)m/z:397[M+Na]+;1H-NMR(600MHz,DMSO-d6)δ7.73(d,J=8.1Hz,2H),7.46(d,J=8.0Hz,2H),6.98(dd,J=8.3,2.2Hz,1H),6.67(d,J=2.2Hz,1H),6.54(d,J=8.3Hz,1H),5.80(s,1H),5.06(t,J=2.1Hz,1H),4.78(t,J=2.3Hz,1H),3.99–3.95(m,1H),3.94–3.91(m,1H),3.39(d,J=4.6Hz,1H),3.37(d,J=4.4Hz,1H),3.29(d,J=9.5Hz,1H),3.14(d,J=9.7Hz,1H),2.41(s,3H)。
实施例5
于干燥的25mL茄形瓶中加入PPh3AuCl(24.8mg,0.05mmol)和AgNTf2(19.4mg,0.05mmol),加入无水二氯甲烷(10mL),室温搅拌30min,制备一价金催化剂PPh3AuNTf2;将底物a5(356mg,1mmol)和汉斯酯(1.27g,5mmol)加入到干燥的50mL茄形瓶中,加入无水二氯甲烷(10mL),加入含有PPh3AuNTf2的25mL茄形瓶里的溶液,室温搅拌10h,TLC监测至原料无剩余,通过硅藻土过滤,反应液浓缩。快速硅胶柱层析分离得到目标产物b5,收率31%。
本实施例5的反应式为:
产物b5的波谱数据为:MS(ESI)m/z:381[M+Na]+;1H-NMR(600MHz,DMSO-d6)δ7.73(d,J=8.3Hz,2H),7.46(d,J=8.0Hz,2H),6.79(td,J=9.0,2.7Hz,1H),6.55–6.49(m,2H),5.52(s,1H),5.07(t,J=2.2Hz,1H),4.78(t,J=2.4Hz,1H),4.00–3.96(m,1H),3.92–3.88(m,1H),3.40(d,J=9.7Hz,1H),3.33(d,J=9.4Hz,1H),3.24(d,J=9.5Hz,1H),3.11(d,J=9.7Hz,1H),2.41(s,3H)。
实施例6
于干燥的25mL茄形瓶中加入PPh3AuCl(99.2mg,0.2mmol)和AgNTf2(77.6mg,0.2mmol),加入无水二氯甲烷(10mL),室温搅拌30min,制备一价金催化剂PPh3AuNTf2;将底物a6(352mg,1mmol)和汉斯酯(1.27g,5mmol)加入到干燥的50mL茄形瓶中,加入无水二氯甲烷(10mL),加入含有PPh3AuNTf2的25mL茄形瓶里的溶液,室温搅拌6h,TLC监测至原料无剩余,通过硅藻土过滤,反应液浓缩。快速硅胶柱层析分离得到目标产物b6,收率77%。
本实施例6的反应式为:
产物b6的波谱数据为:MS(ESI)m/z:377[M+Na]+;1H-NMR(600MHz,DMSO-d6)δ7.73(d,J=8.2Hz,2H),7.47(d,J=8.1Hz,2H),7.07(t,J=7.6Hz,1H),6.73(d,J=7.3Hz,1H),6.60(d,J=7.4Hz,1H),6.58(d,J=7.6Hz,1H),5.07(t,J=2.1Hz,1H),4.77(t,J=2.3Hz,1H),4.03–3.99(m,1H),3.93–3.88(m,1H),3.42(d,J=9.6Hz,1H),3.21(d,J=9.1Hz,1H),3.05–2.99(m,2H),2.68(d,J=1.9Hz,3H),2.43(d,J=2.1Hz,3H)。
实施例7
于干燥的25mL茄形瓶中加入PPh3AuCl(49.6mg,0.1mmol)和AgNTf2(38.8mg,0.1mmol),加入无水二氯甲烷(10mL),室温搅拌30min,制备一价金催化剂PPh3AuNTf2;将底物a7(428mg,1mmol)和汉斯酯(254mg,1mmol)加入到干燥的50mL茄形瓶中,加入无水二氯甲烷(10mL),加入含有PPh3AuNTf2的25mL茄形瓶里的溶液,室温搅拌16h,TLC监测至原料无剩余,通过硅藻土过滤,反应液浓缩。快速硅胶柱层析分离得到目标产物b7,收率80%。
本实施例7的反应式为:
产物b7的波谱数据为:MS(ESI)m/z:453[M+Na]+;1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ7.69(d,J=8.0Hz,2H),7.37–7.26(m,7H),7.10(td,J=7.7,1.2Hz,1H),6.84(d,J=7.5Hz,1H),6.66(t,J=7.4Hz,1H),6.54(d,J=7.9Hz,1H),5.03(d,J=2.1Hz,1H),4.92(t,J=2.5Hz,1H),4.30(d,J=14.9Hz,1H),4.19(d,J=14.9Hz,1H),4.07(dt,J=14.1,2.3Hz,1H),3.87–3.82(m,1H),3.60(d,J=9.4Hz,1H),3.37(d,J=9.1Hz,1H),3.14(d,J=9.1Hz,1H),3.06(d,J=9.4Hz,1H),2.43(s,3H)。
实施例8
于干燥的25mL茄形瓶中加入PPh3AuCl(49.6mg,0.1mmol)和AgNTf2(38.8mg,0.1mmol),加入无水二氯甲烷(10mL),室温搅拌30min,制备一价金催化剂PPh3AuNTf2;将底物a8(460mg,1mmol)和汉斯酯(1.27g,5mmol)加入到干燥的50mL茄形瓶中,加入无水二氯甲烷(10mL),加入含有PPh3AuNTf2的25mL茄形瓶里的溶液,室温搅拌12h,TLC监测至原料无剩余,通过硅藻土过滤,反应液浓缩。快速硅胶柱层析分离得到目标产物b8,收率82%。
本实施例8的反应式为:
产物b8的波谱数据为:MS(ESI)m/z:483[M+Na]+;1H-NMR(600MHz,CDCl3)δ7.69(d,J=8.3Hz,2H),7.31(d,J=8.0Hz,2H),7.22(d,J=8.6Hz,2H),7.10(t,J=7.7Hz,1H),6.87(d,J=8.6Hz,2H),6.83(dd,J=7.4,1.3Hz,1H),6.64(d,J=7.4Hz,1H),6.56(d,J=7.9Hz,1H),5.03–5.01(m,1H),4.91(t,J=2.4Hz,1H),4.24(d,J=14.5Hz,1H),4.13(d,J=14.5Hz,1H),4.07(dt,J=14.1,2.3Hz,1H),3.85–3.82(m,1H),3.82(s,3H),3.59(d,J=9.4Hz,1H),3.34(d,J=9.1Hz,1H),3.10(d,J=9.1Hz,1H),3.03(d,J=9.4Hz,1H),2.44(s,3H)。
实施例9
于干燥的25mL茄形瓶中加入PPh3AuCl(49.6mg,0.1mmol)和AgNTf2(38.8mg,0.1mmol),加入无水二氯甲烷(10mL),室温搅拌30min,制备一价金催化剂PPh3AuNTf2;将底物a9(262mg,1mmol)和汉斯酯(3.81g,15mmol)加入到干燥的50mL茄形瓶中,加入无水二氯甲烷(10mL),加入含有PPh3AuNTf2的25mL茄形瓶里的溶液,室温搅拌6h,TLC监测至原料无剩余,通过硅藻土过滤,反应液浓缩。快速硅胶柱层析分离得到目标产物b9,收率80%。
本实施例9的反应式为:
产物b9的波谱数据为:MS(ESI)m/z:287[M+Na]+;1H-NMR(600MHz,DMSO-d6)δ7.00(t,J=7.2Hz,2H),6.61(t,J=7.4Hz,1H),6.59(d,J=7.9Hz,1H),5.65(s,1H),5.11(t,J=2.1Hz,1H),4.79(t,J=2.4Hz,1H),4.16–4.05(m,2H),3.52(d,J=9.3Hz,1H),3.48(d,J=9.4Hz,1H),3.41(d,J=9.3Hz,1H),3.30(d,J=9.4Hz,1H),3.00(s,3H)。
实施例10
于干燥的25mL茄形瓶中加入PPh3AuCl(99.2mg,0.2mmol)和AgNTf2(77.6mg,0.2mmol),加入无水二氯甲烷(10mL),室温搅拌30min,制备一价金催化剂PPh3AuNTf2;将底物a10(324mg,1mmol)和汉斯酯(1.27g,5mmol)加入到干燥的50mL茄形瓶中,加入无水二氯甲烷(10mL),加入含有PPh3AuNTf2的25mL茄形瓶里的溶液,室温搅拌12h,TLC监测至原料无剩余,通过硅藻土过滤,反应液浓缩。快速硅胶柱层析分离得到目标产物b10,收率79%。
本实施例10的反应式为:
产物b10的波谱数据为:MS(ESI)m/z:349[M+Na]+;1H-NMR(600MHz,DMSO-d6)δ7.85(d,J=8.3Hz,2H),7.77–7.74(m,1H),7.67(t,J=7.7Hz,2H),6.96(td,J=7.6,1.3Hz,1H),6.71(d,J=7.3Hz,1H),6.55(d,J=7.8Hz,1H),6.51(t,J=7.3Hz,1H),5.61(s,1H),5.05(t,J=2.0Hz,1H),4.73(t,J=2.3Hz,1H),4.05–4.01(m,1H),3.93–3.89(m,1H),3.43(d,J=9.7Hz,1H),3.29(d,J=9.3Hz,1H),3.21(d,J=9.3Hz,1H),3.06(d,J=9.7Hz,1H)。
实施例11
于干燥的25mL茄形瓶中加入PPh3AuCl(49.6mg,0.1mmol)和AgNTf2(38.8mg,0.1mmol),加入无水二氯甲烷(10mL),室温搅拌30min,制备一价金催化剂PPh3AuNTf2;将底物a11(402mg,1mmol)和汉斯酯(254mg,1mmol)加入到干燥的50mL茄形瓶中,加入无水二氯甲烷(10mL),加入含有PPh3AuNTf2的25mL茄形瓶里的溶液,室温搅拌6h,TLC监测至原料无剩余,通过硅藻土过滤,反应液浓缩。快速硅胶柱层析分离得到目标产物b11,收率44%。
本实施例11的反应式为:
产物b11的波谱数据为:MS(ESI)m/z:427[M+Na]+;1H NMR(600MHz,DMSO-d6)δ7.87(d,J=8.5Hz,2H),7.77(d,J=8.6Hz,2H),6.97(td,J=7.6,1.3Hz,1H),6.74(d,J=7.5,Hz,1H),6.55(d,J=7.9Hz,1H),6.55–6.51(m,1H),5.62(s,1H),5.05(t,J=2.0Hz,1H),4.74(t,J=2.4Hz,1H),4.06–4.02(m,1H),3.95–3.92(m,1H),3.43(d,J=9.7Hz,1H),3.32(d,J=9.4Hz,1H),3.23(d,J=9.3Hz,1H),3.08(d,J=9.6Hz,1H)。
Claims (5)
2.根据权利要求1所述的一价金催化的螺[吲哚啉-3,3’-吡咯烷]衍生物的合成方法,其特征在于,所述N-炔丙基亚甲基吲哚底物与汉斯酯的摩尔比1:1-1:15。
3.根据权利要求1所述的一价金催化的螺[吲哚啉-3,3’-吡咯烷]衍生物的合成方法,其特征在于,使用的溶剂为无水二氯甲烷、无水四氢呋喃、无水甲苯、无水1,2-二氯乙烷、无水甲醇或无水乙腈。
4.根据权利要求1所述的一价金催化的螺[吲哚啉-3,3’-吡咯烷]衍生物的合成方法,其特征在于,搅拌反应时间为6-48h。
5.根据权利要求1所述的一价金催化的螺[吲哚啉-3,3’-吡咯烷]衍生物的合成方法,其特征在于,所述一价金催化剂为三苯基膦双(三氟甲磺酰亚胺)金,在使用时通过预催化剂和添加物反应制得;所述预催化剂为三苯基膦氯化金或1,3-双(2,6-二-异丙基苯基)咪唑-2-亚基金(I)氯化物,所述添加物为双三氟甲磺酰亚胺银、六氟锑酸银或三氟甲磺酸银;一价金催化剂的加入量为N-炔丙基亚甲基吲哚底物的5-20mol%。
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CN107652296A (zh) * | 2016-07-26 | 2018-02-02 | 南开大学 | 螺环氧化吲哚酰腙衍生物及其制备方法和在防治植物病毒、杀菌、杀虫方面的应用 |
CN109384789A (zh) * | 2017-08-08 | 2019-02-26 | 沈阳药科大学 | 一种一价银催化的吲哚并氮杂七元环的合成方法 |
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2021
- 2021-09-09 CN CN202111056428.4A patent/CN115785104A/zh active Pending
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