CN116854622A - 一种多取代的2,4-二氢环戊二烯并[b]吲哚类化合物的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种属于有机合成领域，涉及一种多取代的2,4‑二氢环戊二烯并[b]吲哚类化合物的合成方法。所述方法为：氮气保护下，向反应器中依次加入γ‑吲哚‑β,γ‑不饱和‑α‑酮酸酯、二甲基苯基硅烷(PhSiHMe2)、路易斯酸、布朗斯特酸以及溶剂，一定温度下搅拌至反应完毕，经柱层析分离可得到多取代的2,4‑二氢环戊二烯并[b]吲哚类化合物。本发明合成方法具有成本低、收率高、底物适用面广、操作简单、反应条件温和、后处理方便等优点。其反应方程式如下：
Description
技术领域
本发明公开了属于有机合成技术领域的一种多取代的2,4-二氢环戊二烯并[b]吲哚类化合物的合成方法。
背景技术
稠环吲哚是药物分子和生物分子中一类广泛存在的骨架结构，同时也是潜在的有机发光功能材料。近年来，含吲哚稠环结构的2,4-二氢环戊二烯并[b]吲哚类化合物的合成及应用也引起了许多化学家的研究兴趣。然而，目前已知的该类化合物的合成方法往往需要使用昂贵化学试剂(如贵金属钯)以及苛刻的反应条件(如加热回流、微波加热等)(KR2014107026 A2014-09-04；DOI:10.3987/com-07-s(w)17；J.Am.Chem.Soc.,2020,142,13598-13605)。因此，发展一种新颖、高效、成本低、条件温和且底物适用性广的多取代的2,4-二氢环戊二烯并[b]吲哚类化合物的合成方法具有重大意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的多取代的2,4-二氢环戊二烯并[b]吲哚类化合物合成过程中存在的使用昂贵的化学试剂及反应条件苛刻等问题，提供了一种新颖、高效、成本低、条件温和且底物适用性广的多取代的2,4-二氢环戊二烯并[b]吲哚类化合物的合成方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种在温和条件下，利用硅烷结合廉价金属锆或铪高效地还原γ-吲哚-β,γ-不饱和-α-酮酸酯构筑2，4-二氢环戊二烯并[b]吲哚的方法，所述多取代的2,4-二氢环戊二烯并[b]吲哚类化合物具有式I所示的结构：
其中，R1选自芳基、取代芳基中的任意一种；所述取代芳基的取代基为卤素原子、饱和烷基、三氟甲基、烷氧基中的任意一种。
R2选自甲基、乙基、异丙基、苄基中的任意一种。
R3选自卤素原子、饱和烷基、烷氧基中的任意一种。
R4选自氢原子、饱和烷基中的任意一种。
该方法包括：氮气保护下，向反应器中依次加入γ-吲哚-β,γ-不饱和-α-酮酸酯、二甲基苯基硅烷(PhSiHMe2)、路易斯酸、布朗斯特酸以及溶剂，一定温度下搅拌至反应完毕，经柱层析分离可得到多取代的2,4-二氢环戊二烯并[b]吲哚类化合物，其化学过程见反应式II：
所述路易斯酸选自氯化铪、氯化锆、溴化锆中的任意一种。
所述布朗斯特酸选自磷酸二苯酯、磷酸、联萘酚磷酸酯、对甲苯磺酸、三氟乙酸中的任意一种。
所述溶剂选自二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、三氯甲烷、四氢呋喃、甲苯、丙酮中的任意一种。
所述β,γ-不饱和-α-酮酸酯、PhSiHMe2、路易斯酸及布朗斯特酸的摩尔比为1.0:(1.0-3.0):(0.05-0.3):(0-0.3)。
所述反应时间为12-36h。
所述反应温度为0-60℃。
在反应后用石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂进行柱层析分离。
本发明的有益效果为：本发明提供的一种多取代的2,4-二氢环戊二烯并[b]吲哚类化合物合成方法科学合理，具有成本低、收率高、底物适用面广、反应条件温和、后处理方便等优点。
附图说明
图1为实施例1制备的化合物(2a)的NMR图谱；
图2为实施例2制备的化合物(2b)的NMR图谱；
图3为实施例3制备的化合物(2c)的NMR图谱；
图4为实施例4制备的化合物(2d)的NMR图谱；
图5为实施例5制备的化合物(2e)的NMR图谱；
图6为实施例6制备的化合物(2f)的NMR图谱；
图7为实施例7制备的化合物(2g)的NMR图谱；
图8为实施例8制备的化合物(2h)的NMR图谱；
图9为实施例9制备的化合物(2i)的NMR图谱；
图10为实施例10制备的化合物(2j)的NMR图谱。
具体实施方式
在本文中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，在本发明的技术构思范围内，进行任何的修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。
实施例1：
反应方程式如下：
氮气保护下，将化合物1a(5mmol)、PhSiHMe2(6mmol)、氯化铪(0.5mmol)、磷酸二苯酯(DPHP)(0.5mmol)加入反应器中，加入二氯甲烷50mL，40℃下搅拌至反应结束。反应完成后，旋转蒸发仪浓缩反应液得到的粗产品，用石油醚和乙酸乙酯的体积比4:1的混合溶剂柱层析分离，得到纯2a，产率为80％。
2a的核磁数据如下：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ7.83(br,1H),7.41(d,J＝7.0Hz,1H),7.31–7.25(m,5H),7.05(d,J＝8.0Hz,1H),6.93(t,J＝7.5Hz,1H),3.92(s,2H),3.84(s,3H),2.38(s,3H)ppm；
13C NMR(125MHz,DMSO-d6)δ165.4,157.8,150.9,142.8,138.2,136.0,135.8,130.8,129.2,129.0,128.2,125.8,123.5,121.0,120.9,110.7,95.2,50.8,47.7,20.5ppm..
实施例2
反应方程式如下：
氮气保护下，将化合物1b(5mmol)、PhSiHMe2(6mmol)、氯化锆(0.5mmol)、联萘酚磷酸酯(BA)(0.5mmol)加入反应器中，加入1,2-二氯乙烷50mL，40℃下搅拌至反应结束。反应完成后，旋转蒸发仪浓缩反应液得到的粗产品，用石油醚和乙酸乙酯的体积比4:1的混合溶剂柱层析分离，得到纯2b，产率为67％。
2b的核磁数据如下：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ10.49(s,1H),7.87(d,J＝7.5Hz,1H),7.45–7.39(m,2H),7.34–7.31(m,2H),7.20(d,J＝8.0Hz,1H),7.01(t,J＝7.5Hz,1H),6.97(d,J＝8.0Hz,1H),3.95(s,2H),3.84(s,3H),3.72(s,3H)ppm.
13C NMR(125MHz,DMSO-d6)δ163.9,159.6,157.4,152.1,142.0,136.7,136.2,130.0,129.3,122.7,120.3,120.0,119.7,114.3,112.6,111.6,94.0,55.2,50.2,45.0ppm.
实施例3
反应方程式如下：
氮气保护下，将化合物1c(5mmol)、PhSiHMe2(6mmol)、溴化锆(0.5mmol)、磷酸(0.5mmol)加入反应器中，加入三氯甲烷50mL，40℃下搅拌至反应结束。反应完成后，旋转蒸发仪浓缩反应液得到的粗产品，用石油醚和乙酸乙酯的体积比4:1的混合溶剂柱层析分离，得到纯2c，产率为83％。
2c的核磁数据如下：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ10.50(s,1H),7.86–7.81(m,3H),7.56–7.55(m,2H),7.33(s,1H),7.20(d,J＝6.0Hz,1H),7.00(s,1H),3.94(s,2H),3.72(s,3H)ppm ppm.
13C NMR(125MHz,DMSO-d6)δ163.9,157.2,152.1,140.3,136.6,134.2,132.7,129.5,129.2,129.0,122.9,120.2,119.5,111.6,94.4,50.2,44.9ppm.
实施例4
反应方程式如下：
氮气保护下，将化合物1d(5mmol)、PhSiHMe2(6mmol)、氯化铪(0.5mmol)、对甲苯磺酸(0.5mmol)加入反应器中，加入四氢呋喃50mL，室温下搅拌至反应结束。反应完成后，旋转蒸发仪浓缩反应液得到的粗产品，用石油醚和乙酸乙酯的体积比4:1的混合溶剂柱层析分离，得到纯2d，产率为79％。
2d的核磁数据如下：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ10.57(s,1H),8.00(d,J＝8.0Hz,2H),7.91(d,J＝7.5Hz,1H),7.85(d,J＝8.0Hz,2H),7.36(t,J＝7.5Hz,1H),7.21(d,J＝8.0Hz,1H),7.01(t,J＝7.5Hz,1H),4.01(s,2H),3.73(s,3H)ppm.
13C NMR(125MHz,DMSO-d6)δ163.6,156.7,152.1,139.1,139.0,137.7,129.7,127.8,125.6(q,JCF＝2.8),122.9,120.1,119.0,111.4,95.2,50.1,44.7ppm.
实施例5
反应方程式如下：
氮气保护下，将化合物1e(5mmol)、PhSiHMe2(6mmol)、氯化铪(0.5mmol)、三氟乙酸(0.5mmol)加入反应器中，加入甲苯50mL，室温下搅拌至反应结束。反应完成后，旋转蒸发仪浓缩反应液得到的粗产品，用石油醚和乙酸乙酯的体积比4:1的混合溶剂柱层析分离，得到纯2e，产率为33％。
2e的核磁数据如下：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ10.47(s,1H),8.01(s,1H),7.91(d,J＝7.5Hz,1H),7.72–7.70(m,1H),7.59(d,J＝5.0Hz,1H),7.32(t,J＝7.5Hz,1H),7.19(d,J＝8.0Hz,1H),7.02(t,J＝7.5Hz,1H),3.94(s,2H),3.71(s,3H)ppm.
13C NMR(125MHz,DMSO-d6)δ169.2,163.0,157.0,142.0,141.9,140.0,134.3,132.6,130.2,128.3,125.6,125.1,116.7,97.7,55.4,50.8ppm.
实施例6
反应方程式如下：
氮气保护下，将化合物1f(5mmol)、PhSiHMe2(6mmol)、氯化铪(0.5mmol)、DPHP(0.5mmol)加入反应器中，加入丙酮50mL，室温下搅拌至反应结束。反应完成后，旋转蒸发仪浓缩反应液得到的粗产品，用石油醚和乙酸乙酯的体积比4:1的混合溶剂柱层析分离，得到纯2f，产率为74％。
2f的核磁数据如下：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ10.59(s,1H),7.89(d,J＝8.0Hz,1H),7.82(d,J＝7.5Hz,2H),7.52(t,J＝7.5Hz,2H),7.45(d,J＝7.5Hz,2H),7.41–7.35(m,3H),7.34–7.29(m,2H),7.22(d,J＝8.0Hz,1H),7.01(t,J＝7.5Hz,1H),5.27(s,2H),4.00(s,2H)ppm.
13C NMR(125MHz,DMSO-d6)δ163.3,158.0,152.0,142.4,137.8,136.1,135.3,129.3,129.0,128.4,128.3,127.6,127.5,127.4,122.8,120.4,119.8,111.6,93.7,63.7,44.9ppm.
实施例7
反应方程式如下：
氮气保护下，将化合物1g(5mmol)、PhSiHMe2(6mmol)、氯化铪(0.5mmol)、DPHP(0.5mmol)加入反应器中，加入二氯甲烷50mL，室温下搅拌至反应结束。反应完成后，旋转蒸发仪浓缩反应液得到的粗产品，用石油醚和乙酸乙酯的体积比4:1的混合溶剂柱层析分离，得到纯2g，产率为63％。
2g的核磁数据如下：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ10.28(s,1H),7.80(d,J＝7.5Hz,2H),7.53(t,J＝7.5Hz,2H),7.41–7.47(m,2H),7.11(d,J＝8.5Hz,1H),6.98–6.96(m,1H),3.94(s,2H),3.75(s,3H),3.71(s,3H)ppm.
13C NMR(125MHz,DMSO-d6)δ163.7,157.7,153.3,146.0,142.3,136.0,135.1,128.8,128.2,127.3,120.1,115.2,111.6,108.0,93.1,55.3,49.9,44.6ppm.
实施例8
反应方程式如下：
氮气保护下，将化合物1h(5mmol)、PhSiHMe2(6mmol)、氯化铪(0.5mmol)、DPHP(0.5mmol)加入反应器中，加入二氯甲烷50mL，室温下搅拌至反应结束。反应完成后，旋转蒸发仪浓缩反应液得到的粗产品，用石油醚和乙酸乙酯的体积比4:1的混合溶剂柱层析分离，得到纯2h，产率为36％。
2h的核磁数据如下：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ10.51(s,1H),7.79(d,J＝7.5Hz,2H),7.60–7.58(m,1H),7.54(t,J＝8.0Hz,2H),7.41(t,J＝7.0Hz,1H),7.22–7.16(m,2H),3.98(s,2H),3.72(s,3H)ppm.
13C NMR(125MHz,DMSO-d6)δ164.3,158.1,157.3(d,1JC-F＝264.0Hz),148.9,144.1,136.0(d,4JC-F＝3.4Hz),135.5,129.6,129.2,128.1,121.0(d,3JC-F＝9.6Hz),116.5(d,2JC-F＝24.6Hz),112.5(d,3JC-F＝8.7Hz),109.8(d,2JC-F＝25.3Hz),94.6,50.7,45.5ppm.
实施例9
反应方程式如下：
氮气保护下，将化合物1i(5mmol)、PhSiHMe2(6mmol)、氯化铪(0.5mmol)、DPHP(0.5mmol)加入反应器中，加入二氯甲烷50mL，室温下搅拌至反应结束。反应完成后，旋转蒸发仪浓缩反应液得到的粗产品，用石油醚和乙酸乙酯的体积比4:1的混合溶剂柱层析分离，得到纯2i，产率为79％。
2i的核磁数据如下：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ9.90(s,1H),7.79(d,J＝7.5Hz,2H),7.72(d,J＝8.0Hz,1H),7.51(t,J＝7.5Hz,2H),7.39(t,J＝7.0Hz,1H),7.15(d,J＝7.5Hz,1H),6.93(t,J＝7.5Hz,1H),3.96(s,2H),3.73(s,3H),2.42(s,3H)ppm.
13C NMR(125MHz,DMSO-d6)δ163.9,157.3,150.5,141.6,136.6,135.4,130.6,128.9,128.3,127.5,121.0,120.4,120.1,119.6,94.8,50.2,45.2,17.0ppm.
实施例10
反应方程式如下：
氮气保护下，将化合物1j(5mmol)、PhSiHMe2(6mmol)、氯化铪(0.5mmol)、DPHP(0.5mmol)加入反应器中，加入二氯甲烷50mL，室温下搅拌至反应结束。反应完成后，旋转蒸发仪浓缩反应液得到的粗产品，用石油醚和乙酸乙酯的体积比4:1的混合溶剂柱层析分离，得到纯2j，产率为49％。
2j的核磁数据如下：
1H NMR(500MHz,DMSO-d6)δ7.89(d,J＝7.5Hz,1H),7.80(d,J＝7.5Hz,2H),7.53(t,J＝7.5Hz,2H),7.44–7.40(m,2H),7.21(d,J＝8.0Hz,1H),7.07(t,J＝7.5Hz,1H),4.02(s,2H),3.91(s,3H),3.70(s,3H)ppm.
13C NMR(125MHz,DMSO-d6)δ164.8,158.1,153.2,141.9,136.9,135.9,129.0,128.8,128.3,127.7,122.6,121.0,120.5,108.8,94.7,50.6,47.4,31.8ppm.
由上述实例可以看出，按照本发明所述，可以对多取代的2,4-二氢环戊二烯并[b]吲哚类化合物以较低成本进行多样化高效合成。
Claims (5)
1.一种多取代的2,4-二氢环戊二烯并[b]吲哚类化合物的合成方法，所述2,4-二氢环戊二烯并[b]吲哚类化合物具有式I所示的结构：
其中，R1选自芳基、取代芳基中的任意一种；所述取代芳基的取代基为卤素原子、饱和烷基、三氟甲基、烷氧基中的任意一种；
R2选自甲基、乙基、异丙基、苄基中的任意一种；
R3选自卤素原子、饱和烷基、烷氧基中的任意一种；
R4选自氢原子、饱和烷基中的任意一种；
该方法包括：氮气保护下，向反应器中依次加入γ-吲哚-β,γ-不饱和-α-酮酸酯、二甲基苯基硅烷(PhSiHMe2)、路易斯酸、布朗斯特酸以及溶剂，一定温度下搅拌至反应完毕，经柱层析分离可得到多取代的2,4-二氢环戊二烯并[b]吲哚类化合物，其化学过程见反应式II：
其中，所述路易斯酸选自氯化铪、氯化锆、溴化锆中的任意一种；
其中，所述布朗斯特酸选自磷酸二苯酯、磷酸、联萘酚磷酸酯、对甲苯磺酸、三氟乙酸中的任意一种；
其中，所述溶剂选自二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、三氯甲烷、四氢呋喃、甲苯、丙酮中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其中，所述β,γ-不饱和-α-酮酸酯、PhSiHMe2、路易斯酸及布朗斯特酸的摩尔比为1.0:(1.0-3.0):(0.05-0.3):(0-0.3)。
3.根据权利要求1所述的合成方法，其中，反应时间为12-36h。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其中，反应温度为0-60℃。
5.根据权利要求1所述的合成方法，其中，用石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂进行柱层析分离。
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