CN117777002A - 一种3,3-二取代氧化吲哚衍生物的不对称合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3,3‑二取代氧化吲哚衍生物的不对称合成方法,属于有机合成的技术领域。该方法包括以下步骤:在反应器中,在惰性氛围下,3‑取代氧化吲哚化合物在手性配体与酸催化下,与4‑己烯‑3‑酮加热反应,反应结束后进行后续分离提纯,即可得到3,3‑二取代氧化吲哚衍生物。本发明的方法步骤简单、操作安全,所用原料无毒且易得,整个过程简单易行,污染小,符合绿色化学的理念。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域,具体涉及一种3,3-二取代氧化吲哚衍生物的不对称合成方法。
背景技术
C3位为季碳手性中心的3,3-二取代氧化吲哚骨架结构,广泛存在于各种生物和药物活性天然产物中,并经常被用作吲哚生物碱的合成原料(J.J.Badillo,N.V.Hanhan,A.K.Franz,Curr.Opin.Drug Discov.Devel.2010,13,758)。从该类化合物出发,可以合成多种生物活性各异的吲哚生物碱,如peganumine A,arborisidine,arboridinine,akuammiline,vindoline,strictamine等。更为关键的是,由于手性异构体在生物体内可能表现出截然不同的药理、药物动力学、代谢以及毒理活性等,合成光学纯的3,3-二取代氧化吲哚类化合物具有十分重要的意义。2009年,Maruoka课题组(He R.;Ding C.;MaruokaK.Angewandte Chemie International Edition,2009,48,4559-4561.)报道了手性季四烷基鏻盐作为相转移催化剂催化3-芳基氧化吲哚与α,β-不饱和酮反应合成3,3-二取代氧化吲哚衍生物的方法,但是该方法合成的吲哚3位取代基均为芳基,这在很大程度上限制了进一步的结构修饰。2015年,叶金星课题组(Wei Y.;Wen S.;Liu Z.,et al.OrganicLetters,2015,17,2732-2735.)报道了3-甲基氧化吲哚与α,β-不饱和酮反应合成3,3-二取代氧化吲哚衍生物的方法,但是该方法合成的吲哚3位取代基大多为甲基,也未能很好地兼容3位官能团化烷基取代氧化吲哚底物。
鉴于天然产物以及药物分子的多样性,开发一种新的3,3-二取代氧化吲哚衍生物的不对称合成方法仍然是一个重要的研究方向。
发明内容
为解决以上现有技术存在的不足和缺陷,本发明的目的是提供一种3,3-二取代氧化吲哚衍生物的不对称合成方法。
具体通过下述技术方案实现:
一种3,3-二取代氧化吲哚衍生物的不对称合成方法,包括以下步骤:
(1)在反应器中,在惰性氛围下,手性配体和酸溶于有机溶剂中,依次加入4-己烯-3-酮和化合物1,加热反应;
(2)反应结束后,降至室温,将反应液分离提纯,即可得到3,3-二取代氧化吲哚衍生物。
所述化合物1的结构式为:Bn为苄基。
进一步地,步骤(1)所述的惰性氛围为氮气环境。
进一步地,步骤(1)所述的有机溶剂为甲苯。
进一步地,步骤(1)所述的酸为Boc-D-苯甘氨酸、苯甲酸、对甲苯磺酸、乙酸、N-Boc-L-脯氨酸、Boc-D-苯基甘氨酸、D-酒石酸、L-酒石酸中的一种以上。
进一步地,步骤(1)所述的手性配体的结构式为如下任意一种:
进一步地,步骤(1)所述的加热反应的温度为60~80℃,反应时间为24~72h。
进一步地,步骤(1)所述的化合物1与4-己烯-3-酮的摩尔比为1:(1.2~3)。
进一步地,步骤(1)所述的化合物1与手性配体的摩尔比为1:(0.05~0.5);优选地,化合物1与手性配体的摩尔比为1:(0.4~0.6)。
进一步地,步骤(1)所述的化合物1与酸的摩尔比为1:(0.1~1)。
进一步地,步骤(2)所述分离提纯为:饱和碳酸氢钠水溶液淬灭反应,乙酸乙酯萃取,饱和氯化钠溶液反洗,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩有机相,柱层析分离提纯。
进一步地,反应后得到的3,3-二取代氧化吲哚衍生物,包括化合物2-1((S)-3-(2-(dibenzylamino)ethyl)-3-((R)-4-oxohexan-2-yl)indolin-2-one)和化合物2-2((R)-3-(2-(dibenzylamino)ethyl)-3-((R)-4-oxohexan-2-yl)indolin-2-one),它们的结构式分别为:
其中,Bn为苄基,Me为甲基。
本发明的合成方法的反应方程式如下:
与现有技术相比,本发明具有如下优点:
(1)本发明以色胺衍生物为原材料,无毒且廉价易得,合成步骤简单,操作安全。
(2)本发明合成的3,3-二取代氧化吲哚衍生物包含两个连续的手性中心,且都是相应天然产物中必须的。能够进一步发生多种官能团转化和环化反应的衍生。
(3)本发明通过添加手性配体之后能实现3,3-二取代氧化吲哚衍生物的不对称合成,可得到光学纯的氧化吲哚衍生物,这在药物合成和天然产物合成中有着十分重要的地位。
附图说明
图1为本发明化合物1的氢谱图;
图2为本发明化合物1的碳谱图;
图3为本发明化合物2-1和化合物2-2的氢谱图;
图4为化合物3-1的氢谱图;
图5为化合物3-2的氢谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例以及附图对本发明作进一步的描述,但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
不对称合成3,3-二取代氧化吲哚衍生物的合成方法,包括以下步骤:
称取配体L1(6.0mg,0.02mmol)以及Boc-D-苯基甘氨酸(10mg,0.04mmol)置于4mL反应瓶,加入无水甲苯(0.5mL),搅拌10分钟至充分溶解,随后将4-己烯-3-酮(29.4mg,0.3mmol)加入反应瓶中,搅拌10分钟至充分溶解,随后称取化合物1(35.6mg,0.1mmol)加入体系搅拌至完全溶解。升温至70℃反应72h。降至室温,饱和碳酸氢钠水溶液淬灭反应,乙酸乙酯萃取至水相无荧光点,合并所有乙酸乙酯相后使用饱和食盐水反洗,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩。浓缩物经薄层色谱层析(石油醚/乙酸乙酯=5:1)纯化得到化合物2-1与化合物2-2的混合物(黄色固体,28mg,总收率:64%,ee%(对映体过量):56%,41%;dr(非对映体过量):1:1.6)。
合成路线如下:
HPLC条件:INC柱(正己烷/异丙醇=95/5,流速1.0ml/min),保留时间:化合物2-1:tR=24.4min(主),tR=50.7min(次);化合物2-2:tR=15.0min(次),tR=27.1min(主)。
实施例2
不对称合成3,3-二取代氧化吲哚衍生物的合成方法,包括以下步骤:
称取配体L1(6.0mg,0.02mmol)以及Boc-D-苯基甘氨酸(10mg,0.04mmol)置于4mL反应瓶,加入无水甲苯(0.5mL),搅拌10分钟至充分溶解,随后将4-己烯-3-酮(29.4mg,0.3mmol)加入反应瓶中,搅拌10分钟至充分溶解,随后称取化合物1(35.6mg,0.1mmol)加入体系搅拌至完全溶解。升温至80℃反应72h。降至室温,饱和碳酸氢钠水溶液淬灭反应,乙酸乙酯萃取至水相无荧光点,合并所有乙酸乙酯相后使用饱和食盐水反洗,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩。浓缩物经薄层色谱层析(石油醚/乙酸乙酯=5:1)纯化得到化合物2-1与化合物2-2的混合物(黄色固体,26.8mg,总收率:60%,ee%(对映体过量):43%,31%;dr(非对映体过量):1:1.7)
合成路线如下:
HPLC条件:INC柱(正己烷/异丙醇=95/5,流速1.0ml/min),保留时间:化合物2-1:tR=24.4min(主),tR=50.7min(次);化合物2-2:tR=15.0min(次),tR=27.1min(主)。
实施例3
不对称合成3,3-二取代氧化吲哚衍生物的合成方法,包括以下步骤:
称取配体L2(6.4mg,0.02mmol)以及Boc-D-苯基甘氨酸(10mg,0.04mmol)置于4mL反应瓶,加入无水甲苯(0.5mL),搅拌10分钟至充分溶解,随后将4-己烯-3-酮(29.4mg,0.3mmol)加入反应瓶中,搅拌10分钟至充分溶解,随后称取化合物1(35.6mg,0.1mmol)加入体系搅拌至完全溶解。升温至70℃反应72h。降至室温,饱和碳酸氢钠水溶液淬灭反应,乙酸乙酯萃取至水相无荧光点,合并所有乙酸乙酯相后使用饱和食盐水反洗,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩。浓缩物经薄层色谱层析(石油醚/乙酸乙酯=5:1)纯化得到化合物2-1与化合物2-2的混合物(黄色固体,29.9mg,总收率:67%,ee%(对映体过量):51%,42%;dr(非对映体过量):1:2)
合成路线如下:
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实施例4
不对称合成3,3-二取代氧化吲哚衍生物的合成方法,包括以下步骤:
称取配体L3(6.4mg,0.02mmol)以及Boc-D-苯基甘氨酸(10mg,0.04mmol)置于4mL反应瓶,加入无水甲苯(0.5mL),搅拌10分钟至充分溶解,随后将4-己烯-3-酮(29.4mg,0.3mmol)加入反应瓶中,搅拌10分钟至充分溶解溶解,随后称取化合物1(35.6mg,0.1mmol)加入体系搅拌至完全溶解。升温至80℃反应72h。降至室温,饱和碳酸氢钠水溶液淬灭反应,乙酸乙酯萃取至水相无荧光点,合并所有乙酸乙酯相后使用饱和食盐水反洗,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩。浓缩物经薄层色谱层析(石油醚/乙酸乙酯=5:1)纯化得到化合物2-1与化合物2-2的混合物(黄色固体,30.3mg,总收率:68%,ee%(对映体过量):64%,72%;dr(非对映体过量):1:2)
合成路线如下:
HPLC条件:INC柱(正己烷/异丙醇=95/5,流速1.0ml/min),保留时间:化合物2-1:tR=24.4min(主),tR=50.7min(次);化合物2-2:tR=15.0min(次),tR=27.1min(主)。
实施例5
不对称合成3,3-二取代氧化吲哚衍生物的合成方法,包括以下步骤:
称取配体L2(6.4mg,0.02mmol)以及Boc-D-苯基甘氨酸(10mg,0.04mmol)置于4mL反应瓶,加入无水甲苯(0.5mL),搅拌10分钟至充分溶解,随后将4-己烯-3-酮(29.4mg,0.3mmol)加入反应瓶中,搅拌10分钟至充分溶解,随后称取化合物1(35.6mg,0.1mmol)加入体系搅拌至完全溶解。升温至60℃反应72h。降至室温,饱和碳酸氢钠水溶液淬灭反应,乙酸乙酯萃取至水相无荧光点,合并所有乙酸乙酯相后使用饱和食盐水反洗,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩。浓缩物经薄层色谱层析(石油醚/乙酸乙酯=5:1)纯化得到化合物2-1与化合物2-2的混合物(黄色固体,21.0mg,总收率:47%,ee%(对映体过量):55%,43%;dr(非对映体过量):1:1.3)
合成路线如下:
HPLC条件:INC柱(正己烷/异丙醇=95/5,流速1.0ml/min),保留时间:化合物2-1:tR=24.4min(主),tR=50.7min(次);化合物2-2:tR=15.0min(次),tR=27.1min(主)。
实施例6
不对称合成3,3-二取代氧化吲哚衍生物的合成方法,包括以下步骤:
称取配体L2(6.4mg,0.02mmol)以及Boc-D-苯基甘氨酸(10mg,0.04mmol)置于4mL反应瓶,加入无水甲苯(0.5mL),搅拌10分钟至充分溶解,随后将4-己烯-3-酮(29.4mg,0.3mmol)加入反应瓶中,搅拌10分钟至充分溶解,随后称取化合物1(35.6mg,0.1mmol)加入体系搅拌至完全溶解。升温至70℃反应24h。降至室温,饱和碳酸氢钠水溶液淬灭反应,乙酸乙酯萃取至水相无荧光点,合并所有乙酸乙酯相后使用饱和食盐水反洗,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩。浓缩物经薄层色谱层析(石油醚/乙酸乙酯=5:1)纯化得到化合物2-1与化合物2-2的混合物(黄色固体,14.3mg,总收率:32%,ee%(对映体过量):62%,49%;dr(非对映体过量):1:1.8)
合成路线如下:
HPLC条件:INC柱(正己烷/异丙醇=95/5,流速1.0ml/min),保留时间:化合物2-1:tR=24.4min(主),tR=50.7min(次);化合物2-2:tR=15.0min(次),tR=27.1min(主)。
实施例7
不对称合成3,3-二取代氧化吲哚衍生物的合成方法,包括以下步骤:
称取配体L2(16.0mg,0.05mmol)以及Boc-D-苯基甘氨酸(25mg,0.1mmol)置于4mL反应瓶,加入无水甲苯(0.5mL),搅拌10分钟至充分溶解,随后将4-己烯-3-酮(29.4mg,0.3mmol)加入反应瓶中,搅拌10分钟至充分溶解,随后称取化合物1(35.6mg,0.1mmol)加入体系搅拌至完全溶解。升温至70℃反应72h。降至室温,饱和碳酸氢钠水溶液淬灭反应,乙酸乙酯萃取至水相无荧光点,合并所有乙酸乙酯相后使用饱和食盐水反洗,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩。浓缩物经薄层色谱层析(石油醚/乙酸乙酯=5:1)纯化得到化合物2-1与化合物2-2的混合物(黄色固体,39.3mg,总收率88%,ee%(对映体过量):88%,92%;dr(非对映体过量):1:1.8)
合成路线如下:
HPLC条件:INC柱(正己烷/异丙醇=95/5,流速1.0ml/min),保留时间:化合物2-1:tR=24.4min(主),tR=50.7min(次);化合物2-2:tR=15.0min(次),tR=27.1min(主)。
实施例8
不对称合成3,3-二取代氧化吲哚衍生物的合成方法,包括以下步骤:
称取配体L2(16.0mg,0.05mmol)以及苯甲酸(12.2mg,0.1mmol)置于4mL反应瓶,加入无水甲苯(0.5mL),搅拌10分钟至充分溶解,随后将4-己烯-3-酮(29.4mg,0.3mmol)加入反应瓶中,搅拌10分钟至充分溶解,随后称取化合物1(35.6mg,0.1mmol)加入体系搅拌至完全溶解。升温至70℃反应72h。降至室温,饱和碳酸氢钠水溶液淬灭反应,乙酸乙酯萃取至水相无荧光点,合并所有乙酸乙酯相后使用饱和食盐水反洗,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩。浓缩物经薄层色谱层析(石油醚/乙酸乙酯=5:1)纯化得到化合物2-1与化合物2-2的混合物(黄色固体,41.5mg,总收率:93%,ee%(对映体过量):85%,83%;dr(非对映体过量):1:1.8)
合成路线如下:
HPLC条件:INC柱(正己烷/异丙醇=95/5,流速1.0ml/min),保留时间:化合物2-1:tR=24.4min(主),tR=50.7min(次);化合物2-2:tR=15.0min(次),tR=27.1min(主)。
实施例9
不对称合成3,3-二取代氧化吲哚衍生物的合成方法,包括以下步骤:
称取配体L2(6.4mg,0.02mmol)以及N-Boc-L-脯氨酸(10mg,0.04mmol)置于4mL反应瓶,加入无水甲苯(0.5mL),搅拌10分钟至充分溶解,随后将4-己烯-3-酮(14.7mg,0.15mmol)加入反应瓶中,搅拌10分钟至充分溶解,随后称取化合物1(35.6mg,0.1mmol)加入体系搅拌至完全溶解。升温至70℃反应72h。降至室温,饱和碳酸氢钠水溶液淬灭反应,乙酸乙酯萃取至水相无荧光点,合并所有乙酸乙酯相后使用饱和食盐水反洗,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩。浓缩物经薄层色谱层析(石油醚/乙酸乙酯=5:1)纯化得到化合物2-1与化合物2-2的混合物(黄色固体,11.6mg,总收率:26%,ee%(对映体过量):81%,84%;dr(非对映体过量):1:2)
合成路线如下:
HPLC条件:INC柱(正己烷/异丙醇=95/5,流速1.0ml/min),保留时间:化合物2-1:tR=24.4min(主),tR=50.7min(次);化合物2-2:tR=15.0min(次),tR=27.1min(主)。
以上实施例1~9合成得到的都是化合物2-1和混合物2-1的混合物,需进行下一步转化反应才能分离,进一步得到化合物3-1和化合物3-2,步骤如下:
称取化合物2-1和化合物2-2的混合物(1.59g,3.57mmol)于100mL反应瓶,置换氮气,加入无水二氯甲烷(36mL),搅拌至完全溶解,加入三氟乙酸(488mg,4.28mmol)以及三甲基氧鎓四氟硼酸盐(1.58g,10.7mmol);室温搅拌6h。饱和碳酸氢钠水溶液淬灭反应,乙酸乙酯萃取三次,合并有机相后使用饱和氯化钠溶液反洗,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩。浓缩物经柱层析(石油醚/乙酸乙酯=10:1)纯化得到化合物3-1(黄色油状物,905mg,收率:54%),化合物3-2(黄色油状物,504mg,收率:30%)。
化合物3-1结构式为化合物3-2结构式为/>
以上实施例1~9中所有化合物的结构均经过核磁共振谱确认,图1为化合物1的氢谱图;图2为化合物1的碳谱图;图3为化合物2-1和化合物2-2的氢谱图;图4为化合物3-1的氢谱;图5为化合物3-2的氢谱。鉴定数据如下:
化合物1:
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.71(s,1H),7.35-7.25(m,8H),7.25-7.18(m,2H),7.11(t,J=7.7Hz,1H),6.84-6.77(m,2H),6.60(d,J=7.3Hz,1H),3.72(d,J=13.5Hz,2H),3.58(dd,J=8.0,4.9Hz,1H),3.47(d,J=13.5Hz,2H),2.75-2.67(m,1H),2.67-2.59(m,1H),2.35-2.26(m,1H),1.97-1.86(m,1H).
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ180.8,141.5,139.5,130.0,129.2,128.4,127.7,127.0,124.3,122.2,109.7,58.4,50.2,43.8,28.7.
化合物2-1和化合物2-2:
1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ8.22(s,0.52H),8.17(s,0.28H),8.14-8.08(m,0.55H),7.58(d,J=7.4Hz,0.28H),7.47(t,J=7.7Hz,0.55H),7.36-7.29(m,0.55H),7.29-7.07(m,10.88H),7.01-6.85(m,1.91H),6.82(d,J=7.7Hz,0.20H),6.78(d,J=7.8Hz,0.92H),3.73(d,J=13.5Hz,0.28H),3.61(dd,J=14.7,8.4Hz,0.3H),3.55-3.35(m,4H),2.59-2.46(m,1.22H),2.39-2.07(m,5.81H),2.02-1.91(m,1.05H),1.00(t,J=7.3Hz,0.95H),0.95(t,J=7.3Hz,1.85H),0.87(d,J=6.7Hz,2.02H),0.74(d,J=6.7Hz,0.94H).
化合物3-1:
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ7.28-7.19(m,12H),7.01-6.91(m,2H),3.84(s,3H),3.51-3.40(m,4H),2.53-2.49(m,1H),2.27-2.20(m,2H),2.19-2.11(m,2H),2.09-2.01(m,3H),1.86-1.83(m,1H),0.96(t,J=7.4Hz,3H),0.69(d,J=6.7Hz,3H).
化合物3-2:
1H NMR(500MHz,Chloroform-d)δ7.29-7.18(m,12H),7.06-6.97(m,2H),3.78(s,3H),3.56-3.32(m,4H),2.57-2.48(m,1H),2.32-2.15(m,3H),2.08-1.95(m,4H),1.88-1.80(m,1H),0.96(q,J=7.3Hz,3H),0.87(d,J=6.8Hz,3H).
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种3,3-二取代氧化吲哚衍生物的不对称合成方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)在反应器中,在惰性氛围下,手性配体和酸溶于有机溶剂中,依次加入4-己烯-3-酮和化合物1,加热反应;
(2)反应结束后,降至室温,将反应液分离提纯,即可得到3,3-二取代氧化吲哚衍生物;
所述化合物1的结构式为Bn为苄基。
2.根据权利要求1所述的3,3-二取代氧化吲哚衍生物的不对称合成方法,其特征在于,步骤(1)所述的惰性氛围为氮气气氛。
3.根据权利要求1所述的3,3-二取代氧化吲哚衍生物的不对称合成方法,其特征在于,步骤(1)所述的有机溶剂为甲苯。
4.根据权利要求1所述的3,3-二取代氧化吲哚衍生物的不对称合成方法,其特征在于,步骤(1)所述的酸为Boc-D-苯甘氨酸、苯甲酸、对甲苯磺酸、乙酸、N-Boc-L-脯氨酸、Boc-D-苯基甘氨酸、D-酒石酸、L-酒石酸中的一种以上。
5.根据权利要求1所述的3,3-二取代氧化吲哚衍生物的不对称合成方法,其特征在于,步骤(1)所述的手性配体的结构式为如下任意一种:
6.根据权利要求1所述的3,3-二取代氧化吲哚衍生物的不对称合成方法,其特征在于,步骤(1)所述的加热反应的温度为60~80℃,反应时间为24~72h。
7.根据权利要求1所述的3,3-二取代氧化吲哚衍生物的不对称合成方法,其特征在于,步骤(1)所述的化合物1与4-己烯-3-酮的摩尔比为1:(1.2~3)。
8.根据权利要求1所述的3,3-二取代氧化吲哚衍生物的不对称合成方法,其特征在于,步骤(1)所述的化合物1与手性配体的摩尔比为1:(0.05~0.5)。
9.根据权利要求1所述的3,3-二取代氧化吲哚衍生物的不对称合成方法,其特征在于,步骤(1)所述的化合物1与酸的摩尔比为1:(0.1~1)。
10.根据权利要求1-9任一项所述的3,3-二取代氧化吲哚衍生物的不对称合成方法,其特征在于,步骤(2)所述分离提纯为:饱和碳酸氢钠水溶液淬灭反应,乙酸乙酯萃取,饱和氯化钠溶液反洗,无水硫酸钠干燥,过滤,浓缩有机相,柱层析分离提纯。
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