本發明屬于有機合成領域,具體涉及到一種3-芳基取代吲哚嗪的合成方法。
背景技術:
3-芳基取代吲哚嗪類物質具有廣泛的藥物、生物以及光學活性,同時其也是合成許多氮雜環的重要中間體。常見的合成3-芳基取代吲哚嗪的方法主要有以下四種:(1)以2-吡啶乙酸乙酯和肉桂酸為原料,通過銅介導的自由基環化反應制備3-芳基取代吲哚嗪(org.biomol.chem.2016,14,9966);(2)以2-吡啶乙酸乙酯及其類似物和芳炔為原料,通過環化反應制備3-芳基取代吲哚嗪(tetrahedronlett.2016,57,1074;tetrahedron2014,70,6717);(3)以2-吡啶乙酸乙酯及其類似物和芳烯為原料,通過氧化環化反應制備3-芳基取代吲哚嗪(org.lett.2015,17,2404;org.lett.2015,17,3050);(4)以吲哚嗪和芳鹵為原料,通過鈀催化c-h活化反應合成3-芳基取代吲哚嗪。
但這四種方法都存在各自的問題,如所使用的原料較為昂貴,都需要在dmf、二氯乙烷和nmp等高毒、不易處理和回收的有機溶劑中進行,且反應溫度都很高(大于100℃)等。其中大部分工藝都需要使用大量的過渡金屬催化劑和氧化劑,這進一步增加了合成成本和后處理的難度,同時對于環境也是不利的。
技術實現要素:
本發明目的在于提供一種無金屬催化、原料易得、實驗方法簡單、實驗條件易于實現、所得產物收率高的合成3-芳基取代吲哚嗪的方法。
實現本發明目的的技術解決方案為:一種合成3-芳基取代吲哚嗪的方法,包括以下步驟:
第一步、將芳甲基溴、吡啶類化合物和離子液體加入到反應容器中,升溫攪拌反應一段時間;
第二步、反應結束后,保溫,直接將缺電子炔烴和堿加入反應混合物中,繼續反應一段時間;
第三步、反應結束降溫后,加入乙酸乙酯萃取分液,收集有機相旋蒸除去溶劑,經柱層析硅膠得到3-芳基取代吲哚嗪。
進一步的,所述的芳甲基溴為4-硝基芐溴、4-氰基芐溴、4-溴甲基苯甲酸甲酯、4-氟芐溴和2-溴甲基吡啶中的任意一種。
進一步的,所述的吡啶類化合物為吡啶、4-甲基吡啶和4-苯基吡啶的任意一種。
進一步的,所述的離子液體為溴化1-辛基-3-甲基咪唑鹽,氯化1-辛基-3-甲基咪唑鹽和溴化1-己基-3-甲基咪唑鹽中的任意一種。
進一步的,所述的缺電子炔烴為丙炔酸乙酯、丙炔腈、苯丙炔酸乙酯、苯丙炔酸苯酯、二苯基丙炔酮和丁炔二酸二乙酯中的任意一種。
進一步的,所述的堿為碳酸銫、磷酸鉀和1,8-二氮雜二環十一碳-7-烯(dbu)中的任意一種。
進一步的,所述的芳甲基溴、吡啶類化合物、缺電子炔烴和堿的摩爾比為1~1.5:1~1.5:1:1~1.5。
進一步的,第一步中所述的反應溫度為40~80℃;所述的攪拌時間為1~2h。
進一步的,第二步中所述的攪拌時間為12-24h。
本發明與現有技術相比,其顯著優點是:
(1)反應條件簡單且無需使用任何過渡金屬催化劑。
(2)反應條件溫和,反應試劑相對安全廉價,底物耐受性好。
(3)反應操作簡單收率高,避免了危險、高毒試劑的使用,具有放大生產的可能性。
(4)反應溶劑為離子液體,反應結束后可以通過簡單的萃取分液回收利用。
具體實施方式
本發明的構思是:在離子液體介質中,通過芳甲基溴和吡啶反應原位生成溴化芐基取代吡啶季銨鹽,再在堿性條件下與缺電子炔烴發生1,3-偶極環加成反應得到最終產物3-芳基取代吲哚嗪。其反應式如下:
實施例1:3-芳基取代吲哚嗪4的制備
將0.75mmol吡啶,0.75mmol芳甲基溴和1.0ml[omim]br依次加入5ml單口燒瓶中,50℃下反應2h。然后加入0.5mmol缺電子炔烴和0.6mmol碳酸銫,在相同溫度下繼續反應22h。冷卻到室溫,用乙酸乙酯萃取三次,所得離子液體相直接回收套用,收集的有機相旋蒸除去溶劑,最后經柱層析硅膠得到目標產物3-芳基取代吲哚嗪4a-4l,產率如下所示。