一种芳环并[c]咔唑类衍生物及其合成方法技术

一种芳环并[c]咔唑类衍生物及其合成方法。该方法采用绿色，廉价的碘化胺作催化剂，以2，3‑二氯‑5，6‑二氰对苯醌作为氧化剂，环己烷、甲苯、二甲苯、三甲苯、三氟甲苯、乙苯、氯苯、邻二氯苯、苯甲醚、十氢萘、1，4‑二氧六环中的一种或几种混合作为有机溶剂，将吲哚类衍生物、环己酮类衍生物和烯烃类衍生物等简单原料，三组分一锅内合成芳环并[c]咔唑及其衍生物的技术方案。克服了现有合成方法存在需要使用金属催化剂或金属氧化剂，或需要使用活性相对较高起始原料，合成步骤复杂；反应条件苛刻等缺点。适合用来制备具有一定光电性能、生物活性以及药物活性的芳环并[c]咔唑类衍生物。

A kind of aromatic ring and [c] carbazole derivatives and their synthesis methods

A kind of aromatic ring and [c] carbazole derivatives and their synthesis methods. The method uses green, cheap ammoinum iodide as catalyst, with 2, 3 two chlorine 5, 6 two cyanide benzoquinone as oxidant, cyclohexane, toluene, xylene, toluene three, three fluorine toluene, ethylbenzene, chlorobenzene, ortho two chlorobenzene, anisole, ten hydrogen naphthalene, 1, 4 two oxygen six ring in one or several mixed as organic solvent, indole derivatives, cyclohexanone derivatives and olefin derivatives such as simple material, a pot three component synthesis of aromatic ring and [c] carbazole and its derivatives of the technical scheme. It overcomes the shortcomings of existing synthetic methods, such as the use of metal catalysts or metal oxidants, or the use of relatively active starting materials, complex steps and harsh reaction conditions. It is suitable for the preparation of aromatic ring and [c] carbazole derivatives with certain photoelectric properties, biological activity and drug activity.

【技术实现步骤摘要】
一种芳环并[c]咔唑类衍生物及其合成方法
本专利技术涉及一种芳环并[c]咔唑类衍生物及其合成方法，属于有机合成

技术介绍
芳环并咔唑是很多天然产物、药物以及药物中间体、功能材料的重要骨架结构，广泛应用于有机发光半导体领域、药物领域和材料领域。此外芳环并咔唑还是许多化合物的合成前体。因此芳环并咔唑衍生物的合成方法一直得到广泛的重视。现有合成此类化合物的方法存在合成步骤复杂，需要采取多步合成工艺才能完成，需要添加过渡金属催化剂、化学当量的金属氧化剂，需要使用活性相对较高的起始原料等缺点。
技术实现思路
针对上述情况，本专利技术的目的是提供一种芳环并[c]咔唑及衍生物，该类物质分子结构稳定、化学性质优良，它既是重要的分子切块，又是含生理活性和药理活性的化合物片段，具有一定光电性能、生物活性以及药物活性。本专利技术的又一目的是提供一种芳环并[c]咔唑及衍生物及衍生物的方法，它工艺科学、合理，操作容易，反应步骤少，所需设备简单，所用原料廉价易得且不需要进行预处理，该反应不需要使用金属催化剂、金属氧化剂，反应能较大限度地保持原子经济性，投入低产出高，易于工业化生产和普及推广。为了实现上述目的，芳环并[c]咔唑及其衍生物，它的通式为式I或II：其中R1选自氢原子；C1-C10的直链，支链烷基；取代或非取代的C6-C20苄基；R2选自氢原子；C1-C10的直链，支链烷基；卤素；烷氧基；酯基；取代或非取代的C6-C20芳基；R3选自酯基；氰基；R4选自氢原子；酯基；R5选自氢原子；C1-C10的直链，支链烷基；羧基；酯基；取代或非取代的C6-C20芳基；R6选自氢原子；C1-C10的直链，支链烷基；卤素；烷氧基；本专利技术还提供一种芳环并[c]咔唑类衍生物的方法，其特征在于，将催化剂、吲哚、烯烃、环己酮及其衍生物和有机溶剂混合后加热进行第一步反应，反应一段时间后加入氧化剂和有机溶剂，控制反应温度进行第二步反应，最后纯化得到产物。本专利技术的合成方法，所述催化剂为碘试剂，碘试剂选自：碘化铵、碘化钾、单质碘、氯化碘、碘苯、碘苯二乙酯、双(三氟乙酰氧基)碘苯中的一种或数种；所述氧化剂为2，3-二氯-5，6-二氰对苯醌、四氯苯醌、戴斯-马丁氧化剂中的一种或数种。本专利技术的合成方法，所述有机溶剂为环己烷、甲苯、二甲苯、三甲苯、三氟甲苯、乙苯、氯苯、邻二氯苯、苯甲醚、十氢萘、1，4-二氧六环等中的一种或数种；吲哚类化合物、烯烃和环己酮类化合物、催化剂、氧化剂的摩尔比为1∶0.5-10∶0.5-10∶0.01-1.0∶0.5-10；同时，第一步反应的反应温度为100℃-200℃，第二步的反应温度为20℃-100℃，氧化剂和有机溶剂在第一步反应后温度降低到室温时加入。本专利技术的合成方法，所述的吲哚类化合物，是选自C8-C20芳香类吲哚，其通式为式III：其中R1选自氢原子；C1-C10的直链，支链烷基；取代或非取代的C6-C20苄基；R2选自氢原子；C1-C10的直链，支链烷基；卤素；烷氧基；酯基；取代或非取代的C6-C20芳基。本专利技术的合成方法，式III中的C8-C20芳香类吲哚选自：1-甲基吲哚，1-乙基吲哚，1-烯丙基吲哚，1-苄基吲哚，吲哚，1，5-二甲基吲哚，1，6-二甲基吲哚，1，7-二甲基吲哚，1-甲基-5-氟吲哚，1-甲基-5-氯吲哚，1-甲基-6-氟吲哚，1-甲基-5-氯吲哚，1-甲基-6-氯吲哚，1-甲基-5-溴吲哚，1-甲基-5-碘吲哚，1-甲基-5-甲氧基吲哚，1-甲基-6-羧酸甲酯吲哚。本专利技术的合成方法，所述的烯烃类化合物，其通式为式IV：其中R3选自酯基；氰基；R4选自氢原子；酯基。本专利技术的合成方法，所述烯烃类化合物选自丙烯酸，丙烯腈，丙烯酸甲酯，丙烯酸乙脂，丙烯酸丙脂，丙烯酸丁酯，丙烯酸己酯，丙烯酸苄脂，丙烯酸环己脂，丙烯酸叔丁脂，马来酸二甲脂，马来酸。本专利技术的合成方法，所述环己酮及其衍生物，其通式为式V或VI：其中R5选自氢原子；C1-C10的直链，支链烷基；羧基；酯基；取代或非取代的C6-C20芳基；R6选自氢原子；C1-C10的直链，支链烷基；卤素；烷氧基。本专利技术的合成方法，所述环己酮类化合物选自环己酮，4-甲基环己酮，4-乙基环己酮，4-正丙基环己酮，4-正戊基环己酮，4-叔戊基环己酮，4-叔丁基己酮，4-苯基环己酮，4-(4甲氧基苯基)环己酮，对环己酮甲酸乙酯，3-甲基环己酮，，2-四氢萘酮，7-甲氧基-2-萘满酮，6-溴-2-四氢萘酮。本专利技术相比现有技术所产生的有益效果：(1)本专利技术涉及一种芳环并[c]咔唑、衍生物及其合成方法，不需要使用金属催化剂和金属氧化剂，只在碘化胺的作用下，用2，3-二氯-5，6-二氰对苯醌为氧化剂，环己烷、甲苯、二甲苯、三甲苯、三氟甲苯、乙苯、氯苯、邻二氯苯、苯甲醚、十氢萘、1，4-二氧六环的中一种或几种混合作为有机溶剂，将吲哚、烯烃、环己酮及其衍生物转化为芳环并[c]咔唑及其衍生物的技术方案；它克服了现有芳环并[c]咔唑类化合物的合成方法存在需要使用金属催化剂、金属氧化剂或者需要使用活性相对较高的起始原料等缺陷；它较大限度地保持了原子经济性；它具有分子结构稳定、化学性质优良，分子切块和化合物片段包含丰富的生物活性和药理活性；它还具有反应体系简单、反应设备较少、操作简便、原料廉价易得、应用易于扩展、产品利用价值较高、市场商业化前景可以预期等特点。(2)本专利技术采用在碘化胺的作用下，用2，3-二氯-5，6-二氰对苯醌为氧化剂，将吲哚、烯烃、环己酮及其衍生物转化为芳环并[c]咔唑及其衍生物的技术方案，制得分子结构稳定，化学性质优良的产品及其附加产品.(3)本专利技术采用在碘化胺的作用下，用2，3-二氯-5，6-二氰对苯醌(DDQ)作为氧化剂，将吲哚、烯烃、环己酮及其衍生物转化为芳环并[c]咔唑及其衍生物的技术方案，反应原料廉价易得，且不需要经过预处理，反应的原子经济性高；(4)本专利技术采用在碘化胺的作用下，用2，3-二氯-5，6-二氰(DDQ)对苯醌作为氧化剂，将吲哚、烯烃、环己酮及其衍生物转化为芳环并[c]咔唑及其衍生物的技术方案，反应不需要使用金属催化剂或金属氧化剂，只需要用碘试剂和2，3-二氯-5，6-二氰对苯醌(DDQ)，反应原料廉价易得，节约了原材料，减少了反应成本；(5)本专利技术采用在碘化胺的作用下，用2，3-二氯-5，6-二氰对苯醌(DDQ)作为氧化剂，将吲哚、烯烃、环己酮及其衍生物转化为芳环并[c]咔唑及其衍生物的技术方案，采用三组分一锅两步直接合成产物，克服了现有多步合成方法带来的人、财、物巨大浪费的困境，节约了大量的研制时间与生产周期。(6)本专利技术采用在碘化胺的作用下，用2，3-二氯-5，6-二氰对苯醌(DDQ)作为氧化剂，将吲哚、烯烃、环己酮及其衍生物转化为芳环并[c]咔唑及其衍生物的技术方案，它工艺科学、合理，操作容易，反应步骤少，所需设备少；(VI)本专利技术采用在碘化胺的作用下，用2，3-二氯-5，6-二氰对苯醌(DDQ)作为氧化剂，将吲哚、烯烃、环己酮及其衍生物转化为芳环并[c]咔唑及其衍生物的技术方案，它具有原料广泛，低投入、高产出，易于进一步大批量生产和普及推广；(7)本专利技术采用在碘化胺的作用下，用2，3-二氯-5，6-二氰对苯醌(DDQ)作为氧化剂，将吲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芳环并[c]咔唑及其衍生物，其特征在于它的通式为式I或II：

【技术特征摘要】
1.一种芳环并[c]咔唑及其衍生物，其特征在于它的通式为式I或II：其中R1选自氢原子；C1-C10的直链，支链烷基；取代或非取代的C6-C20苄基；R2选自氢原于；C1-C10的直链，支链烷基；卤素；烷氧基；酯基；取代或非取代的C6-C20芳基；R3选自酯基；氰基；R4选自氢原子；酯基；R5选自氢原子；C1-C10的直链，支链烷基；羧基；酯基；取代或非取代的C6-C20芳基；R6选自氢原子；C1-C10的直链，支链烷基；卤素；烷氧基。2.一种合成权利要求1所述的芳环并[c]咔唑类衍生物的方法，其特征在于，将催化剂、吲哚、烯烃、环己酮及其衍生物和有机溶剂混合后加热进行第一步反应，反应一段时间后加入氧化剂和有机溶剂，控制反应温度进行第二步反应，最后纯化得到产物。3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述催化剂为碘试剂，碘试剂选自：碘化铵、碘化钾、单质碘、氯化碘、碘苯、碘苯二乙酯、双(三氟乙酰氧基)碘苯中的一种或数种；所述氧化剂为2，3-二氯-5，6-二氰对苯醌、四氯苯醌、戴斯-马丁氧化剂中的一种或数种。4.根据权利要求2或3所述的合成方法，其特征在于，所述有机溶剂为环己烷、甲苯、二甲苯、三甲苯、三氟甲苯、乙苯、氯苯、邻二氯苯、苯甲醚、十氢萘、1，4-二氧六环等中的一种或数种；吲哚类化合物、烯烃和环己酮类化合物、催化剂、氧化剂的摩尔比为1∶0.5-10∶0.5-10∶0.01-1.0∶0.5-10；同时，第一步反应的反应温度为100℃-200℃，第二步的反应温度为20℃-100℃，氧化剂和有机溶剂在第一步反应后温度降低到室温时加入。5.根据权利要求2-4任一项所述的合成方法，其特征在于，所述的吲哚类化合物，是选自C8-C20芳香类吲哚，其通式为式III：其中R1选自氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓国军，陈善平，黄华文，肖福红，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43