一种吲哚的杂芳基化方法技术

本发明专利技术公开了一种吲哚的杂芳基化方法，其包括如下步骤：1)将吲哚化合物、杂芳烃、光催化剂以及添加剂加入有机溶剂中，得溶液A；2)在保护气体氛围下，用可见光照射溶液A，反应得到杂芳基吲哚；其中，所述吲哚化合物为吲哚环上未被完全取代的吲哚；所述杂芳烃的结构中至少含有一个

【技术实现步骤摘要】
一种吲哚的杂芳基化方法


[0001]本专利技术涉及杂芳基吲哚的合成方法。更具体地，涉及一种吲哚的杂芳基化方法。

技术介绍

[0002]由于芳基吲哚骨架在农药、药物分子、天然产物和功能材料等中的广泛分布，多年来，其合成一直受到化学家们的极大关注。其中吲哚的芳基化反应是合成芳基吲哚最直接有效的途径，但是吲哚，特别是N-未取代的吲哚，存在包括N-1、C-2和C-3在内多个芳基化位点，因此位点选择性的吲哚芳基化一直是一个巨大的挑战。
[0003]传统上，这种转化主要依赖于涉及到氧化加成和还原消除过程的过渡金属催化的吲哚和芳基卤代物(或拟卤代物、芳基硼酸等)的交叉偶联反应。通过对金属催化剂、配体和反应条件精心的选择，区域选择性地在吲哚的不同位置(N-1，C-2和C-3)引入一个芳基基团已经被成功的实现。此外，通过吲哚与在强碱性条件下芳基卤代物原位生成的芳炔中间体之间的亲核加成反应合成芳基吲哚的方法也早有报道。但是这些方法通常表现出差的底物适用性和低的区域选择性，只能得到N-1和C-3芳基吲哚的混合物。
[0004]近些年来，通过可见光催化或加热引发芳基自由基前体(高碘试剂、重氮盐和三芳基三氟甲磺酸酯)产生的芳基自由基对吲哚的自由基加成途径，更具有前景的吲哚芳基化策略被提出。然而，这一策略也受限于对高活性芳基化试剂的需求以及狭窄的底物范围。值得注意的是，除了经典的过渡金属催化交叉偶联反应以外，目前报道的其他合成方法大多无法控制反应的位点选择性，只能依赖于底物固有的电子性质，单一地得到以某种构型(N-1或C-3)为主的芳基吲哚。
[0005]因此发展一种新颖的、温和高效的、多位点选择性的吲哚芳基化反应具有重要的意义。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种吲哚的杂芳基化方法，该方法直接利用可见光催化剂，在添加剂的协助下，实现了吲哚与杂芳烃自由基-自由基偶联，高效合成了各类杂芳基吲哚。
[0007]为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0008]本专利技术提供一种吲哚的杂芳基化方法，该方法包括以下步骤：
[0009]1)将吲哚化合物、杂芳烃、光催化剂以及添加剂加入有机溶剂中，得溶液A；
[0010]2)在保护气体氛围下，用可见光照射溶液A，反应得到杂芳基吲哚；
[0011]其中，所述吲哚化合物为吲哚环上未被完全取代的吲哚；
[0012]所述杂芳烃的结构中至少含有一个-CN基团。
[0013]该方法在温和条件下，可见光照射高效实现吲哚化合物与杂芳烃化合物的自由基-自由基偶联，实现了吲哚的杂芳基化，可用以合成各类杂芳基吲哚。
[0014]基于本专利技术的杂芳基化方法，优选地，所述吲哚化合物为吲哚环上N-未取代的吲
哚。
[0015]基于本专利技术的杂芳基化方法，优选地，所述吲哚化合物具有如下式I-1中所示的结构：
[0016][0017]其中：R1、R2、R3、R4、R5和R6各自独立地选自H、芳基、烷氧基、烷基、甲醇基、烯丙基或Cl。优选地，所述芳基选自苯基、烷基或烷氧基取代的苯基；优选地，所述烷氧基选自C
1-C
12
的烷氧基；优选地，所述烷基选自C
1-C
12
的烷基。
[0018]基于本专利技术的杂芳基化方法，优选地，所述吲哚化合物选自5-甲氧基吲哚、5-苄氧基吲哚、5-甲基吲哚、5-苯基吲哚、吲哚、5-氯吲哚、3-甲基吲哚、4-甲基吲哚、6-甲基吲哚、7-甲基吲哚、2,3-二甲基吲哚、吲哚-5-甲醇、5,6-亚甲基二氧基吲哚、3-烯丙基吲哚、N-甲基-1H-吲哚-5-乙基磺酰胺、褪黑素。
[0019]上述选择的吲哚化合物和杂芳烃的选择可使制备得到的杂芳基吲哚的收率更高。
[0020]基于本专利技术的杂芳基化方法，优选地，所述杂芳烃为结构中至少含有一个-CN基团的异喹啉或喹啉。
[0021]基于本专利技术的杂芳基化方法，优选地，所述杂芳烃具有如下式II-1或II-2所示的结构：
[0022][0023]式II-1中，R7为CN；R8、R9和R
10
各自独立地选自H、烷基、烷氧基、Cl或Br；
[0024]式II-2中，R
11
为CN，R
12
为H或烷基。优选地，所述烷氧基选自C
1-C
12
的烷氧基；优选地，所述烷基选自C
1-C
12
的烷基。
[0025]基于本专利技术的杂芳基化方法，优选地，所述杂芳烃选自1-氰基异喹啉、4-溴-异喹啉-1-氰基、5-溴-异喹啉-1-氰基、5-氯-异喹啉-1-氰基、5-甲氧基-异喹啉-1-氰基、6-溴-异喹啉-1-氰基、6-甲氧基-异喹啉-1-氰基、4-甲基-2-氰基喹啉。
[0026]基于本专利技术的杂芳基化方法，优选地，所述光催化剂选自有机小分子光催化剂、金属配合物光催化剂或半导体光催化剂。
[0027]其中，所述有机小分子光催化剂优选但不限于(RB)、EosinY、Acr-Me
+
、QuCN
+
、4DPAIPN和4CZIPN中的一种或两种以上。
[0028]所述金属配合物光催化剂优选但不限于Ir(ppy)3、[Ir(dtbbpy)(ppy)2]PF6、(Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbpy))PF6和Ru(bpy)3Cl2中的一种或两种以上。
[0029]所述半导体光催化剂优选但不限于CdSe量子点/棒、CdS量子点/棒、CdTe量子点/棒、CdSe/CdS量子点/棒、CdTe/CdSe量子点/棒中的一种或两种以上。
[0030]上述光催化剂均可通过市售购买获得或者是本领域技术人员根据现有技术采用现有手段制备得到。
[0031]其中，上述EosinY的结构式为QuCN
+
的结构式为Acr-Me
+
的结构式为4DPAIPN的结构式为4CZIPN的结构式为
[0032]基于本专利技术的杂芳基化方法，所述添加剂的作用主要是协同光催化剂，促进反应的进行。优选地，所述添加剂包括NaOH、Na2CO3、K3PO4、NaOAc、K2CO3、Cs2CO3、DIPEA、DBU、DABCO、吡啶、CH3COONBu4和NBu4PO(O)(OtBu)2中的一种或两种以上。
[0033]基于本专利技术的杂芳基化方法，有机溶剂能够用来溶解吲哚化合物和杂芳烃即可。优选地，所述有机溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙腈、丙酮、1,4-二氧六环、乙酸乙酯和四氢呋喃中的一种或两种以上。
[0034]基于本专利技术的杂芳基化方法，优选地，所述可见光的光源包括太阳光、日光灯、汞灯、LEDs中的一种或两种以上，优选为LEDs；所述可见光的波长为200nm-800nm，优选为380nm-780nm。
[0035]基于本专利技术的杂芳基化方法，所述照射的温度可为任意温度。优选地，所述照射的温度为0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种吲哚的杂芳基化方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将吲哚化合物、杂芳烃、光催化剂以及添加剂加入有机溶剂中，得溶液A；2)在保护气体氛围下，用可见光照射溶液A，反应得到杂芳基吲哚；其中，所述吲哚化合物为吲哚环上未被完全取代的吲哚；所述杂芳烃的结构中至少含有一个-CN基团。2.根据权利要求1所述的杂芳基化方法，其特征在于，所述吲哚化合物为吲哚环上的N-未取代的吲哚；优选地，所述吲哚化合物具有如下式I-1中所示的结构：其中：R1、R2、R3、R4、R5和R6各自独立地选自H、芳基、烷氧基、烷基、甲醇基、烯丙基或Cl；优选地，所述芳基选自苯基、烷基或烷氧基取代的苯基；优选地，所述烷氧基选自C
1-C
12
的烷氧基；优选地，所述烷基选自C
1-C
12
的烷基。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述杂芳烃为结构中至少含有一个-CN基团的异喹啉或喹啉；优选地，所述杂芳烃具有如下式II-1或II-2所示的结构：式II-1中，R7为CN；R8、R9和R
10
各自独立地选自H、烷基、烷氧基、Cl或Br；式II-2中，R
11
为CN，R
12
为H或烷基；优选地，所述烷氧基选自C
1-C
12
的烷氧基；优选地，所述烷基选自C
1-C
12
的烷基。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光催化剂选自有机小分子光催化剂、金属配合物光催化剂或半导体光催化剂；优选地，所述光催化剂包括Ir(ppy)3、[Ir(dtbbpy)(ppy)2]PF6、(Ir[dF(CF3)ppy]2(dtbpy))PF6、Ru(bpy)3Cl2、CdSe量子点/棒、CdS量子点/棒、CdTe量子点/棒、C...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴骊珠，周超，陈彬，佟振合，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：