無金屬條件下合成2,3-雙官能化的吲哚衍生物

范 威

(滁州城市職業(yè)學(xué)院 科研處，安徽 滁州 239000)

在眾多氮雜環(huán)化合物中，吲哚衍生物[1-2]因其在天然產(chǎn)物、藥物、功能材料等領(lǐng)域具有廣泛用途而具有舉足輕重的地位[3-4].其中，2,3-雙官能化的吲哚骨架存在于Cephalandole C、MDL 103371、Tryprostain B[5]等活性化合物中(圖1)，從合成和生物價(jià)值角度來講均具有重要的研究價(jià)值.

圖1 含有2,3-雙官能化的吲哚骨架的活性化合物

Yang P等[6]發(fā)展了叔丁醇鉀介導(dǎo)下的縮合串聯(lián)反應(yīng)，在無金屬條件下合成了2,3-雙官能化的吲哚衍生物(圖2a).Sun J等[7]報(bào)道了Rh(III)催化下，鄰炔基芳胺與烯丙基C—H活化偶聯(lián)，構(gòu)建了2,3-雙官能化的吲哚骨架(圖2b).Peng H等[8]在CuCl2催化下，從鄰炔基硝基芳烴出發(fā)，利用硝基作為氮源和氧源，合成了2,3-雙官能化的吲哚(圖2c).已有的合成方法通常存在金屬催化[7-9]、氮?dú)鈼l件[8]、時(shí)間長[8,10]等不足.因此，探索該類衍生物更加簡潔高效的合成方法迫在眉睫.

圖2 合成2,3-雙官能化的吲哚

本課題組選用N-芳基-6,6-二甲基環(huán)己-2-烯酮和苊醌為原料，在120 ℃醋酸酐作溶劑條件下，合成了6例2,3-雙官能化的吲哚衍生物，有效拓展了無金屬條件下該類衍生物的合成(圖3).

圖3 2,3-雙官能化的吲哚衍生物的合成

1 底物拓展

在120 ℃醋酸酐作溶劑條件下，通過拓展N-芳基-6,6-二甲基環(huán)己-2-烯酮1的多樣性來檢驗(yàn)該反應(yīng)的適用范圍.如圖4所示，當(dāng)烯胺酮Ar上是電中性的取代基，吸電子的取代基(Cl、Br)以及給電子的取代基(Me、OMe)時(shí)，以70%-87%的產(chǎn)率合成相應(yīng)的2,3-雙官能化的吲哚衍生物3.

圖4 2,3-雙官能化的吲哚衍生物3的合成

圖5 3d的晶胞圖

2 單晶測(cè)試

培養(yǎng)了3d的單晶.圖5為3d的晶胞圖.表1為3d的晶體學(xué)參數(shù).

表1 3d的晶體學(xué)參數(shù)

續(xù)表1

3 反應(yīng)機(jī)理

如圖6所示，提出了可能的反應(yīng)機(jī)理.N-芳基-6,6-二甲基環(huán)己-2-烯酮1和苊醌2先進(jìn)行縮合生成中間體A，接著通過分子內(nèi)環(huán)化生成中間體B，然后脫一分子水生成中間體C.最后中間體C脫一分子水生成目標(biāo)產(chǎn)物3.

圖6 合成3的可能反應(yīng)機(jī)理

4 表征數(shù)據(jù)

10,10-二甲基-7-苯基-7H-苊并[1,2-b]吲哚-11(10H)-酮 (3a) 橙色固體:0.267 g,產(chǎn)率74%; 熔點(diǎn):176-178 ℃; 紅外:1366 cm-1,1387 cm-1,1417 cm-1,1429 cm-1,1467 cm-1,1523 cm-1,1580 cm-1,1639 cm-1,1654 cm-1,3043 cm-1; 質(zhì)譜 (ESI):m/z calcd for:C26H19NNaO,384.1364[M+Na]+; found:384.1360.

7-(3-氯苯基)-10,10-二甲基-7H-苊并[1,2-b]吲哚-11(10H)-酮 (3b) 橙色固體:0.296 g,產(chǎn)率75%; 熔點(diǎn):252-253 ℃; 紅外:1373 cm-1,1385 cm-1,1416 cm-1,1433 cm-1,1454 cm-1,1477 cm-1,1492 cm-1,1519 cm-1,1591 cm-1,1609 cm-1,1644 cm-1,3058 cm-1; 質(zhì)譜 (ESI):m/z calcd for:C26H18ClNNaO,418.0975[M+Na]+; found:418.0961.

7-(3,5-二氯苯基)-10,10-二甲基-7H-苊并[1,2-b]吲哚-11(10H)-酮 (3c) 橙色固體:0.300 g,產(chǎn)率70%; 熔點(diǎn):210-212 ℃; 紅外:1347 cm-1,1391 cm-1,1410 cm-1,1433 cm-1,1461 cm-1,1480 cm-1,1519 cm-1,1611 cm-1,1668 cm-1,1737 cm-1,3060 cm-1; 質(zhì)譜 (ESI):m/z calcd for:C26H17Cl2NNaO,452.0585[M+Na]+; found:452.0581.

7-(4-溴苯基)-10,10-二甲基-7H-苊并[1,2-b]吲哚-11(10H)-酮 (3d) 橙色固體:0.334 g,產(chǎn)率76%; 熔點(diǎn):267-269 ℃; 紅外:1349 cm-1,1385 cm-1,1417 cm-1,1433 cm-1,1454 cm-1,1490 cm-1,1517 cm-1,1584 cm-1,1609 cm-1,1646 cm-1,3055 cm-1; 質(zhì)譜 (ESI):m/z calcd for:C26H18BrNNaO,462.0469[M+Na]+; found:462.0475.

10,10-二甲基-7-(間甲苯基)-7H-苊并[1,2-b]吲哚-11(10H)-酮 (3e) 橙色固體:0.326 g,產(chǎn)率87%; 熔點(diǎn):251-253 ℃; 紅外:1387 cm-1,1414 cm-1,1476 cm-1,1485 cm-1,1544 cm-1,1568 cm-1,1639 cm-1,1655 cm-1,1736 cm-1,3066 cm-1; 質(zhì)譜 (ESI):m/z calcd for:C27H21NNaO,398.1521[M+Na]+; found:398.1511.

7-(2-甲氧基苯基)-10,10-二甲基-7H-苊并[1,2-b]吲哚-11(10H)-酮 (3f) 橙色固體:0.317 g,產(chǎn)率81%; 熔點(diǎn):244-246 ℃; 紅外:1254 cm-1,1300 cm-1,1385 cm-1,1414 cm-1,1456 cm-1,1477 cm-1,1510 cm-1,1610 cm-1,1643 cm-1,3004 cm-1; 質(zhì)譜 (ESI):m/z calcd for:C27H21NNaO2,414.1470[M+Na]+; found:414.1466.

5 結(jié) 論

從N-芳基-6,6-二甲基環(huán)己-2-烯酮和苊醌出發(fā)，在120 ℃醋酸酐作溶劑條件下，合成了6例2,3-雙官能化的吲哚衍生物.該反應(yīng)具有反應(yīng)時(shí)間短，環(huán)境友好，底物范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，為合成該類化合物提供了更有效的補(bǔ)充.