钯催化芳基亚磺酸钠合成C－3芳基化中氮茚

苗潇潇，田丰收，张肖静，王运生，王春杰

（周口师范学院化学化工学院，河南周口466000）

钯催化芳基亚磺酸钠合成C－3芳基化中氮茚

苗潇潇，田丰收，张肖静，王运生，王春杰＊

（周口师范学院化学化工学院，河南周口466000）

利用芳基亚磺酸钠直接合成C－3芳基化的中氮茚衍生物——3－苯基－1－氰基中氮茚.基于钯催化利用芳基亚磺酸钠合成3－苯基－1－氰基中氮茚的反应需要过氧化物的协助，而且含N配体催化效率更高.这种方法为C－3功能化中氮茚分子的合成提供新方法.

芳基亚磺酸钠；钯催化；中氮茚；合成

中氮茚具有10π电子离域芳香结构，在具有生物活性天然产物的理论研究和实践应用中引起了广泛的兴趣.中氮茚框架由于存在特殊的氮杂环结构，在含杂环的生物活性天然产物研究中占有特殊地位，如抗真菌［1］、抗癌［2］、治疗糖尿病药、消炎、抗组胺剂、抗乙酰胆碱、抗结核、抗氧化［3］.

传统上，合成取代中氮茚是通过吡啶与乙烯基化合物内鎓盐形成容易氧化的二氢中氮茚芳香体系.碳氢键直接功能化金属催化的飞速发展成为合成连芳基化合物最为有效的方法，因此报道了许多合成功能化中氮茚方法.有很多用于合成修饰的中氮茚核心和中氮茚衍生物的方法，如烯化、炔化、苄化、亚磺酰化和二聚.先前的研究也应用溴代芳烃和氯代芳烃作为中氮茚芳基化试剂，相对稳定的芳基化有机物也被报道，如芳基硼酸和芳基三氟硼酸盐.由于3－芳基中氮茚的重要性（如3－氟中氮茚具有全彩可发射波长），合成3－芳基化中氮茚衍生物更为重要.

随着用于C－C键形成的亲电试剂的发展，芳基亚磺酸及其类似物很容易获得、价格低廉、通用性强，已被视为良好的底物.近年来芳基亚磺酸在碳氢键活化和与三键加成的Heck反应、Hiyama反应、Suzuki反应等交叉偶合反应中已经得到广泛的应用.

1 实验部分

1.1 实验原理

芳基磺酸钠合成C－3芳基化中氮茚的合成路线如下：

1.2 仪器和试剂

CL－4集热恒温加热磁力搅拌器（上海市实验仪器总厂）；FA1104N电子分析天平（上海精密科学仪器有限公司）；半微量有机合成制备仪等.

苯亚磺酸钠、碳酸银、醋酸钯、醋酸铜（分析纯，安耐吉化学），乙腈（天津市凯力达化工贸易有限公司），过氧化二苯甲酰（天津市致远化学试剂有限公司），其他主要试剂均采购于天津大茂化学试剂厂，均为分析纯.1－氰基中氮茚按文献［4］合成

1.3 实验方法

反应以乙腈为溶液，以氮气作为保护气，1－氰基中氮茚∶苯亚磺酸钠∶氧化剂为1∶1.2∶1（物质的量），3%Pd催化剂，反应温度100℃，回流反应6h.旋蒸除去乙腈，用二氯甲烷稀释反应所得混合液，将稀释液倒入分液漏斗中，适量的饱和食盐水倒入分液漏斗震荡洗涤、分液，取有机层至锥形瓶中，再用适量的硫酸镁对有机层进行干燥、过滤，滤液用旋转蒸发仪蒸发除去溶剂，得粗产物；然后，采用硅胶柱层析收集产物，产物经旋转蒸发仪蒸发除去展开剂后，再真空干燥后得到产物.

2 结果与讨论

2.1 氧化剂对反应的影响

以醋酸钯（Pd（OAc）2）作为催化剂，不加配体，考察氧化剂对反应的影响，结果见表1.以铜盐（Cu（OAc）2、CuBr2）为氧化剂，只得到了少量的目标产物，形成了大量的副产物二苯砜.在反应体系中加入银盐（AgOAc、AgNO3）作为氧化剂，也没有获得大量的C－3芳基化合物，但在银盐存在下发现副产物二苯砜减少.而添加过氧化苯甲酰（BPO）为氧化剂，没有副产物二苯砜的生成，3－苯基－1－氰基中氮茚有56%的产率.其中添加二叔丁基过氧化物（DTBP）产率可以达75%.

表1 氧化剂对产物、产率的影响

2.2 配体对反应的影响

以醋酸钯（Pd（OAc）2）作为催化剂，DTBP为氧化剂，加催化剂量2.5倍配体，考察配体对反应的影响，结果见表2.由表2可以看出，加入膦配体（P（Ph）3）目标产物的产率反而比不加配体降低，不过加入含氮配体可以使得产率很高.在含氮配体研究中，邻菲罗啉、2，2，－联吡啶、TMEDA（N，N，N，，N，，－四甲基乙二胺）中，2，2，－联吡啶为配体产率最高可达95%.

表2 配体对产率的影响

2.3 催化剂对反应的影响

以DTBP为氧化剂，以2，2，－联吡啶为配体，加催化剂量2.5倍配体，考察催化剂对反应的影响，结果见表3.在钯催化剂的筛选过程中，如PdI2、PdCl2、PdCl2（CH3CN）2，产物的产率分别为84%、89%、78%.

表3 催化剂对产率的影响

3 结论

发现了基于钯催化利用芳基磺酸钠合成C－3芳基化中氮茚的方法.这些方法可以直接合成有价值的C－3取代的中氮茚衍生物.与芳基磺酸钠反应合成C－3芳基化中氮茚衍生物需要过氧化物抑制副产物二苯砜，含氮配体可提高催化效率.更多这方面的研究正在进行中.

［1］赵雪淞，高聆，王娟，等.五种茄科糖苷生物碱及其混合物的抗真菌活性研究［J］.Nat Prod Res Dev，2009，21：36－43.

［2］缪震元，张万年，姚建忠，等.10－酯基高喜树碱的全合成及抗肿瘤活性研究［J］.Chin J Org Chem，2006，26（9）：1221－1224.

［3］王炳祥，沈永淼，沈健，等.中氮茚腈类化合物的合成及其荧光性质的研究［J］.化学学报，2004，62（17）：1649－1652.

［4］Zhu C C，Wei X D，Hu J X，et al.A Facile Synthesis of Indolizines by l，3－Dipolar Cycloaddition of Pyridinium and Related Heteroaromatic Ylides with Alkenes in the Presenee of TPCD，Py4Co（HCrO4）2［J］.Chem.Res.Chin.Univ.，1994，10（2）：93.

Palladium-catalyzed C-3 desulfitative arylation of indolizines with sodium aryl sulfinates

MIAO Xiaoxiao，TIAN Fengshou，ZHANG Xiaojing，WANG Yunsheng，WANG Chunjie
（Chemistry Department of Zhoukou Normal University，Zhoukou 466000，China）

This paper，derivatized indolizine—3-phenylindolizine-1-carbonitrile was efficiently prepared by direct C3 arylation of indolizines using sodium arylsulfinates.Pd-catalyzed desulfitative C-3arylation with sodium arylsulfinates was achieved with the assistance of peroxides，and the catalytic efficiency was promoted by N-containing ligands.This kind of synthesis for C-3desulfitative arylation of indolizines provides a new method.

sodium arylsulfinates；Palladium-catalyzed；indolizines；synthesis

O625

A

1671-9476（2017）02-0095-02

10.13450／j.cnkij.zknu.2017.02.023

2016-10-22；

2016-11-10

河南省科技攻关项目（No.172102310626）；河南省教育厅重点项目（No.15A150687）；周口师范学院2016年度大学生科研创新基金项目（No.zknuD201697）

＊通信作者简介：王春杰（1981－），女，河南商水人，硕士，讲师，主要从事有机化合物的合成与性质研究.