无金属条件下合成2,3-双官能化的吲哚衍生物

2021-05-14范威

商丘师范学院学报 2021年6期

范威

(滁州城市职业学院科研处，安徽滁州 239000)

在众多氮杂环化合物中，吲哚衍生物[1-2]因其在天然产物、药物、功能材料等领域具有广泛用途而具有举足轻重的地位[3-4].其中，2,3-双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(图1)，从合成和生物价值角度来讲均具有重要的研究价值.

图1 含有2,3-双官能化的吲哚骨架的活性化合物

Yang P等[6]发展了叔丁醇钾介导下的缩合串联反应，在无金属条件下合成了2,3-双官能化的吲哚衍生物(图2a).Sun J等[7]报道了Rh(III)催化下，邻炔基芳胺与烯丙基C—H活化偶联，构建了2,3-双官能化的吲哚骨架(图2b).Peng H等[8]在CuCl2催化下，从邻炔基硝基芳烃出发，利用硝基作为氮源和氧源，合成了2,3-双官能化的吲哚(图2c).已有的合成方法通常存在金属催化[7-9]、氮气条件[8]、时间长[8,10]等不足.因此，探索该类衍生物更加简洁高效的合成方法迫在眉睫.

图2 合成2,3-双官能化的吲哚

本课题组选用N-芳基-6,6-二甲基环己-2-烯酮和苊醌为原料，在120 ℃醋酸酐作溶剂条件下，合成了6例2,3-双官能化的吲哚衍生物，有效拓展了无金属条件下该类衍生物的合成(图3).

图3 2,3-双官能化的吲哚衍生物的合成

1 底物拓展

在120 ℃醋酸酐作溶剂条件下，通过拓展N-芳基-6,6-二甲基环己-2-烯酮1的多样性来检验该反应的适用范围.如图4所示，当烯胺酮Ar上是电中性的取代基，吸电子的取代基(Cl、Br)以及给电子的取代基(Me、OMe)时，以70%-87%的产率合成相应的2,3-双官能化的吲哚衍生物3.

图4 2,3-双官能化的吲哚衍生物3的合成

图5 3d的晶胞图

2 单晶测试

培养了3d的单晶.图5为3d的晶胞图.表1为3d的晶体学参数.

表1 3d的晶体学参数

续表1

3 反应机理

如图6所示，提出了可能的反应机理.N-芳基-6,6-二甲基环己-2-烯酮1和苊醌2先进行缩合生成中间体A，接着通过分子内环化生成中间体B，然后脱一分子水生成中间体C.最后中间体C脱一分子水生成目标产物3.

图6 合成3的可能反应机理

4 表征数据

10,10-二甲基-7-苯基-7H-苊并[1,2-b]吲哚-11(10H)-酮 (3a) 橙色固体:0.267 g,产率74%; 熔点:176-178 ℃; 红外: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; 质谱 (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) 橙色固体:0.296 g,产率75%; 熔点:252-253 ℃; 红外: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; 质谱 (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) 橙色固体:0.300 g,产率70%; 熔点:210-212 ℃; 红外: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; 质谱 (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) 橙色固体:0.334 g,产率76%; 熔点:267-269 ℃; 红外: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; 质谱 (ESI):m/z calcd for:C26H18BrNNaO,462.0469[M+Na]+; found:462.0475.

10,10-二甲基-7-(间甲苯基)-7H-苊并[1,2-b]吲哚-11(10H)-酮 (3e) 橙色固体:0.326 g,产率87%; 熔点:251-253 ℃; 红外: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; 质谱 (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) 橙色固体:0.317 g,产率81%; 熔点:244-246 ℃; 红外: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; 质谱 (ESI):m/z calcd for:C27H21NNaO2,414.1470[M+Na]+; found:414.1466.