本發(fā)明涉及吲哚-3-芳基酮,具體涉及一種吲哚-3-芳基酮衍生物的合成方法。
背景技術(shù):
吲哚-3-芳基酮是在天然產(chǎn)物中廣泛存在的基本結(jié)構(gòu)單元,研究表明以其為母核結(jié)構(gòu)的大量衍生物具有較好的生物和藥物活性,例如抗癌,止痛等([1]Vasiljevik,T.;Franks,L.N.;Ford,B.M.;Douglas,J.T.;Prather,P.L.;Fantegrossi,W.E.;Prisinzano,T.E.J.Med.Chem.2013,56,4537-4550;[2]Frost,J.M.;Dart,M.J.;Tietje,K.R.;Garrison,T.R.;Grayson,G.K.;Daza,A.V.;El-Kouhen,O.F.;Yao,B.B.;Hsieh,G.C.;Pai,M.;Zhu,C.Z.;Chandran,P.;Meyer,M.D.J.Med.Chem.2010,53,295-315;[3]Kuo,C.-C.;Hsieh,H.-P.;Pan,W.-Y.;Chen,C.-P.;Liou,J.-P.;Lee,S.-J.;Chang,Y.-L.;Chen,L.-T.;Chen,C.-T.;Chang,J.-Y.Cancer Res.2004,64,4621-4628.),亦能作為合成一些生物堿或其他雜環(huán)化合物的前體([4]Faul,M.M.;Winneroski,L.L.;Krumrich,C.A.J.Org.Chem.1998,63,6053–6058;[5]Fresneda,P.M.;Molina,P.;Saez,M.A.Synlett 1999,1651–1653.),從而引起了有機(jī)化學(xué)家的廣泛關(guān)注。吲哚-3-芳基酮基本結(jié)構(gòu)單元如下:
目前已知的合成吲哚-3-芳基酮方法主要有Friedel-Crafts反應(yīng)、Vilsmeier-Haack反應(yīng)、格利雅反應(yīng)、以及使用過渡金屬催化合成吲哚-3-芳基酮的反應(yīng)等,這些反應(yīng)多使用酸、堿性介質(zhì)及過渡金屬作為催化劑。使用酸、堿性介質(zhì)作為催化劑合成吲哚-3-芳基酮,副產(chǎn)物多,分離難度大,而且廢酸、廢堿腐蝕性強(qiáng),處理難度大,容易造成環(huán)境污染且處理成本高,不符合綠色化學(xué)的范疇;而過渡金屬價(jià)格通常較高,因而使用范圍受到一定的限制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題,本發(fā)明的目的在于提供一種吲哚-3-芳基酮衍生物(式3化合物)的合成方法,該方法不使用酸、堿性介質(zhì)及過渡金屬作為催化劑,工藝成本低、收率高,符合綠色化學(xué)的理念。
在無特殊說明的情況下,本發(fā)明所述百分比均為重量百分比。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
吲哚-3-芳基酮衍生物的合成方法,以芳基磺酰鹵、一氧化碳、吲哚衍生物為反應(yīng)原料,在有機(jī)染料為催化劑的情況下,進(jìn)行可見光照射反應(yīng),從而生成吲哚-3-芳基酮衍生物。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案,式3化合物的合成方法,采用以下反應(yīng)路線:
其中R1為鄰位、間位或?qū)ξ桓髯元?dú)立取代的H、鹵素、硝基、C1-C6的烷基、一個(gè)或多個(gè)F取代的C1-6烷基或OC1-C6的烷氧基;R2為H或C1-C6的烷基;R3為吲哚中苯環(huán)各個(gè)位置各自獨(dú)立取代的H、鹵素、C1-C6的烷基、一個(gè)或多個(gè)F取代的C1-6烷基或OC1-C6的烷氧基;R4為H或C1-C6的烷基;所述有機(jī)染料選自曙紅Y、熒光素、羅丹明B、玫瑰紅中的一種或幾種組合。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案,上述可見光為白光或綠光。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案,上述C1-6烷基選自甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、芐基、環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基或環(huán)己基。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案,上述OC1-C6的烷氧基選自甲氧基或乙氧基。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案,上述鹵素是指氟、氯、溴或碘,優(yōu)選為氟、氯或溴。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案,上述式3化合物選自式3aa-3ak、3ba-3ka。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案,上述式1化合物選自式1a-1k。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案,上述式2化合物選自式2a-2k。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案,上述式3aa化合物采用以下路線制備:
其中催化劑為曙紅Y、熒光素、羅丹明B、玫瑰紅中的一種或幾種組合,優(yōu)選曙紅Y;可見光為白光或綠光,優(yōu)選綠光;反應(yīng)溶劑為CH3CN、DMSO,THF,EtOAc或PhCF3中的一種或幾種組合,優(yōu)選CH3CN;CO的壓力為70~90個(gè)大氣壓,優(yōu)選80個(gè)大氣壓。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案,上述式3aj化合物采用以下路線制備:
其中催化劑為曙紅Y;可見光為綠光;反應(yīng)溶劑為CH3CN;CO的壓力為80個(gè)大氣壓。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案,上述式3ak化合物采用以下路線制備:
其中催化劑為曙紅Y;可見光為綠光;反應(yīng)溶劑為CH3CN;CO的壓力為80個(gè)大氣壓。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案,上述式3ga化合物采用以下路線制備:
其中催化劑為曙紅Y;可見光為綠光;反應(yīng)溶劑為CH3CN;CO的壓力為80個(gè)大氣壓。
有益效果:
本發(fā)明提供了一種可見光誘導(dǎo)下簡(jiǎn)單高效合成吲哚-3-芳基酮的方法,該方法使用簡(jiǎn)單易得的芳基磺酰氯和吲哚為原料,價(jià)格低廉的有機(jī)染料為光催化劑,大大降低了生產(chǎn)成本。同時(shí),避免了使用含添加劑的過渡金屬催化劑,以及酸或堿性反應(yīng)介質(zhì)。過渡金屬催化劑通常價(jià)格昂貴,且難以從產(chǎn)品中完全除去,而一些反應(yīng)底物的官能團(tuán)結(jié)構(gòu)通常對(duì)酸或堿性介質(zhì)敏感。本方法對(duì)反應(yīng)底物的官能團(tuán)具有良好的兼容性,且方法所涉及的原料簡(jiǎn)單易得,這就使得本發(fā)明方法在藥物及材料合成中具有廣泛的應(yīng)用前景。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述,在此指出以下實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明,不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制,本領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員可以根據(jù)上述發(fā)明內(nèi)容對(duì)本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。本發(fā)明所有原料及試劑均為市售產(chǎn)品。
實(shí)施例1
吲哚-3-芳基酮的合成,以苯磺酰氯1a和N-甲基吲哚2a為原料,反應(yīng)路線為:
操作步驟:
在裝有磁力攪拌子的反應(yīng)瓶中加入原料1a化合物(0.3mmol)、2a化合物(0.4mmol)、催化劑有機(jī)染料曙紅Y(2mol%)和溶劑無水乙腈(3.0mL),將反應(yīng)瓶置于暗處并用氮?dú)獯祾?,然后轉(zhuǎn)移至高壓釜中,將高壓釜緩慢填充上80個(gè)大氣壓的一氧化碳?xì)怏w,將反應(yīng)物在室溫下用外部LED燈綠光照射8小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后,釋放氣體,用8毫升水稀釋反應(yīng)混合物,乙酸乙酯萃取(15mL×3),有機(jī)相用飽和食鹽水洗滌,然后用Na2SO4干燥,真空濃縮后柱層析分離提純(己烷/乙酸乙酯),得到目標(biāo)產(chǎn)物3aa。(1-Methyl-1H-indol-3-yl)(phenyl)methanone(3aa).收率:81%,產(chǎn)量:57.1mg;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:8.37-8.34(m,1H),7.73(d,J=6.8Hz,2H),7.73-7.38(m,4H),7.29(dd,J=3.6Hz,J=4.0Hz,3H),3.78(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:190.9,140.9,137.9,137.5,131.1,128.6,128.3,127.1,123.6,122.74,122.73,115.5,109.6,33.6,IR(neat cm-1):1657(C=O);LRMS(EI 70ev)m/z(%):235(M+,100);HRMS m/z(ESI)calcd for C16H13NNaO(M+Na)+258.0889,found 258.0897.
參照實(shí)施例1,改變催化劑或溶劑,運(yùn)行實(shí)施例2-12,其余反應(yīng)條件為1a化合物(0.3mmol),2a化合物(0.4mmol),催化劑(2mol%),溶劑(3.0mL),室溫,CO(80atm),5W綠色光LED燈,反應(yīng)8h,5W白色LED燈.實(shí)施例2的可見光照射為5W的白色LED燈照射,實(shí)施例10一氧化碳大氣壓為70atm,實(shí)施例11沒有添加有機(jī)染料催化劑,實(shí)施例12為黑暗處反應(yīng)。
具體見下表1:
表1:實(shí)施例2-12的運(yùn)行參數(shù)
通過實(shí)施例1-12,我們發(fā)現(xiàn),在室溫反應(yīng)條件下,以乙腈為溶劑,在80個(gè)大氣壓的CO壓力下,苯磺酰氯1a、N-甲基吲哚2a和曙紅Y(Eosin Y)在5瓦綠色LED燈照射下得到了目標(biāo)產(chǎn)物3aa且收率最高(81%)。而將5瓦的綠色LED燈更換為5W的白色LED燈時(shí)收率有所下降(實(shí)施例2)。進(jìn)一步對(duì)溶劑的篩選發(fā)現(xiàn)溶劑如DMSO,THF,EtOAc和PhCF3的反應(yīng)效果都不如MeCN(實(shí)施例3-6)。隨后進(jìn)一步調(diào)查了一些其它的有機(jī)染料,包括熒光素(Fluorescein),羅丹明B(Rhodamine B)和玫瑰紅(Rose Bengal),發(fā)現(xiàn)它們的反應(yīng)效果都不如曙紅Y(Eosin Y)(實(shí)施例7-9)。而使用CO的較低壓力將導(dǎo)致低轉(zhuǎn)化率(實(shí)施例10)。進(jìn)一步的結(jié)果表明,有機(jī)染料和可見光都是不可缺少的反應(yīng)條件(實(shí)施例11-12)。
參照實(shí)施例1,按照以下反應(yīng)路線,以芳基磺酰氯式1和吲哚式2a為原料,運(yùn)行實(shí)施例13-22.
反應(yīng)條件:式1化合物(0.3mmol),式2a化合物(0.4mmol),EosinY(2mol%),MeCN(3.0mL),室溫,CO(80atm),5W綠色光LED燈,反應(yīng)8h.具體情況見下表2.
表2:實(shí)施例13-22的運(yùn)行情況
實(shí)施例13-22的目標(biāo)化合物3ab-3ak的核磁結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)為:
(4-Methoxyphenyl)(1-methyl-1H-indol-3-yl)methanone(3ab).收率:74%,產(chǎn)量:58.8mg;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:8.31(d,J=7.6Hz,1H),7.81(d,J=8.4Hz,2H),7.51(s,1H),7.31-7.23(m,3H),6.97(d,J=8.4Hz,2H),3,88(s,3H),3.81(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:189.3,162.1,137.2,137.0,133.2,130.4,127.3,123.1,122.2,122.0,115.2,113.2,109.6,55.2,33.4;IR(neat cm-1):1643(C=O);LRMS(EI 70ev)m/z(%):265(M+,100);HRMS m/z(ESI)calcd for C17H15NNaO2(M+Na)+288.0994,found 288.1002.
(1-Methyl-1H-indol-3-yl)(p-tolyl)methanone(3ac).收率:78%,產(chǎn)量:58.3 mg;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:8.43-8.41(m,1H),7.76(d,J=8.0Hz,2H),7.50(s,1H),7.37-7.34(m,3H),7.30(d,J=7.2Hz,2H),3.84(s,3H),2.43(s,3H);13C NMR(100MHzCDCl3)δ:190.5,141.4,138.0,137.5,137.2,128.7,128.5,127.1,123.6,122.6,122.4,115.5,109.6,33.2,21.3;IR(neat cm-1):1649(C=O);LRMS(EI 70ev)m/z(%):249(M+,100);HRMS m/z(ESI)calcd for C17H15NNaO(M+Na)+272.1046,found 272.1041.
(4-Fluorophenyl)(1-methyl-1H-indol-3-yl)methanone(3ad).收率:70%,產(chǎn)量:53.1mg;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:8.41(d,J=6.4Hz,1H),7.88(d,J=6.0Hz,2H),7.49(s,1H),7.36(s,3H),7.16-7.12(m,2H),3.84(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:189.2,165.6(d,J(=258.8Hz),137.5(d,J=1.4Hz),137.0(d,J=3.1Hz),131.1(d,J=29.5Hz),127.1,123.6,122.7,122.5,115.2,(d,J=21.8Hz),109.7,33.5;IR(neat cm-1):1659(C=O);LRMS(EI 70ev),m/z(%):253(M+,100);HRMS m/z(ESI)calcd for C16H12FNNaO(M+Na)+276.0795,found 276.0791.
(1-Methyl-1H-indol-3-yl)(4-nitrophenyl)methanone(3ae).收率:59%,產(chǎn)量:49.6mg;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:8.41(d,J=6.4Hz,1H),8.31(d,J=8.0Hz,2H),7.91(d,J=8.0Hz,2H),7.49(s,1H),7.38(s,3H),3.87(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:188.3,149.2,146.0,138.2,137.7,129.4,126.9,124.2,123.4,123.0,122.5,115.3,109.8,33.2;IR(neat cm-1):1657(C=O);LRMS(EI 70ev)m/z(%):280(M+,100);HRMS m/z(ESI)calcd for C16H12N2NaO3(M+Na)+303.0673,found 303.0679.
(4-(Trifluoromethyl)phenyl)(1-methyl-1H-indol-3-yl)methanone(3af).收率:57%,產(chǎn)量:51.8mg;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:8.42(d,J=5.6Hz,1H),7.90(d,J=8.0Hz,2H),7.76(d,J=8.0Hz,2H),7.49(s,1H),7.39(d,J=8.0Hz,3H),3.86(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:189.4,144.0,138.0,137.6,129.8,129.7,128.8,128.55,128.52,126.9,126.89,126.86,125.37,125.33,124.0,123.1,122.7,115.4,109.7,33.6;IR(neat cm-1):1666(C=O);LRMS(EI 70ev)m/z(%):303(M+,100);HRMS m/z(ESI)calcd for C17H12F3NNaO(M+Na)+326.0763,found 326.0771.
(4-Chlorophenyl)(1-methyl-1H-indol-3-yl)methanone(3ag).收率:68%,產(chǎn)量:54.9mg;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:8.39-8.36(m,1H),7.74(d,J=8.4Hz,2H),7.49(s,1H),7.45(d,J=8.4Hz,2H),7.35-7.32(m,3H),3.86(s,3H);189.1,138.9,137.6,137.5,137.1,130.1,128.5,127.1,123.6,122.6,122.3,115.3,109.8,33.2;IR(neat cm-1):1664(C=O);LRMS(EI 70ev)m/z(%):269(M+,100);HRMS m/z(ESI)calcd for C16H12ClNNaO(M+Na)+292.0500,found 292.0504.
(3-Chlorophenyl)(1-methyl-1H-indol-3-yl)methanone(3ah).收率:65%,產(chǎn)量:52.4mg;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:8.42(d,J=5.6Hz,1H),7.82(t,J=6.6Hz,2H),7.68(d,J=7.6Hz,1H),7.52(t,J=8.4Hz,2H),7.43-7.37(m,3H),3.85(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:189.0,142.4,137.9,137.5,134.2,130.9,129.6,128.6,128.5,126.7,123.8,122.9,122.6,115.1,109.7,33.6;IR(neat cm-1):1655(C=O);LRMS(EI 70ev)m/z(%):269(M+,100);HRMS m/z(ESI)calcd for C16H12ClNNaO(M+Na)+292.0500,found 292.0508.
(2-Chlorophenyl)(1-methyl-1H-indol-3-yl)methanone(3ai).收率:49%,產(chǎn)量:39.5mg;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:8.37(d,J=5.6Hz,1H),7.48-7.42(m,3H),7.40-7.36(m,4H),7.34-7.30(m,1H),3.80(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:188.8,140.5,138.8,137.7,130.9,130.2,130.0,128.6,126.44,126.41,123.8,123.0,122.6,116.4,109.7,33.6;IR(neat cm-1):1649(C=O);LRMS(EI 70ev)m/z(%):269(M+,100);HRMS m/z(ESI)calcd for C16H12ClNNaO(M+Na)+292.0500,found 292.0508.
(1-Methyl-1H-indol-3-yl)(naphthalen-3-yl)methanone(3aj).收率:51%,產(chǎn)量:43.6mg;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:8.42(s,1H),8.21(s,1H),7.87-7.84(m,4H),7.51-7.47(m,3H),7.30(s,3H),3.74(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:190.5,138.0,137.9,137.2,134.6,132.4,129.1,128.8,128.1,127.6,127.0,126.4,125.4,123.6,122.5,122.4,115.5,109.6,33.5;IR(neat cm-1):1650(C=O);LRMS(EI 70ev)m/z(%):285(M+,100);HRMS m/z(ESI)calcd for C20H15NNaO(M+Na)+308.1046,found 308.1050.
Benzofuran-2-yl(1-methyl-1H-indol-3-yl)methanone(3ak).收率:55%,產(chǎn)量:45.4mg;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:8.58(d,J=5.2Hz,1H),8.46(s,1H),7.73(d,J=7.6Hz,1H),7.63(s,2H),7.46(t,J=7.6Hz,1H),7.38-7.30(m,4H),3.94(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:177.1,155.3,154.9,137.9,137.1,127.5,127.3,127.1,123.8,123.6,123.04,123.00,122.9,114.4,112.09,112.02,119.7,33.8;IR(neat cm-1):1648(C=O);LRMS(EI 70ev)m/z(%):275(M+,100);HRMS m/z(ESI)calcd for C18H13NNaO2(M+Na)+298.0838,found 298.0843.
從上表2的實(shí)施例13-22反應(yīng)情況來看,芳基磺酰氯1在標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)條件下具有很寬的適用范圍,無論是含有供電子的芳基磺酰氯還是含有吸電子的芳基磺酰氯都可以以較高的收率成功地轉(zhuǎn)化成目標(biāo)產(chǎn)物(表2,實(shí)施例13-18)。此外,烷基、醚和鹵代基團(tuán)的存在對(duì)反應(yīng)效率并沒有明顯的影響。而芳烴基團(tuán)間位上的取代基對(duì)反應(yīng)效率也影響不大(表2,實(shí)施例19)。然而,當(dāng)使用鄰位取代的芳基磺酰氯作為底物時(shí),相應(yīng)的產(chǎn)品3ai的收率降低比較明顯(表2,實(shí)施例20),表明該反應(yīng)的效率受空間位阻效應(yīng)的影響。值得注意的是,可見光誘導(dǎo)的?;磻?yīng)可以以51%的收率直接制備吲哚-3-萘酮3aj(表2,實(shí)施例21),它是一種能結(jié)合到大麻素CB1和CB2高親和力受體。有意思的是,利用本方法引入雜環(huán)芳酮使得本方法在藥物合成和功能材料的制備方面更具有實(shí)用價(jià)值(表2,實(shí)施例22)。
參照實(shí)施例1,按照以下反應(yīng)路線,運(yùn)行實(shí)施例23-32。
反應(yīng)條件為1a(0.3mmol),2(0.4mmol),Eosin Y(2mol%),MeCN(3.0mL),室溫,CO(80atm),5W綠色光LED燈,反應(yīng)8h,具體見表3.
表3:實(shí)施例23-32的運(yùn)行情況
實(shí)施例23-32的目標(biāo)化合物3ba-3ka的核磁結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)為:
(1-Ethyl-2-methyl-1H-indol-3-yl)(phenyl)methanone(3ba).收率:72%,產(chǎn)量:56.8mg;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:7.78(d,J=7.6Hz,2H),7.57(t,J=7.4Hz,1H),7.47(t,J=7.6Hz,2H),7.35(dd,J=8.4Hz,J=8.4Hz,2H),7.23(t,J=7.6Hz,1H),7.09(t,J=7.6Hz,1H),4.24(q,J=7.2Hz,2H),2.61(s,3H),1.43(t,J=7.4Hz,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:192.8,143.8,141.4,135.3,131.3,128.9,128.1,127.2,121.9,121.2,120.9,113.6,109.1,37.9,14.7,12.1;IR(neat cm-1):1662(C=O);LRMS(EI 70ev)m/z(%):263(M+,100);HRMS m/z(ESI)calcd for C18H17NNaO(M+Na)+286.1203,found 286.1210.
(6-Fluoro-1-methyl-1H-indol-3-yl)(phenyl)methanone(3ca).收率:55%,產(chǎn)量:41.7mg;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:8.41(dd,J=5.2Hz,J=2.8Hz,1H),7.83(t,J=7.6Hz,2H),7.58-7.47(m,4H),7.13-7.08(m,1H),7.06-7.02(m,1H),3.78(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:190.5,161.6,159.2,140.6,138.16,138.13,137.8,137.7,131.3,128.5,128.1,123.9,123.8,123.41,123.40,115.5,111.3,111.0,96.5,96.3,33.5;IR(neat cm-1):1667(C=O);LRMS(EI 70ev)m/z(%):253(M+,100);HRMS m/z(ESI)calcd for C16H12FNNaO(M+Na)+276.0795,found 276.0799.
(6-Chloro-1-methyl-1H-indol-3-yl)(phenyl)methanone(3da).收率:53%,產(chǎn)量:42.8mg;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:8.33(d,J=8.4Hz,1H),7.79(d,J=7.2Hz,2H),7.53(d,J=6.8Hz,1H),7.47(s,3H),7.31-7.27(m,2H),3.78(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:190.4,140.2,138.0,137.8,131.2,129.3,128.5,128.1,125.4,123.5,123.1,115.2,109.6,33.2;IR(neat cm-1):1671(C=O);LRMS(EI 70ev)m/z(%):269(M+,71);HRMS m/z(ESI)calcd for C16H12ClNNaO(M+Na)+292.0500,found 292.0494.
(1,5-Dimethyl-1H-indol-3-yl)(phenyl)methanone(3ea).收率:76%,產(chǎn)量:56.8mg;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:8.23(s,1H),7.77(d,J=6.4Hz,2H),7.51(d,J=7.6Hz,1H),7.43(t,J=6.4Hz,3H),7.24-7.18(m,2H),3.77(s,3H),2.49(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:190.4,140.3,138.1,135.7,132.2,130.6,128.4,128.0,127.2,125.2,122.2,114.5,109.0,33.1,21.2;IR(neat cm-1):1649(C=O);LRMS(EI 70ev)m/z(%):249(M+,100);HRMS m/z(ESI)calcd for C17H15NNaO(M+Na)+272.1046,found 272.1053.
(4-Methoxy-1-methyl-1H-indol-3-yl)(phenyl)methanone(3fa).收率:57%,產(chǎn)量:45.3 mg;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:7.79(d,J=7.6Hz,2H),7.47(t,J=7.4Hz,1H),7.31-7.26(m,3H),7.12(t,J=7.6Hz,1H),6.81(d,J=8.0Hz,1H),6.63(d,J=8.0Hz,1H),3.72(s,3H),3.63(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:191.0,154.3,140.7,139.1,135.4,131.3,129.7,127.4,124.4,116.6,116.5,102.8,102.1,55.4,33.5;IR(neat cm-1):1649(C=O);LRMS(EI 70ev)m/z(%):265(M+,100);HRMS m/z(ESI)calcd for C17H15NNaO2(M+Na)+288.0994,found 288.0999.
(1,7-Dimethyl-1H-indol-3-yl)(phenyl)methanone(3ga).收率:67%,產(chǎn)量:50.0mg;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:7.79(d,J=7.2Hz,1H),7.76(d,J=7.6Hz,2H),7.55-7.51(m,1H),7.45(t,J=7.2Hz,2H),7.33(s,1H),7.19(t,J=7.2Hz,1H),7.03(d,J=7.2Hz,1H);4.03(s,3H),2.74(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:190.5,140.7,139.4,136.2,130.8,128.6,128.2,128.0,126.4,122.7,121.5,120.6,115.1,37.5,19.4;IR(neat cm-1):1667(C=O);LRMS(EI 70ev)m/z(%):249(M+,100);HRMS m/z(ESI)calcd for C17H15NNaO(M+Na)+272.1046,found 272.1055.
(1-Methyl-1H-pyrrolo[2,3-b]pyridin-3-yl)(phenyl)methanone(3ha).收率:51%,產(chǎn)量:36.1mg;1H NMR(400MHz,CDCl3)δ:8.65(d,J=7.6Hz,1H),8.44(dd,J=4.8Hz,J=0.4Hz,1H),7.79(d,J=7.2Hz,2H),7.67(s,1H),7.56-7.53(m,1H),7.48(t,J=7.6Hz,2H),7.29-7.26(m,1H),3.92(s,3H);13C NMR(100MHz,CDCl3)δ:190.3,148.0,144.3,139.7,137.2,131.4,131.0,128.6,128.3,119.4,118.2,113.6,32.0;IR(neat cm-1):1641(C=O);LRMS(EI 70ev)m/z(%):236(M+,100);HRMS m/z(ESI)calcd for C15H12N2NaO(M+Na)+259.0842,found 259.0851.
(1H-indol-3-yl)(phenyl)methanone(3ia).收率:50%,產(chǎn)量:33.2mg;1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:12.06(brs,1H),8.26(t,J=5.8Hz,1H),7.91(s,1H),7.78(d,J=7.2Hz,2H),7.62-7.52(m,4H),7.29(dd,J=6.0Hz,J=6.4Hz,2H);13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ:190.6,140.8,137.1,136.3,131.6,128.9,128.8,126.6,123.8,122.5,121.9,115.4,112.8;IR(neat cm-1):1648(C=O);LRMS(EI 70ev)m/z(%):221(M+,100);HRMSm/z(ESI)calcd for C15H11NNaO(M+Na)+244.0733,found 244.0740.
(2-Methyl-1H-indol-3-yl)(phenyl)methanone(3ja).收率:47%,產(chǎn)量:33.1mg;1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:11.96(brs,1H),7.60(t,J=7.2Hz,3H),7.52(t,J=7.4Hz,2H),7.40(d,J=8.0Hz,1H),7.33(d,J=8.0Hz,1H),7.13(t,J=7.6Hz,1H),7.02(t,J=7.6Hz,1H);2.37(s,3H);13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ:192.3,145.0,142.0,135.4,131.5,128.8,128.4,127.7,122.3,121.4,120.4,,112.9,111.7,14.6;IR(neat cm-1):1640(C=O);LRMS(EI 70ev)m/z(%):235(M+,100);HRMS m/z(ESI)calcd for C16H13NNaO(M+Na)+258.0889,found 258.0881.
(6-Fluoro-1H-indol-3-yl)(phenyl)methanone(3ka).收率:44%,產(chǎn)量:31.5mg;1H NMR(400MHz,DMSO-d6)δ:12.10(brs,1H),8.25(t,J=7.2Hz,1H),7.93(s,1H),7.91(d,J=7.2Hz,2H),7.61-7.52(m,3H),7.33(d,J=6.0Hz,1H),7.13(t,J=9.4Hz,1H);13C NMR(100MHz,DMSO-d6)δ:190.5,161.0,158.7,140.5,137.3,137.1,136.9,131.7,128.9,128.8,123.3,123.1,123.0,115.3,110.8,110.6,99.1,98.8;IR(neat cm-1):1655(C=O);LRMS(EI 70ev)m/z(%):239(M+,100);HRMS m/z(ESI)calcd for C15H10FNNaO(M+Na)+262.0638,found 262.0644.
從上表3實(shí)施例23-32的反應(yīng)情況來看,在標(biāo)準(zhǔn)條件下,1-乙基-2-甲基-1H-吲哚2b可以與1a順利反應(yīng)以72%的收率得到目標(biāo)產(chǎn)物3ba(表3,實(shí)施例23)。使用含吸電子基團(tuán)的吲哚2c和與2d可以以適中的收率得到目標(biāo)產(chǎn)物3ca和3da(表3,實(shí)施例24-25)。當(dāng)N-甲基吲哚含給電子基團(tuán),如甲基、甲氧基時(shí),也可以較好的收率得到相應(yīng)的目標(biāo)產(chǎn)物——吲哚-3-苯基酮3ea-3ga(表3,實(shí)施例26-28)。此外,1-甲基-1H-吡咯并[2,3-b]吡啶2h也可以以51%的收率得到目標(biāo)產(chǎn)物2ha(表3,實(shí)施例29)。令我們驚奇的是,含游離NH的吲哚2i-2k也能夠以中等收率順利轉(zhuǎn)化為目標(biāo)產(chǎn)品(表3,實(shí)施例30-32)。
更進(jìn)一步的,本發(fā)明進(jìn)行了一系列控制實(shí)驗(yàn)。控制實(shí)驗(yàn)參照實(shí)施例1運(yùn)行。
有文獻(xiàn)報(bào)道,用芳基磺酰氯和N-甲基吲哚反應(yīng)可以得到相應(yīng)的3-芳基磺?;倪胚岙a(chǎn)物,而在本發(fā)明的反應(yīng)條件下并未形成3-芳基磺酰吲哚產(chǎn)物。中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所的鄭企雨研究員報(bào)道了一種可見光誘導(dǎo)下的N-甲基吲哚與芳基磺酰氯反應(yīng)生成3-亞磺?;倪胚岙a(chǎn)物,而當(dāng)3-亞磺?;倪胚岙a(chǎn)物4在我們的反應(yīng)條件下進(jìn)行反應(yīng)時(shí),并沒有得到目標(biāo)產(chǎn)物(控制實(shí)驗(yàn)反應(yīng)(1)),這就排除了化合物4是反應(yīng)中間體的可能性;而當(dāng)在我們的反應(yīng)體系中加入自由基捕獲劑——2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)(1.0當(dāng)量)時(shí),反應(yīng)并沒有芳基酮生成(控制實(shí)驗(yàn)反應(yīng)(2)),這表明該光反應(yīng)是一個(gè)自由基反應(yīng)機(jī)理;此外,當(dāng)反應(yīng)不使用有機(jī)染料作為光催化劑或在暗處反應(yīng)時(shí),產(chǎn)物收率會(huì)嚴(yán)重下降;而當(dāng)在暗處反應(yīng)并升高反應(yīng)溫度(80℃)時(shí),也沒有目標(biāo)產(chǎn)物生成(控制實(shí)驗(yàn)反應(yīng)(3)),這就排除了原料均裂產(chǎn)生芳基自由基的可能性。
本發(fā)明提供了的合成吲哚-3-芳基酮的新方法,利用可見光的誘導(dǎo)作用在常溫下即可將吲哚和芳基磺酰氯及一氧化碳反應(yīng)生成吲哚-3-芳基酮,這種新型的合成方法不需要使用過渡金屬催化劑、添加劑、酸、堿等反應(yīng)介質(zhì),因而對(duì)官能團(tuán)具有良好的兼容性,且方法所涉及的原料簡(jiǎn)單易得,符合綠色化學(xué)的范疇。