CN109456249A - 一种靛红衍生物的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种靛红衍生物的合成方法,是在有机溶剂中,在氧气条件下,以N‑烃基‑N‑芳香基甘氨酸酯衍生物为底物,经酸催化进行环化反应;待反应完全后减压蒸馏除去溶剂,柱层析分离,即得目标产物。本发明反应所需试剂价格低廉,成本低,产率高;反应步骤简洁,操作方便,后处理简单,安全性高,环境污染小;反应条件温和,不需要金属催化剂和强氧化剂,绿色环保。
Description
技术领域
本发明涉及一种靛红衍生物的合成方法,属于化学合成技术领域。
背景技术
靛红衍生物广泛存在于自然界中。靛红衍生物作为杂环化合物,在染料和医药中作为重要的中间体,具有抗痉挛、抗HIV、抗炎症、抗真菌等功效,所以靛红衍生物的合成有着十分重要的意义。上述靛红衍生物的结构如下:
其中,R1为烃基、烃氧基、芳香基;R2为烃基、芳香基。
近几年,国内外文献报道的合成靛红衍生物的方法很多:(1)铜催化N-芳基酰胺甲醛分子内C-H氧化环化反应合成靛红。(Bo-Xiao Tang, Ren-Jie Song, Cui-Yan Wu, YuLiu, Ming-Bo Zhou, Wen-Ting Wei, Guo-Bo Deng, Du-Lin Yin, Jin-Heng Li. J. Am Chem. Soc.2010, 132, 8900-8902.)(2)铜催化芳基乙酰胺的串联氧化环化反应有效合成靛红。(Jie Sun, Bingxin Liu, Bin Xu. RSC Adv.2013, 3, 5824-5827.)(3)铜催化二苯胺与乙醛酸乙酯选择性氧化酰化反应合成靛红。(Tao Liu, Haijun Yang, Yuyang Jiang,Hua Fu. Adv. Synth. Catal. 2013, 355, 1169-1176.)(4)N-烃基-2-溴/氯乙酰苯胺氧化环化反应合成N-烃基靛红。(QingwenGui, Fenglin Dai, Jidan Liu, Peixing Chen,Zhiyong Yang, Xiang Chen, Ze Tan. Org. Biomol. Chem., 2014, 12, 3349-3353.)(5)钯催化不活泼芳基C(sp2)-H键通过分子内酰化反应合成靛红。(Jue Li, Yang Zheng,Xinling Yu, SongyangLv, Qiantao Wang, Li Hai and Yong Wu. RSC Adv., 2015, 5,103280-103283.)(6)钯催化下的氧化双羰基化反应得到靛红。(Wu Li, ZhengliDuan,Xueye Zhang, Mengfan Wang, Ru Jiang, Hongyao Zeng, Chao Liu, Aiwen Lei.Angew. Chem. Int. Ed. 2015, 54, 1893-1896.)(7)过氧化氢促进α-羟基-N-芳酰胺衍生物氧化环化反应合成靛红。(Jie Li, Xu Cheng, Xiaojun Ma, GuanghuiLv, Zhen Zhan,Mei Guan, Yong Wu. Synlett2016, 27, 2485-2488.)(8)PCC催化分子内环化反应合成靛红。(Qiming Yue, Yaoling Wang, Li Hai, Li Guo, Hongmei Yin, Yong Wu.Synlett.2016, 27, 1292-1296.)(9)甘氨酸酯高效构建靛红骨架。(Xiaodong Jia,Yingzu Zhu, Yu Yuan, Xuewen Zhang, ShiweiLv, Liang Zhang, Liangliang Luo. ACS Catal. 2016, 6, 6033-6036.)(10)氧化活泼C(sp3)-H键引发N-芳基甘氨酸酰胺C(sp2)-H键活化构建靛红骨架。(Honghe Ji, Yingzu Zhu, Yu Shao, Jing Liu, Yu Yuan,Xiaodong Jia. J. Org. Chem.2017, 82. 9859-9865.)。尽管近年来合成靛红的方法有了很大的改进,但这些合成方法还是有很多缺点,如反应条件剧烈(需要很强的氧化剂),使用了昂贵的金属催化剂、自由基引发剂等,一方面增加了成本,另一方面对环境造成了较大污染。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术不足,提供一种反应条件温和,成本低,绿色环保,操作简洁的靛红衍生物的合成方法。
本发明合成靛红衍生物的方法,是在有机溶剂中,在氧气条件下,以N-烃基-N-芳香基甘氨酸酯衍生物为底物,经酸催化进行环化反应;待反应完全后减压蒸馏除去溶剂,柱层析分离,即得目标产物。
所述底物N-烃基-N-芳香基甘氨酸酯衍生物的结构式为:
其中,R1为烃基、烃氧基、芳香基;R2为烃基、芳香基;R3为烃基、芳香基。
所述酸为三氟乙酸,盐酸,氢溴酸,硫酸,对甲苯磺酸,三甲基乙酸、氯乙酸或氟硼酸等。底物N-烃基-N-芳香基甘氨酸酯衍生物和酸的摩尔比为10:1~10:3。
所述有机溶剂为1,2-二氯乙烷、1,2-二溴乙烷、二氯甲烷,二溴甲烷、甲苯、氯苯、或乙腈等。
所述环化反应是在40~80℃下反应30~150小时。
本发明相对现有技术具有以下优点:
1、反应所需试剂价格低廉,成本低,产率高;
2、反应步骤简洁,操作方便,后处理简单,安全性高,环境污染小;
3、反应条件温和,不需要金属催化剂和强氧化剂,绿色环保。
具体实施方式
下面结合具体实例对本发明靛红衍生物的合成做进一步说明。
实施例1、1,5-二甲基-2,3-二氢吲哚二酮的合成
在25mL的反应管中加入磁子,随后依次加入原料N-甲基-N-对甲苯基甘氨酸甲酯(0.5mmol),5mL溶剂(1,2二氯乙烷),20mol%的三氟乙酸,套氧气球,在60℃下搅拌反应74小时;减压蒸馏除去溶剂后进行柱层析分离(硅胶:200~300目,洗脱剂体积比为石油醚:乙酸乙酯=15:1),得到橙红色粉末纯产品,即1,5-二甲基-2,3-二氢吲哚二酮,产率为63%。其合成式如下:
核磁数据如下:1H NMR (600 MHz,CDCl3) δ 7.38 (d, J = 7.8 Hz,2H), 6.77 (d, J= 7.7 Hz,1H), 3.21 (d, J = 1.5 Hz,3H), 2.32 (s,3H). 13C NMR (151 MHz, CDCl3) δ183.6, 158.3, 149.3, 138.7, 133.6, 125.6, 117.4, 109.7, 26.2, 20.6。
实施例2、1,5-二甲基-2,3-二氢吲哚二酮的合成
在25mL的反应管中加入磁子,随后依次加入原料N-甲基-N-对甲苯基甘氨酸乙酯(0.5mmol),5mL溶剂(1,2二氯乙烷),20mol%的三氟乙酸,套氧气球,在60℃下搅拌反应78小时;减压蒸馏除去溶剂后进行柱层析分离(硅胶:200~300目,洗脱剂体积比为石油醚:乙酸乙酯=15:1),得到橙红色粉末纯产品,即1,5-二甲基-2,3-二氢吲哚二酮,产率为56%。其合成式如下:
核磁数据如下:1H NMR (600 MHz,CDCl3) δ 7.38 (d, J = 7.8 Hz,2H), 6.77 (d, J= 7.7 Hz, 1H), 3.21 (d, J = 1.5 Hz,3H), 2.32 (s,3H). 13C NMR (151 MHz, CDCl3)δ 183.6, 158.3, 149.3, 138.7, 133.6, 125.6, 117.4, 109.7, 26.2, 20.6。
实施例3、5-甲氧基-1-甲基-2,3-二氢吲哚二酮的合成
在25mL的反应管中加入磁子,随后依次加入原料N-甲基-N-对甲氧苯基甘氨酸甲酯(0.5mmol),5mL溶剂(1,2二氯乙烷),20mol%的三氟乙酸,套氧气球,在60℃下搅拌反应30小时;减压蒸馏除去溶剂后进行柱层析分离(硅胶:200-300目,洗脱剂体积比为石油醚:乙酸乙酯=15:1),得到紫红色粉末纯产品,即5-甲氧基-1-甲基-2,3-二氢吲哚二酮,产率为61%。其合成式如下:
核磁数据如下: 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.17 – 7.06 (m,2H), 6.80 (d, J =8.4 Hz, 1H), 3.78 (s, 3H), 3.20 (s, 3H). 13C NMR (151 MHz, CDCl3) δ 183.7,158.3, 156.5, 145.3, 124.5, 117.8, 110.9, 109.6, 55.9, 26.2。
实施例4、5-乙氧基-1-甲基-2,3-二氢吲哚二酮的合成
在25mL的反应管中加入磁子,随后依次加入原料N-甲基-N-对乙氧苯基甘氨酸甲酯(0.5mmol),5mL溶剂(1,2二氯乙烷),20mol%的三氟乙酸,套氧气球,在60℃下搅拌反应36小时;减压蒸馏除去溶剂后进行柱层析分离(硅胶:200~300目,洗脱剂体积比为石油醚:乙酸乙酯=15:1),得到紫红色粉末纯产品,即5-乙氧基-1-甲基-2,3-二氢吲哚二酮,产率为47%。其合成式如下:
核磁数据如下:1H NMR (600 MHz, CDCl3) δ 7.12 (dd, J = 8.5, 2.6 Hz, 1H),7.10 (d, J = 1.4 Hz, 1H), 6.78 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 3.99 (q, J = 7.0 Hz, 2H),3.19 (s,3H), 1.39 (t, J = 7.0 Hz,3H). 13C NMR (151 MHz, CDDCl3) δ 183.7,158.3, 155.9, 145.2, 125.2, 117.8, 110.8, 110.2, 64.4, 26.2, 14.7。
实施例5、1-甲基-5-苯氧基-2,3-二氢吲哚二酮的合成
在25mL的反应管中加入磁子,随后依次加入原料N-甲基-N-对苯氧苯基甘氨酸甲酯(0.5mmol),5mL溶剂(1,2二氯乙烷),20mol%的三氟乙酸,套氧气球,在60℃下搅拌反应150小时;减压蒸馏除去溶剂后进行柱层析分离(硅胶:200~300目,洗脱剂体积比为石油醚:乙酸乙酯=15:1),得到红色粉末纯产品,即1-甲基-5-苯氧基-2,3-二氢吲哚二酮,产率为45%。其合成式如下:
核磁数据如下:1H NMR (600 MHz, CDCl3) δ 7.38 – 7.31 (m, 2H), 7.29 (dd, J =8.5, 2.6 Hz, 1H), 7.21 (d, J = 2.6 Hz, 1H), 7.16 – 7.10 (m, 1H), 6.97 (dt, J= 9.0, 1.7 Hz, 2H), 6.86 (d, J = 8.5 Hz, 1H), 3.24 (s, 3H). 13C NMR (151 MHz,CDCl3) δ 183.1, 158.2, 156.6, 154.1, 146.9, 130.1, 130.0, 128.6, 124.0,118.7, 118.1, 115.5, 111.0, 26.3。
实施例6、5-乙基-1-甲基-2,3-二氢吲哚二酮的合成
在25mL的反应管中加入磁子,随后依次加入原料N-甲基-N-对乙苯基甘氨酸甲酯(0.5mmol),5mL溶剂(1,2二氯乙烷),20mol%的三氟乙酸,套氧气球,在60℃下搅拌反应142小时;减压蒸馏除去溶剂后进行柱层析分离(硅胶:200~300目,洗脱剂体积比为石油醚:乙酸乙酯=15:1),得到橙黄色粉末纯产品,即5-乙基-1-甲基-2,3-二氢吲哚二酮,产率为42%。其合成式如下:
核磁数据如下:1H NMR (600 MHz, CDCl3) δ 7.40 (d, J = 8.0 Hz,2H), 6.78 (d,J = 7.8 Hz, 1H), 3.20 (s, 3H), 2.60 (q, J = 7.6 Hz, 2H), 1.19 (t, J = 7.6 Hz,3H). 13C NMR (151 MHz, CDCl3) δ 183.6, 158.4, 149.5, 140.1, 137.8, 124.4,117.5, 109.8, 28.0, 26.2, 15.4。
实施例7、5-叔丁基-1-甲基-2,3-二氢吲哚二酮的合成
在25mL的反应管中加入磁子,随后依次加入原料N-甲基-N-对叔丁苯基甘氨酸甲酯(0.5mmol),5mL溶剂(1,2二氯乙烷),20mol%的三氟乙酸,套氧气球,在60℃下搅拌反应130小时;减压蒸馏除去溶剂后进行柱层析分离(硅胶:200~300目,洗脱剂体积比为石油醚:乙酸乙酯=15:1),得到橙红色粉末纯产品,即5-叔丁基-1-甲基-2,3-二氢吲哚二酮,产率为45%。其合成式如下:
核磁数据如下:1H NMR (600 MHz, CDCl3) δ 7.70 – 7.57 (m, 2H), 6.82 (d, J =7.9 Hz, 1H), 3.22 (s,3H), 1.30 (s,9H). 13C NMR (151 MHz,CDCl3) δ 183.8, 158.6,149.2, 147.3, 135.3, 122.4, 117.3, 109.5, 34.6, 31.2, 26.2。
实施例8、1-甲基-5-苯基-2,3-二氢吲哚二酮的合成
在25mL的反应管中加入磁子,随后依次加入原料N-甲基-N-对联苯基甘氨酸甲酯(0.5mmol),5mL溶剂(1,2二氯乙烷),20mol%的三氟乙酸,套氧气球,在60℃下搅拌反应48小时;减压蒸馏除去溶剂后进行柱层析分离(硅胶:200~300目,洗脱剂体积比为石油醚:乙酸乙酯=15:1),得到红色粉末纯产品,即1-甲基-5-苯基-2,3-二氢吲哚二酮,产率为45%。其合成式如下:
核磁数据如下:1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.84 (dd, J = 7.0, 1.9 Hz, 2H),7.53 (dd, J = 5.3, 3.3 Hz, 2H), 7.49 – 7.42 (m, 2H), 7.38 (ddd, J = 8.5, 2.6,1.3 Hz, 1H), 7.01 – 6.95 (m, 1H), 3.29 (s, 3H). 13C NMR (151 MHz, CDCl3) δ183.4, 158.3, 150.4, 138.9, 137.3, 136.8, 129.1, 127.9, 126.5, 123.7, 117.8,110.3, 29.7, 26.3。
实施例9、5-甲氧基-1-(3-戊基)-2,3-二氢吲哚二酮的合成
在25mL的反应管中加入磁子,随后依次加入原料N-(3-戊基)-N-对甲氧苯基甘氨酸甲酯(0.5mmol),5mL溶剂(1,2二氯乙烷),20mol%的三氟乙酸,套氧气球,在60℃下搅拌反应60小时;减压蒸馏除去溶剂后进行柱层析分离(硅胶:200~300目,洗脱剂体积比为石油醚:乙酸乙酯=15:1),得到紫色粉末纯产品,即5-甲氧基-1-(3-戊基)-2,3-二氢吲哚二酮,产率为35%。其合成式如下:
核磁数据如下:1H NMR (600 MHz,CDCl3) δ 7.13 (d, J = 2.5 Hz, 1H), 7.07 (dd,J = 8.7, 2.8 Hz, 1H), 6.91 (d, J = 8.7 Hz, 1H), 4.04 (s, 1H), 3.78 (s, 3H),1.99 – 1.87 (m,2H), 1.82 – 1.74 (m, 2H), 0.89 (t, J = 7.4 Hz, 6H). 13C NMR(151 MHz, CDCl3) δ 184.0, 158.7, 156.0, 124.5, 118.3, 112.6, 109.6, 57.1,55.9, 24.8, 11.1。
实施例10、1-苄基-5-甲氧基-2,3-二氢吲哚二酮的合成
在25mL的反应管中加入磁子,随后依次加入原料N-苄基-N-对甲氧苯基甘氨酸甲酯(0.5mmol),5mL溶剂(1,2二氯乙烷),20mol%的三氟乙酸,套氧气球,在60℃下搅拌反应60小时;减压蒸馏除去溶剂后进行柱层析分离(硅胶:200~300目,洗脱剂体积比为石油醚:乙酸乙酯=15:1),得到紫色粉末纯产品,即1-苄基-5-甲氧基-2,3-二氢吲哚二酮,产率为41%。其合成式如下:
核磁数据如下:1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 7.36 – 7.29 (m, 5H), 7.14 (d, J =2.7 Hz, 1H), 7.02 (dd, J = 8.6, 2.7 Hz, 1H), 6.67 (d, J = 8.6 Hz, 1H), 4.89(s,2H), 3.76 (s, 3H). 13C NMR (101 MHz, CDCl3) δ 183.8, 158.6, 156.8, 144.8,134.8, 129.3, 128.3, 127.6, 124.9, 118.3, 112.3, 109.8, 56.2, 44.3。
Claims (6)
1.一种靛红衍生物的合成方法,是在有机溶剂中,氧气条件下,以N-烃基-N-芳香基甘氨酸酯衍生物为底物,经酸催化进行环化反应;待反应完全后减压蒸馏除去溶剂,柱层析分离,即得目标产物。
2.如权利要求1所述一种靛红衍生物的合成方法,其特征在于:所述底物N-烃基-N-芳香基甘氨酸酯衍生物的结构式为:
其中,R1为烃基、烃氧基、芳香基;R2为烃基、芳香基;R3为烃基、芳香基。
3.如权利要求1所述一种靛红衍生物的合成方法,其特征在于:所述酸为三氟乙酸,盐酸,氢溴酸,硫酸,对甲苯磺酸,三甲基乙酸、氯乙酸或氟硼酸。
4.如权利要求1所述一种靛红衍生物的合成方法,其特征在于:所述有机溶剂为1,2-二氯乙烷、1,2-二溴乙烷、二氯甲烷,二溴甲烷、甲苯、氯苯、或乙腈。
5.如权利要求1所述一种靛红衍生物的合成方法,其特征在于:所述底物N-烃基-N-芳香基甘氨酸酯衍生物和酸的摩尔比为10:1~10:3。
6.如权利要求1所述一种靛红衍生物的合成方法,其特征在于:所述环化反应是在40~80℃下反应30~150小时。
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