一种吡啶并[1,2-a]吲哚类化合物的制备方法

本发明属于光催化合成，具体涉及吡啶并[1,2,a]吲哚类化合物的合成方法。

背景技术：

1、含氮杂环骨架广泛存在于具有生物活性的天然产物、药物分子中，其中，吡啶并[1,2-a]吲哚结构合成方法的探索具有重要的研究价值。目前关于吡啶并[1,2-a]吲哚衍生物的合成方法大多需要以吲哚、吲哚嗪等稠环化合物作为起始原料。吡啶并[1,2-a]吲哚类化合物因其表现出来优异的药理活性而受到了广泛关注，如何构筑吡啶并[1,2-a]吲哚类化合物是有机合成化学领域的热点研究内容之一。目前，通过三氟甲基可以成功合成吡啶并[1,2-a]吲哚类化合物。但是引入三氟甲基对于分子性质有较大改变，如增加代谢稳定性、极性、溶解性等。另外，光催化三氟甲基化反应往往需要额外添加光催化剂或者过渡金属催化剂，导致生产成本的上升、金属离子残留以及分离困难等不利结果。

技术实现思路

1、本发明是要解决现有合成吡啶[1,2,a]并吲哚类化合物的方法，需要引入光催化剂或金属催化剂，导致底物复杂，分离困难的技术问题，而提供一种吡啶并[1,2-a]吲哚类化合物的制备方法。

2、一种吡啶并[1,2-a]吲哚类化合物的制备方法，具体按以下步骤进行制备：

3、一、将n-取代吲哚类化合物和umemoto试剂加入到盛有溶剂的石英反应管中；

4、二、在氮气氛围、室温条件下，将步骤一中的反应管放在蓝光灯下，进行光照反应；

5、三、将步骤二反应获得的混合液进行旋蒸处理，得到粗产品；

6、四、将步骤三获得的粗产品进行柱层析分离处理，得到所述一种吡啶并[1,2-a]吲哚类化合物，完成制备。

7、进一步的，步骤一中所述n-取代吲哚类化合物的结构式如下：

8、

9、式中，r1、r2、r3、r4和r5均为h；

10、或者r1、r3和r5中的一个为ch3，其余均为h；

11、或者r1和r4中的一个为cooch3，其余均为h；

12、或者r2是cn，其余均为h。

13、进一步的，步骤一所述umemoto试剂为三氟甲基试剂，结构式如下：

14、

15、进一步的，步骤一所述溶剂为二氯甲烷。

16、其中n-取代吲哚类化合物的制备反应式如下：

17、

18、其中r包括r1、r2、r3、r4和r5；

19、r1、r2、r3、r4和r5均为h；

20、或者r1、r3和r5中的一个为ch3，其余均为h；

21、或者r1和r4中的一个为cooch3，其余均为h；

22、或者r2是cn，其余均为h。

23、本发明反应式如下：

24、

25、本发明无需光催化剂和金属催化剂，直接光照下便可发生反应。操作简单，底物适用性好。

26、本发明以n-取代吲哚1a(r1、r2、r3、r4和r5均为h)为例，反应机理如下：

27、

28、n-取代吲哚1a在光照下发生聚合，成为低聚物poly-1a，可以吸光引发反应。三氟甲基试剂2a中s-cf3键在光照下的均裂是可能的，但并不是主要途径(s-cf3键能较大)，更大可能从低聚物中得电子产生三氟甲基自由基和二苯并噻吩4。三氟甲基自由基被底物1a中双键截获，自由基转移，进而发生6-exo-trig的分子内环化反应；环内的自由基6被三氟甲基试剂2a氧化或者被失电子的低聚物氧化，成为一个c+离子7，脱去一个质子恢复芳香性，得到目标产物3a。

29、本发明有益效果：

30、本发明首次合成了此类化合物，使用自由基串联环化策略一步反应成两个键构建了一个新的六元环。本发明采用简单、高效、绿色的光催化合成策略，在无外加光催化剂和氧化剂的条件下实现了吡啶并[1,2-a]吲哚类化合物合成。反应操作简单、条件温和，官能团兼容性较好。与现有技术相比具有以下优点：

31、(1)、无光催化剂、金属催化剂发生自由基串联环化反应构建带三氟甲基的吲哚并环产物，降低成本、避免可能的金属残留、简化方法

32、(2)、反应底物均是廉价易于合成的，底物范围广，所得产物易于分离，反应高效。

33、本发明方法用于合成吡啶并[1,2-a]吲哚类化合物。

技术特征：

1.一种吡啶并[1,2-a]吲哚类化合物的制备方法，其特征在于该方法具体按以下步骤进行制备：

2.根据权利要求1所述的一种吡啶并[1,2-a]吲哚类化合物的制备方法，其特征在于步骤一中所述n-取代吲哚类化合物的结构式如下：

3.根据权利要求1所述的一种吡啶并[1,2-a]吲哚类化合物的制备方法，其特征在于步骤一所述umemoto试剂为三氟甲基试剂，结构式如下：

4.根据权利要求1所述的一种吡啶并[1,2-a]吲哚类化合物的制备方法，其特征在于步骤一所述溶剂为二氯甲烷。

5.根据权利要求1所述的一种吡啶并[1,2-a]吲哚类化合物的制备方法，其特征在于步骤一中n-取代吲哚类化合物与溶剂的用量比为0.28～0.32mmol：1～1.5ml；

6.根据权利要求5所述的一种吡啶并[1,2-a]吲哚类化合物的制备方法，其特征在于步骤一中n-取代吲哚类化合物与溶剂的用量比为0.3mmol：1.5ml；

7.根据权利要求1所述的一种吡啶并[1,2-a]吲哚类化合物的制备方法，其特征在于步骤二中光照反应时，蓝光灯的波长为440～460nm，照射时间为12～14h。

8.根据权利要求1所述的一种吡啶并[1,2-a]吲哚类化合物的制备方法，其特征在于步骤三采用旋转蒸发仪进行旋蒸处理。

9.根据权利要求1所述的一种吡啶并[1,2-a]吲哚类化合物的制备方法，其特征在于步骤四所述柱层析分离处理，采用硅胶和流动相，其中流动相为石油醚和乙酸乙酯的混合。

10.根据权利要求9所述的一种吡啶并[1,2-a]吲哚类化合物的制备方法，其特征在于石油醚和乙酸乙酯按体积比为20:1的混合。

技术总结
一种吡啶并[1,2‑a]吲哚类化合物的制备方法，本发明属于光催化合成技术领域，具体涉及吡啶并[1,2,a]吲哚类化合物的合成方法。本发明是要解决现有合成吡啶[1,2,a]并吲哚类化合物的方法，需要引入光催化剂或金属催化剂，导致底物复杂，分离困难的技术问题。方法：将N‑取代吲哚类化合物和Umemoto试剂加入到溶剂中，得到混合溶液，在室温、惰性气体氛围下，用可见光照射混合溶液，得到吡啶并[1,2‑a]吲哚类化合物。本发明采用简单、高效、绿色的光催化合成策略，在无外加光催化剂和氧化剂的条件下实现了吡啶并[1,2‑a]吲哚类化合物合成。反应操作简单、条件温和，官能团兼容性较好。本发明方法用于合成吡啶并[1,2‑a]吲哚类化合物。

技术研发人员：夏吾炯,杨川,石伟,田坚,张皓翔
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学（深圳）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13