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CN115677674B - 一种含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环化合物的制备方法 - Google Patents

一种含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环化合物的制备方法 Download PDF

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CN115677674B CN202211028086.XA CN202211028086A CN115677674B CN 115677674 B CN115677674 B CN 115677674B CN 202211028086 A CN202211028086 A CN 202211028086A CN 115677674 B CN115677674 B CN 115677674B
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Abstract

本发明公开了一种含有吲哚酮和3‑酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环化合物的制备方法,包括如下步骤:将醋酸钯,双二苯基膦丙烷,TFBen、三乙烯二胺、碘代芳烃类化合物以及邻羟基/邻氨基苯炔类化合物于100℃进行反应24小时,反应完全后,后处理得到所述的含有吲哚酮和3‑酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环化合物。该反应原料廉价易得,底物适用性好并可以兼容多种官能团,以TFBen作为羰基来源,操作简单。同时该方法可以通过一步反应形成多个化学键,包括三个C‑C键和一个C‑O/C‑N键,为含羰基的双杂环化合物的合成提供了一种新方法。

Description

一种含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环化合物 的制备方法
技术领域
本发明属于有机合成领域,尤其涉及一种含有吲哚酮和3-酰基苯并呋 喃或吲哚结构的杂环化合物的制备方法。
背景技术
具有结构多样性和复杂性的杂环化合物对药物发现、生物研究和探索 具有重要影响,并且具有不同杂环骨架的分子可能具有更多的生物或药物 性质。因此,合成具有多样结构特征的杂环化合物在药物化学中引起了越 来越多的兴趣(Angew.Chem.Int.Ed.2019,58,15016)。吲哚酮是一类特 殊的杂环骨架,经常出现在多种生物活性化合物中。如semaxanib,具有 潜在抗肿瘤活性的高效选择性VEGFR(flk-1/kdr)抑制剂;Horsfiline,从 霍斯菲利氏菌中分离出来的辛多尔生物碱,常用作草药。作为关键的中间 体,吲哚酮在有机合成中也起着重要作用。此外,3-酰基苯并呋喃和3-酰 吲哚作为重要的杂环化合物,具有多种生物活性,由于其优异的药物疗效, 人们一直在不断地探索它们的合成方法。Amiodarone,在临床上表现出高 效、广谱的抗心律失常作用。Pravadoline,在人体中显示出显著的镇痛活 性。因此,探索新的和有效的合成方法来快速构建不同的多杂环分子,特 别是那些含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环化合物具有重 要的研究意义。
近年来,钯催化的Heck级联反应作为一类合成复杂化合物的重要反 应,引起了有机化学家的广泛关注(Acc.Chem.Res.2020,53,1605)。此 类反应通过烯烃的分子内碳钯化进行,所得的烷基钯物种可通过多种途径 得到进一步的转化。其中,将CO插入烷基钯物种可以得到多种含环羰基 化合物(J.Am.Chem.Soc.2016,138,10838)。最近,钯催化的含炔烃的 亲核试剂的heck环化反应提供了一种合成双杂环化产物的策略。然而, 钯催化的含炔烃的亲核试剂的羰基化环化反应还从未报道过。因此,我们 发展了钯催化的级联碳钯化/羰基化环化反应来构建含有吲哚酮和3-酰基 苯并呋喃或吲哚结构的杂环化合物。该方法允许在简单的一步转化中合成 具有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚分子的双杂环分子。此外,在该反应 中,TFBen被用作方便和有效的羰基来源。
发明内容
本发明提供了一种含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环 化合物的制备方法,该反应步骤简单,原料廉价易得,底物适用性好并可 以兼容多种官能团。该方法的特点是通过一步反应可以形成多个化学键, 包括三个C-C键和一个C-O/C-N键,为含羰基的双杂环化合物的合成提 供了一种新方法。
一种含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环化合物的制备 方法,包括如下步骤:将钯催化剂、双二苯基膦丙烷、TFBen(CAS: 1957190-76-9)、三乙烯二胺、碘代芳烃类化合物以及邻羟基/邻氨基苯炔 类化合物于90~110℃反应20~28小时,反应完全后,后处理得到所述的 含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环化合物;
所述的碘代芳烃类化合物的结构如式(II)所示:
所述的邻羟基/邻氨基苯炔类化合物的结构如式(III)所示:
所述的含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环化合物的结 构如式(I)所示:
式(Ⅰ)~(III)中,R1为H,C1~C5烷基,C1~C5烷氧基,三氟甲基, 苯基,苄基,噻吩或卤素;
R2为C1~C5烷基或苯基;
R3为C1~C5烷基或苯基;
R4为H,C1~C5烷基,C1~C5烷氧基,三氟甲基、卤素;
R5为噻吩基、取代或者未取代的苯基,所述苯基上的取代基为C1~C5烷基、C1~C5烷氧基。
所述的钯催化剂、双二苯基膦丙烷和三乙烯二胺的摩尔比为 0.02:0.02:2.5;
R1~R5的取代位置为对位和间位。
反应式如下:
本发明中,可选用的后处理过程包括:过滤,硅胶拌样,最后经过柱 层析纯化得到相应的含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环化 合物,采用柱层析纯化为本领域常用的技术手段。
作为优选,R1为H,甲基,三氟甲基,苯基或苄基,R2为甲基、正丁 基或苯基;R3为甲基、正丁基或苯基。此时,所述的碘代芳烃类化合物容 易得到,并且反应的产率较高。
作为优选,R4为H,甲基,三氟甲基,噻吩或Cl;R5为噻吩基、取 代或者未取代的苯基,所述苯基上的取代基为甲基或甲氧基。此时,所述 的邻羟基/邻氨基苯炔类化合物容易得到,并且反应的产率较高。
所述的用来制备含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环化 合物的碘代芳烃类化合物和邻羟基/邻氨基苯炔类化合物价格较便宜,在自 然界中广泛存在,作为优选,以摩尔量计,碘代芳烃类化合物:邻羟基/ 邻氨基苯炔类化合物:钯催化剂=1:1.2~1.5:0.05~0.1;作为进一步的优选, 以摩尔量计,碘代芳烃类化合物:邻羟基/邻氨基苯炔类化合物:钯催化剂 =1:1.5:0.1。
作为优选,所述的反应的时间为24小时,反应时间过长增加反应成 本,相反则难以保证反应的完全。
作为优选,反应在1,4-二氧六环中进行,所述的1,4-二氧六环的用量 能将原料较好的溶解即可,0.2mmol的碘代芳烃类化合物使用的1,4-二氧 六环的量约为1~2mL。
作为优选,所述的钯催化剂为醋酸钯,在众多钯催化剂中醋酸钯价格 比较便宜,而且使用醋酸钯为催化剂时反应效率较高。
作为进一步的优选,所述的含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构 的杂环化合物为式(I-1)-式(I-5)所示化合物中的一种:
如式(I-1)-(I-5)所示的化合物为未知化合物。
上述制备方法中,所述的醋酸钯、双二苯基膦丙烷以及三乙烯二胺一 般采用市售产品,都能从市场上方便地得到。
同现有技术相比,本发明的有益效果体现在:以邻羟基或邻氨基苯炔 类化合物作为硫源,制备方法简单,易于操作,后处理简便,反应起始原 料廉价易得,底物官能团容忍范围广,反应效率高,可以通过一步反应形 成多个化学键,包括三个C-C键和一个C-O/C-N键。可根据实际需要合 成多种含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环化合物,实用性较 强。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的描述。
实施例1~15
按照表1的原料配比在15mL的封管中加入醋酸钯、双二苯基膦丙烷、 TFBen、三乙烯二胺、碘代芳烃类化合物(II)和邻羟基/邻氨基苯炔类化 合物(III),然后加入1,4-二氧六环(2mL),混合搅拌均匀,按照表2 的反应条件反应,反应完成后,过滤,硅胶拌样,经过柱层析纯化得到相 应的含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环化合物(Ⅰ),反应过程如下式所示:
表1实施例1~15的原料加入量
表2
表1和表2中,T为反应温度,t为反应时间,Me为甲基,CF3为三 氟甲基,Ph为苯基,OMe为甲氧基,thiopheyl为噻吩基。
实施例1~5制备得到化合物的结构确认数据:
由实施例1制备得到的含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂 环化合物(I-1)的核磁共振(1H NMR和13C NMR)检测数据为:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.73(d,J=7.7Hz,1H),7.58–7.56(m,2H), 7.50–7.44(m,4H),7.31–7.27(m,1H),7.25(d,J=7.1Hz,1H),7.21(d,J= 7.5Hz,1H),7.04(d,J=7.1Hz,1H),6.94(t,J=7.5Hz,1H),6.82(d,J=7.8 Hz,1H),3.40(d,J=16.9Hz,1H),3.32(d,J=16.9Hz,1H),3.22(s,3H), 1.27(s,3H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ194.6,180.2,158.9,153.7,143.8,133.2, 130.4,129.8,129.2,128.6,127.8,126.5,125.3,123.9,122.0,121.9,121.9, 117.7,111.0,108.1,49.7,45.7,26.4,24.4.
由实施例2制备得到的含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂 环化合物(I-2)的核磁共振(1H NMR和13C NMR)检测数据为:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.56(s,1H),7.81(d,J=7.7Hz,1H),7.60– 7.58(m,2H),7.49–7.44(m,4H),7.31(t,J=7.3Hz,1H),7.25(t,J=7.4Hz, 1H),7.13(t,J=7.6Hz,1H),7.02(d,J=7.3Hz,1H),6.92–6.88(m,2H), 3.44(d,J=17.2Hz,1H),3.38(d,J=17.2Hz,1H),1.32(s,3H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ194.5,182.4,159.3,153.8,140.9,133.8, 130.5,129.9,129.3,128.7,127.8,126.5,125.4,124.1,122.1,122.0,122.0, 117.7,111.1,110.0,49.6,46.1,24.7.
由实施例3制备得到的含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂 环化合物(I-3)的核磁共振(1H NMR和13C NMR)检测数据为:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.98(d,J=2.7Hz,1H),7.80–7.78(m,1H), 7.48(d,J=8.4Hz,1H),7.40(d,J=5.0Hz,1H),7.35–7.30(m,3H),7.22(t, J=7.7Hz,1H),7.09(d,J=7.3Hz,1H),6.92(t,J=7.5Hz,1H),6.85(d,J= 7.8Hz,1H),3.62(d,J=16.9Hz,1H),3.56(d,J=16.9Hz,1H),3.28(s,3H), 1.41(s,3H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ193.9,180.3,154.6,153.2,143.8,133.4, 130.3,128.4,127.8,127.5,126.2,125.6,125.2,124.0,122.1,121.9,121.5, 116.8,111.2,108.1,50.2,45.8,26.4,24.6.
由实施例4制备得到的含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂 环化合物(I-4)的核磁共振(1H NMR和13C NMR)检测数据为:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.16(d,J=8.6Hz,1H),7.61(t,J=6.9Hz, 1H),7.54–7.48(m,3H),7.30–7.29(m,4H),7.18(t,J=7.4Hz,2H),7.08(d, J=7.8Hz,2H),6.88(t,J=7.4Hz,1H),6.81–6.76(m,2H),3.20(s,3H), 2.66(d,J=17.5Hz,1H),2.53(d,J=17.4Hz,1H),2.36(s,3H),2.32(s,3H), 0.99(s,3H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ195.1,180.2,145.2,143.7,142.8,135.4, 134.5,134.3,133.3,131.7,130.7,130.0,129.5,127.8,127.54,127.45,127.1, 126.8,122.4,121.8,121.7,121.6,114.5,107.9,49.3,45.2,26.3,24.5,21.5, 21.2.
由实施例5制备得到的含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂 环化合物(I-5)的核磁共振(1H NMR和13C NMR)检测数据为:
1H NMR(400MHz,CDCl3)δ8.42(d,J=8.9Hz,1H),8.09(s,1H),7.66– 7.59(m,2H),7.53(s,2H),7.31–7.26(m,4H),7.17(t,J=7.7Hz,1H),7.12 (d,J=8.2Hz,2H),6.86(t,J=7.5Hz,1H),6.80(d,J=7.8Hz,1H),6.77(d,J =7.3Hz,1H),3.20(s,3H),2.65(d,J=17.2Hz,1H),2.49(d,J=17.2Hz, 1H),2.35(s,3H),0.99(s,3H).
13C NMR(101MHz,CDCl3)δ194.4,180.0,145.9,144.4,143.6,137.5, 135.1,133.0,131.8,131.5,130.5,129.9,129.7,128.0,127.8,126.929(q,J= 32.3Hz),126.928,124.3(q,J=272.2Hz),122.4(q,J=3.3Hz),122.0,121.8, 121.5,119.9(q,J=4.0Hz),115.1,108.1,49.2,45.3,26.3,24.4,21.6。

Claims (5)

1.一种含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环化合物的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:将钯催化剂、配体、苯-1,3,5-三基三甲酸酯、碱、碘代芳烃类化合物以及邻羟基或邻氨基苯炔类化合物于90~110℃反应20~28小时,反应完全后,后处理得到所述的含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环化合物;
所述的碘代芳烃类化合物的结构如式(II)所示:
所述的邻羟基或邻氨基苯炔类化合物的结构如式(III)所示:
所述的含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环化合物的结构如式(I)所示:
式(I)~(III)中,R1为H,C1~C5烷基,C1~C5烷氧基,三氟甲基,苯基,苄基,噻吩或卤素;
R2为C1~C5烷基或苯基;
R3为C1~C5烷基或苯基;
R4为H,C1~C5烷基,C1~C5烷氧基,三氟甲基、卤素;
R5为噻吩基、取代或者未取代的苯基,所述苯基上的取代基为C1~C5烷基、C1~C5烷氧基;
反应以1,4-二氧六环作为溶剂;
所述的钯催化剂为醋酸钯;
所述的配体为双二苯基膦丙烷;
所述的碱为三乙烯二胺。
2.根据权利要求1所述的含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环化合物的制备方法,其特征在于,R1为H,甲基,三氟甲基,苯基或苄基;
R2为甲基、正丁基或苯基;
R3为甲基、正丁基或苯基。
3.根据权利要求1所述的含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环化合物的制备方法,其特征在于,R4为H,甲基,三氟甲基或Cl;
R5为噻吩基、取代或者未取代的苯基,所述苯基上的取代基为甲基或甲氧基。
4.根据权利要求1所述的含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环化合物的制备方法,其特征在于,以摩尔量计,碘代芳烃类化合物:邻羟基或邻氨基苯炔类化合物:苯-1,3,5-三基三甲酸酯:钯催化剂:配体:碱=1:1.2~1.5:7~8:0.05~0.1:0.05~0.1:2~2.5。
5.根据权利要求1所述的含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环化合物的制备方法,其特征在于,所述的含有吲哚酮和3-酰基苯并呋喃或吲哚结构的杂环化合物为下式所示化合物中的一种:
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"Palladium-Catalyzed Domino Carbopalladation/Carbonylative Cyclization: Synthesis of Heterocycles bearing Oxindoles and 3-Acylbenzofuran/3-Acylindole Moieties";Xu, Ren-Rui et al.,;《Organic Letters》;20220830;第24卷(第35期);第6477-6482页 *
"钯催化Heck环化羰基化反应合成官能化硫酯/酰胺及双杂环化合物";许仁瑞;《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技Ⅰ辑》;20240315(第03期);第B014-118页 *

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