[發明專利]一種鐵催化的氰烷基吲哚啉及其制備方法

有效

• 申請號: 201810243046.4
• 申請日: 2018-03-23
• 公開（公告）號: CN108440373B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 梁德強;王寶玲;李維莉;馬銀海
• 申請（專利權）人: 昆明學院
• 主分類號: C07D209/26
• 分類號: C07D209/26;C07D471/04;C07D209/18
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發明屬于化學材料技術領域，公開了一種鐵催化的氰烷基吲哚啉及其制備方法，以非活化雙鍵作為自由基受體的N?烯丙基苯胺衍生物exo選擇性的氰異丙基化芳基化反應，通過該反應可以一步合成帶有三級腈結構的2?位未取代3?氰烷基吲哚啉。本發明首例鐵催化的AIBN介導的氰烷基化反應，反應中無需加入任何的銅鹽、氧化劑、堿或其它添加劑；反應呈現高度的exo選擇性，該選擇性以及鐵鹽不尋常的催化活性，可能與鐵催化劑在自由基和底物之間的金屬橋連作用有關。

技術領域

本發明屬于化學材料技術領域，尤其涉及一種鐵催化的氰烷基吲哚啉及其制備方法。

背景技術

目前，業內常用的現有技術是這樣的：

吲哚化學中，吲哚啉結構要比其它相關吲哚骨架(如氧化吲哚)難合成。氧化吲哚的合成方法很多，因為它既可以通過靛紅或其它相關衍生物的衍生化反應得到，也可以通過近年發展的N-芳基丙烯酰胺化學合成。相反，吲哚啉骨架的構建主要依賴于吲哚的去芳香化反應，從無環原料合成的方法則很少。或者，吲哚啉也可以通過氧化吲哚的還原反應得到，但該反應需要苛刻的反應條件，因而存在嚴重的官能團不耐受問題。然而，吲哚啉和氧化吲哚和芳香吲哚一樣，也是廣泛存在于天然產物和藥物分子中的重要結構單元，它的合成也需要化學家投入更多的發明精力。另一方面，過去的十多年里，活化烯烴的雙官能團化反應已被證明是快速構建多官能團化分子的強有力工具，而非活化烯烴的雙官能團化反應的發明則相對少得多。

腈類化合物越來越多地被用于材料科學、藥物工業和有機合成中，人們也投入了大量的努力去合成含有氰基官能團的吲哚衍生物。該領域中，大量的合成3-氰烷基氧化吲哚的方法被開發，靛紅或其它氧化吲哚衍生物，以及開鏈的N-芳基丙烯酰胺(反應式1a2)都可以作為合成起始原料。相反，3-氰烷基吲哚啉的合成最近才被實現。去年，Brasholz課題組報道了一個光誘導的3-(2-碘乙基)吲哚與丙烯腈的自由基去芳香化環化反應，利用該反應可以得到4a-氰烷基六氫咔唑(反應式1b)。去芳香化環化反應可以一步構建具有多個手性中性的吲哚啉生物堿或擬生物堿化合物，但該策略只能用于合成2-取代的吲哚啉衍生物，且需要復雜制備的底物，非對映選擇性也經常不高。更早些時候，劉國生課題組報道了多用途的Ph(OAc)₂/PhI(O₂Ct-Bu)₂/AgF體系，使用該體系，作為活化烯烴的N-芳基丙烯酰胺，和作為非活化烯烴的N-烯丙基苯胺，都可以與乙腈發生氰烷基化/環化串聯反應，分別生成含氰基的氧化吲哚和吲哚啉(反應式1c)。乙腈溶劑是理想的氰烷基化試劑，但為了活化它的C-H鍵，需要使用貴金屬鈀催化劑、過當量的AgF，和一個高碘試劑。此外，這類極性反應對腈分子中的空間位阻敏感，使用該方法不能將二級和三級腈結構片段引入到吲哚啉體系中。因此，雖然Brasholz和劉國生在該領域都做出了巨大貢獻，但簡單、經濟，無需使用貴金屬的3-氰烷基吲哚啉的合成方法仍亟待研究。

偶氮二異丁腈(AIBN)是高分子化學和自由基有機反應中使用最廣泛的自由基引發劑之一。傳統上AIBN只是用來引發自由基鏈式反應，自身并不參與到反應當中，因為AIBN熱分解得到的異丁腈自由基空間位阻過大通常被認為沒有反應活性。不過，過去的幾年見證了AIBN作為三級腈源的強大能力，使用它可以構建α-位為氰基的四級碳原子中心。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種鐵催化的氰烷基吲哚啉及其制備方法。本發明的發明人長期對吲哚化學和生物活性分子分析，受到這些進展的啟發，推測若在將AIBN作為三級腈源的同時，將N-烯丙基酰胺的非活化烯烴部分作為自由基受體，可以開發一個制備2-位未取代3-氰烷基吲哚啉的腈烷基化/環化串聯反應。

該反應可以解決上述存在的問題和挑戰。