[發明專利]一種N-羥基鄰苯二甲酰亞胺催化的空氣氧化制備吲哚類化合物的方法

在審

• 申請號: 202010781527.8
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111909074A
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 駱鈞飛;王威霖;陳衛東
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: C07D209/08
• 分類號: C07D209/08;C07D401/06;B01J31/02
• 代理公司: 暫無信息
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本發明公開了一種非過渡金屬催化的空氣氧化制備吲哚類化合物的方法。該方法使用廉價的N?羥基鄰苯二甲酰亞胺作為催化劑，以空氣作為氧化劑，在有機溶劑中進行吲哚啉化合物的氧化，實現吲哚類化合物的合成。本發明方法反應操作簡單，反應成本低，產率高，具有條件溫和，無重金屬污染等優點。

技術領域

本發明屬于有機合成技術領域，具體涉及一種氧化制備吲哚類化合物的方法。

背景技術

吲哚類化合物廣泛存在于具有生物活性的天然產物中，是自然界中最為豐富的雜環化合物之一。1866年，德國有機化學家Adolf von Baeyer首次通過人工方法合成了吲哚，隨后證實了吲哚的化學結構。最初，吲哚類雜環化合物的合成與應用并沒有得到廣泛關注。直到19世紀50年代，科學家發現一些具有重要生理活性的物質均含有吲哚環結構。此后，以吲哚為母核的天然產物全合成以及生物活性測試等方面的研究得到深入開展并取得了重大成果。經過幾十年的發展，已有超過4000種天然產物被鑒定具有吲哚環結構，而且吲哚類化合物在化工、材料、農藥等領域的應用也越來越廣。尤其在生物醫藥方面，吲哚類衍生物具有結構多樣性的特點，是生物活性分子和先導化合物的重要來源。比如廣泛存在于哺乳動物組織作為神經遞質的Serotonin(5-羥色胺)和依賴性蛋白激酶抑制劑Paullone均屬于吲哚類衍生物。另外，常見的非甾體類抗炎藥Indometacin(吲哚美辛)、5-羥色胺5-HT3受體拮抗劑Ramosetron(雷莫司瓊)、具有抗炎和鎮痛作用的Etodolac(依托度酸)以及降膽固醇藥物Fluvastatin(氟伐他汀)也都以吲哚環為構建母核。

式1典型的吲哚類化合物

通常情況下，吲哚化合物可以在酸性條件下由醛或酮和芳基聯氨出發的環化生成，該方法由赫爾曼·埃米爾·費歇爾在1883年發現。反應存在明顯不足：(1)強酸的使用，強酸性的條件還會導致低的官能團耐受性，在實際應用時對設備的腐蝕性很強，同時會產生大量難以處理、易對環境造成危害的廢液。(2)芳基聯氨存在一定的毒性，因此對操作提出比較高的要求。以上這些缺陷限制了這種方法在合成化學領域的應用，所以探尋更加高效、綠色的合成吲哚化合物的新方法是非常有必要的。

式2傳統吲哚化合物的制備方法

近幾年來過渡金屬催化的C-H鍵活化反應為C-C鍵及C-雜原子鍵的構建提供了快速有效的新途徑，其也被應用于吲哚化合物的制備中。1991年，R.C.Larock首先報道了在鈀催化下由2-碘苯胺和取代炔烴作用合成吲哚的反應，在之后的幾年中Larock的團隊又對此反應的應用范圍進行了進一步的擴展。盡管過渡金屬催化Larock合成反應為制備吲哚類化合物的提供了高效的途徑，但是已報道的方法依然存在以下不足：(1)貴金屬催化劑價格昂貴；(2)當量的堿及其他添加劑的使用會導致過量廢棄物生成；(3)該反應使用碘代芳烴作為反應原料，需要對反應底物的C-H鍵進行預官能化，因此顯著降低的反應的原子經濟性和步驟經濟性。

式3過渡金屬催化的吲哚合成法

綜上所述，目前人們已經出一些吲哚化合物的合成方法，但均存在明顯的不足。因此，開發新的合成策略，從便宜易得的原料出發，實現吲哚類化合物的高效合成具有重要的研究價值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，針對現有技術的不足，提供一種經濟、綠色的吲哚類化合物的制備方法。該方法使用廉價的N-羥基鄰苯二甲酰亞胺作為催化劑，以空氣作為氧化劑，在有機溶劑中對吲哚啉化合物進行脫氫氧化，得到吲哚類化合物。本發明方法反應操作簡單，反應成本低，產率高，具有條件溫和，無重金屬污染等優點。

本發明提供的一種吲哚啉出發，經空氣氧化制備吲哚類化合物的方法，包括如下步驟：