一种2-亚胺吲哚啉螺噻吩衍生物及其合成方法
阅读说明：本技术 一种2-亚胺吲哚啉螺噻吩衍生物及其合成方法 (2-imine indoline spirothiophene derivative and synthetic method thereof ) 是由 余正坤 黄滋龙 于 2019-12-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种2-亚胺吲哚啉螺噻吩衍生物及其合成方法,以3-重氮2-亚胺吲哚、硫羰基氮硫缩烯酮为原料,以乙腈为溶剂,以醋酸铑催化剂,在空气中,经过一步反应得到2-亚胺吲哚啉螺噻吩衍生物。本发明的合成方法具有高原子经济、高选择性、高产率的优势,并且反应条件温和,操作简单安全。本发明2-亚胺吲哚啉螺噻吩衍生物具有一个季碳中心,可以作为重要的化工和医药中间体,在医药化工领域广泛应用,具有很大应用前景。(The invention discloses a 2-imine indoline spirothiophene derivative and a synthesis method thereof, wherein 3-diazo 2-imine indole and thiocarbonyl azothioketene are used as raw materials, acetonitrile is used as a solvent, a rhodium acetate catalyst is used, and the 2-imine indoline spirothiophene derivative is obtained through one-step reaction in the air. The synthesis method has the advantages of high atom economy, high selectivity and high yield, and is mild in reaction conditions, simple and safe in operation. The 2-imine indoline spirothiophene derivative has a quaternary carbon center, can be used as an important chemical and medical intermediate, is widely applied to the field of medical chemical industry, and has a great application prospect.)
技术领域
本发明涉及一种2-亚胺吲哚啉螺噻吩衍生物及其合成方法,以3-重氮2-亚胺吲哚、硫羰基氮硫缩烯酮为原料,经过一步反应得到2-亚胺吲哚啉螺噻吩衍生物。
背景技术
硫是多种生物系统中的重要元素。由于其与蛋白质和其他生物分子的普遍结合能力，含硫有机化合物已被广泛用于药物化学和药物设计中。例如，2011年最常用的200种处方药中，五分之一以上是含硫化合物。另一方面，螺氧杂吲哚支架属于具有生物活性的天然和非天然化合物的大家族，其显示出显着的生物学活性。具有硫元素的螺杂吲哚的含硫杂环化合物已经成为医学界和合成界极有希望的结构基序。
参考文献
[1]Fraústo da Silva,J.R.；Williams,R.J.P.The Biological Chemistry ofthe Elements；Oxford University Press:New York,2001.
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发明内容
本发明的目的在于3-重氮2-亚胺吲哚、硫羰基氮硫缩烯酮经过一步反应得到2-亚胺吲哚啉螺噻吩衍生物。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种2-亚胺吲哚啉螺噻吩衍生物，其分子结构式如下式1所示：
R1选碳原子数为6-18的芳基或取代芳基，所述取代芳基为不同基团分别在邻、间或对单取代的芳基，取代基为氟、氯、溴、碘、甲基、叔丁基、苯基、甲氧基、氰基、乙酰氧基等中的一种；
R2选自甲基、乙基、正丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、烯丙基、苄基、苯基、乙酰基等中的一种；
R3选自氢、氟、氯、溴、碘、甲基、三氟甲基、叔丁基、苯基、甲氧基、氰基、乙酰氧基等中的一种或两种以上，所述分别在邻、间或对取代。
本发明提供一种2-亚胺吲哚啉螺噻吩衍生物的合成方法，以3-重氮2-亚胺吲哚通式2、硫羰基氮硫缩烯酮通式3为原料,以乙腈为溶剂,以醋酸铑催化剂,在空气中,经过一步反应得到2-亚胺吲哚啉螺噻吩衍生物。
反应式中R1、R2、R3定义同上述。
所述催化剂选自氯化铑、醋酸铑、环戊烯基二氯化铑以及一价、二价铜的一种或两种以上；3-重氮2-亚胺吲哚与硫羰基氮硫缩烯酮的摩尔比为1:1-1:4；3-重氮2-亚胺吲哚与催化剂的摩尔比为1:0.01-1:0.5。
反应溶剂为乙腈、苯、甲苯、三氟甲苯、乙酸或丙酮的一种或两种。
反应气氛为空气、氧气、氮气或氩气中的一种或两种以上；反应温度为0-200℃。
进一步地，在上述技术方案中，3-重氮2-亚胺吲哚与催化剂的优选摩尔比为1:0.06。
进一步地，在上述技术方案中，反应温度是25℃。
进一步地，在上述技术方案中，反应溶剂是乙腈。
与已报道的吲哚螺噻吩合成方法相比较，本发明原料易得、操作简便、合成反应条件温和、效率高，且产物具有很好官能团多样性。本发明2-亚胺吲哚啉螺噻吩衍生物具有一个季碳中心,可以作为重要的化工和医药中间体,在医药化工领域广泛应用,具有很大应用前景。
进一步地，在上述技术方案中，优选，3-重氮2-亚胺吲哚、硫羰基氮硫缩烯酮为原料；反应催化剂为醋酸铑；反应溶剂乙腈；3-重氮2-亚胺吲哚、硫羰基氮硫缩烯酮的摩尔比为1:1；最佳反应时间为1-24小时；最佳反应温度是0-120℃。
进一步地，在上述技术方案中，得到的2-亚胺吲哚啉螺噻吩衍生物含有一个手性季碳中心，为外消旋体；是一种杂螺环结构。
总之，本发明以3-重氮2-亚胺吲哚、硫羰基氮硫缩烯酮为原料,以乙腈为溶剂,以醋酸铑催化剂,在空气中,经过一步反应得到2-亚胺吲哚啉螺噻吩衍生物。本发明的合成方法具有高原子经济、高选择性、高产率的优势,并且反应条件温和,操作简单安全。
具体实施方式
本发明从硫羰基氮硫缩烯酮出发，合成2-亚胺吲哚啉螺噻吩1。
通过下述实施例有助于进一步理解本发明，但本发明的内容并不仅限于此。
原料制备文献如下。
参考文献
[1]F.Huang,Z.Q.Liu,Q.N.Wang,J.Lou,Z.K.Yu,Org.Lett.2017,19,3660.
[2]Guorong Sheng,Kai Huang,Shicong Ma,Jing Qian,Ping Lu,YanguangWang,Chem.Commun.2015,51,11056.
实施例1
具体过程为：氮气下称取2a(59.9mg,0.2mmol)、3a(65mg,0.2mmol)、醋酸铑(3mg,0.012mmol)于25mL Schlenk反应瓶中，加入乙腈3mL，在室温下搅拌反应12小时。反应结束后，减压下除去挥发组份，然后用硅胶柱层析分离(洗脱液为石油醚(60-90℃)/乙酸乙酯，v/v＝4:1)，得到白色固体目标产物1a(84mg,收率76％)。目标产物通过核磁共振谱、高分辨质谱得到确认。
化合物表征数据
2-亚胺吲哚啉螺噻吩(1a):白色固体，1H NMR(400MHz,CDCl3)δ7.64(t,J＝11.9Hz,2H),7.61–7.51(m,2H),7.31(d,J＝4.9Hz,3H),7.15(dd,J＝11.6,5.6Hz,2H),7.08–6.89(m,8H),6.77(dd,J＝21.5,13.4Hz,2H),4.68(d,J＝14.2Hz,1H),4.50(d,J＝14.0Hz,1H),3.16(s,3H),2.23(s,J＝12.9Hz,3H).13C NMR(101MHz,CDCl3)δ174.22,165.27,161.48,142.12,141.66,140.66,139.87,134.08,132.94,131.05,129.41,129.03,128.95,128.24,127.43,126.94,126.66,126.54,124.28,122.61,109.81,109.02,65.84,57.44,29.64,21.54.HRMS Calcd forC32H27N3O2S2[M+H]+:550.1623；Found:550.1628.
实施例2
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，溶剂为丙酮。停止反应，经后处理得到目标产物1a(36mg,收率33％)。
实施例3
反应步骤与操作同实施例1，与实施例1不同之处在于，温度为80℃。停止反应，经后处理得到目标产物1a(62mg,收率56％)。
实施例4
反应步骤与操作同实施例1,与实施例1不同之处在于，改变醋酸铑的用量(0.02mmol,6mg)。停止反应，经后处理得到目标产物1a(78mg,收率71％)。
实施例5
反应步骤与操作同实施例1,与实施例1不同之处在于，反应时间为6小时。停止反应，经后处理得到目标产物1a(61mg,收率55％)。
实施例6
反应步骤与操作同实施例1,与实施例1不同之处在于，溶剂为甲醇。停止反应，经后处理得到目标产物1a(50mg,收率45％)。
实施例7
反应步骤与操作同实施例1，反应物换为3b(68mg,0.2mmol)。得到白色固体目标产物1b(82.3mg,收率73％)。目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定得到确认。
实施例8
反应步骤与操作同实施例1，反应物换为3c(68mg,0.2mmol)。得到白色固体目标产物1c(84.5mg,收率75％)。目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定得到确认。
实施例9
反应步骤与操作同实施例1，反应物换为3d(68mg,0.2mmol)。得到白色固体目标产物1d(85.7mg,收率76％)。目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定得到确认。
实施例10
反应步骤与操作同实施例1，反应物换为3e(68mg,0.2mmol)。得到白色固体目标产物1e(86.8mg,收率77％)。目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定得到确认。
实施例11
反应步骤与操作同实施例1，反应物换为3f(68mg,0.2mmol)。得到白色固体目标产物1f(91.3mg,收率81％)。目标产物通过核磁共振谱和高分辨质谱测定得到确认。
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