一种可见光介导的合成含吲哚骨架的烯丙醇类化合物的方法
阅读说明：本技术 一种可见光介导的合成含吲哚骨架的烯丙醇类化合物的方法 (Visible light mediated method for synthesizing allyl alcohol compound containing indole skeleton ) 是由 吕健 王满 宋然 司雯 于 2021-01-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种属于有机合成领域,涉及一种可见光介导的合成含吲哚骨架的烯丙醇类化合物的方法。所述方法为：于惰性气体氛围下,向反应器中依次加入β-吲哚-羰基化合物、碱、光催化剂、溶剂和添加剂,在456nm LEDs(10w)光源照射下,一定温度下搅拌至反应完毕,可得到含吲哚骨架的烯丙醇类化合物。本发明合成方法具有收率高、原子经济性好、催化剂用量低、底物适用面广、反应条件温和及后处理方便等优点。其反应方程式如下：(The invention discloses a method for synthesizing an allyl alcohol compound containing an indole skeleton under the mediation of visible light, belonging to the field of organic synthesis. The method comprises the following steps: under the inert gas atmosphere, adding beta-indole-carbonyl compound, alkali, photocatalyst, solvent and additive into a reactor in turn, and stirring at a certain temperature under the irradiation of 456nm LEDs (10w) light source until the reaction is finished to obtain the allyl alcohol compound containing indole skeleton. The synthetic method has the advantages of high yield, good atom economy, low catalyst consumption, wide substrate application range, mild reaction conditions, convenient post-treatment and the like. The reaction equation is as follows:)
技术领域
本发明公开了属于有机合成技术领域的一种可见光介导的合成含吲哚骨架的烯丙醇类化合物的方法。
背景技术
可见光介导的光催化反应作为一种高效、绿色的有机合成手段，近些年来得到大力发展，已成为有机合成中的一种具有巨大潜力的技术手段。[Chem. Soc.Rev.2011,40,102–113；Chem.Rev.2013,113,5322–5363.]
烯丙醇类化合物是一种十分重要的有机合成中间体，可以作为烯丙基化试剂进行烯丙基化反应或用以制备对应的氨基化合物等。目前多数采用亲核试剂对羰基进行亲核加成反应或对α,β-不饱和羰基化合物进行选择性还原等方法制备烯丙醇化合物。上述策略往往需要当量的添加剂，并且原子经济性差。因此，寻找一种高原子经济性且适用性广的构建烯丙醇类化合物的方法就显得尤为重要了。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的烯丙醇类化合物合成方法中存在的原子经济性低、添加剂用量多等问题，提供了一种高效、高原子经济性的可见光介导的合成含吲哚骨架的烯丙醇类化合物的方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种可见光介导下的合成式(I)所示的烯丙醇类化合物的制备方法。
其中，R1、R2均为选自饱和烷基、取代烷基、芳基、取代芳基、杂环芳基、酯基中的任意一种；
R3选自氢原子、卤素原子、饱和烷基、取代烷基、芳基、取代芳基、酯基、氰基、硝基、烷氧基中的任意一种；
所述芳基为苯基、噻吩基、呋喃基、吡咯基或萘基；
所述取代烷基、取代芳基的取代基为卤素原子、饱和烷基、芳基、酯基、氰基、硝基、烷氧基中的任意一种；
于惰性气体氛围下，向反应器中依次加入β-吲哚-羰基化合物、光催化剂、碱、添加剂和溶剂，在456nm LEDs(10w)光源照射下及一定温度下搅拌至反应完毕；旋转蒸发仪浓缩滤液得到的粗产品，柱层析分离得到产品；其化学过程见反应式II：
所述光催化剂选自曙红Y、Ir(ppy)3、Ir(ppy)2(dtbbpy)PF6、 Ir[(df(CF3)ppy)2(dtbpy)]+PF6 -、10-甲基-9-均三甲苯基吖啶高氯酸盐及 Ru(bpy)3.Cl2.6H2O中的任意一种。
所述碱选自二异丙基乙胺、三乙烯二胺(DABCO)、奎宁、1-氮杂双环 [2.2.2]辛烷、碳酸钠中的任意一种。
所述添加剂选自水、甲醇、乙醇及异丙醇中的任意一种。
所述溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、1,2-二氯乙烷、四氢呋喃、四氢吡喃、甲苯、乙腈、1,4-二氧六环、乙二醇二甲醚中的任意一种。
所述β-吲哚-羰基化合物、光催化剂、碱及添加剂的摩尔比为 1.0:(0.005-0.02):(0-1.0):(0-20.0)。
反应时间为6-48h。
反应温度为0-60℃。
在反应后用石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂进行柱层析分离。
本发明的有益效果为：本发明提供的可见光介导的合成含吲哚骨架的烯丙醇类化合物的方法科学合理，相较于传统方法，具有如下显著优点：
(1)所用光催化剂及添加剂用量低，催化效率高；
(2)产品收率高，原子经济性好；
(3)反应操作简单，条件温和，产物易于分离，适合大规模生产；
(4)底物适用面广，可对含吲哚骨架的烯丙醇类化合物进行多样化合成。
附图说明
图1为实施例1制备的化合物(2a)的NMR图谱；
图2为实施例2制备的化合物(2b)的NMR图谱；
图3为实施例3制备的化合物(2c)的NMR图谱；
图4为实施例4制备的化合物(2d)的NMR图谱；
图5为实施例5制备的化合物(2e)的NMR图谱。
具体实施方式
在本文中通过具体实施例对本发明的方法进行说明，但本发明并不局限于此，在本发明的技术构思范围内，进行任何的修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。
实施例1：
反应方程式如下：
将化合物1a(5mmol)、DABCO(2mmol)、Ir(ppy)2(dtbbpy)PF6(0.05mmol 和H2O(50mmol)于惰性气体氛围下依次加入反应器中，加入无水四氢呋喃50 毫升后进行脱气，在456nm LEDs(10w)光源照射下于室温反应12小时。反应完成后，旋干反应溶剂，用石油醚和乙酸乙酯的体积比3:1的混合溶剂柱层析，得到纯2a。2a的产率为72％，Z/E为3.33：1
2a的核磁数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.35(s,1H),8.20(s,0.3H),7.59(d,J＝2.0 Hz,1.3H),7.44–7.43(m,0.6H),7.40–7.35(m,4.2H),7.29–7.28(m,3H),7.21(d, J＝7.5Hz,0.3H),7.17(d,J＝7.0Hz,1H),7.11(d,J＝7.0Hz,0.3H),6.98–6.93(m, 2H),6.88(d,J＝2.5Hz,0.3H),6.15(d,J＝10.0Hz,0.3H),6.00(d,J＝9.5Hz,1H), 5.01(d,J＝9.0Hz,0.3H),4.78(d,J＝9.5Hz,0.3H),3.82(s,0.9H),3.81(s,3H), 3.04(s,1H),2.97(s,0.3H)ppm.
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ175.1,174.8,141.9,141.3,141.1,139.3,136.8,136.2,129.9,128.2,128.1,128.0,127.8,127.8,127.1,125.7,125.6,124.0,122.6,122.4,120.9,120.7,120.6,120.5,120.0,118.7,113.5,111.4,111.1,69.0,68.9,52.9ppm.
实施例2
反应方程式如下：
将化合物1b(5mmol)、DABCO(2mmol)、Ir(ppy)2(dtbbpy)PF6(0.05 mmol和H2O(50mmol)于惰性气体氛围下依次加入反应器中，加入无水四氢呋喃50毫升后进行脱气，在456nm LEDs(10w)光源照射下于室温反应36小时。反应完成后，旋干反应溶剂，用石油醚和乙酸乙酯的体积比3:1的混合溶剂柱层析，得到纯2b。2b的产率为75％，Z/E为4.00：1
2b的核磁数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.27(s,1H),8.12(s,0.25H),7.50(d,J＝1.5 Hz,1H),7.45–7.42(m,0.75H),7.39–7.38(m,2.75H),7.29–7.28(m,4H),7.24(s, 0.25H),7.02(d,J＝8.5Hz,0.25H),6.99(d,J＝8.5Hz,1H),6.79(m,1.25H),6.15 (d,J＝10.0Hz,0.25H),6.00(d,J＝9.5Hz,1H),4.99(dd,J＝4.5Hz,J＝9.0Hz, 1H),4.78(dd,J＝4.5Hz,J＝9.5Hz,0.25H),3.82(s,0.75H),3.80(s,3H),3.05(d,J ＝4.5Hz,1H),3.00(d,J＝5.0Hz,0.25H),2.42(s,0.75H),2.27(s,3H)ppm.
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ174.5,174.4,140.7,140.6,138.9,134.0, 129.4,128.7,127.7,127.6,127.5,127.3,126.9,125.6,125.3,123.7,123.5,119.9, 119.7,117.6,112.4,110.6,110.3,68.5,52.4,21.2,21.0ppm.
实施例3
反应方程式如下：
将化合物1c(5mmol)、DABCO(2mmol)、Ir(ppy)2(dtbbpy)PF6(0.05mmol 和H2O(50mmol)于惰性气体氛围下依次加入反应器中，加入无水四氢呋喃50 毫升后进行脱气，在456nm LEDs(10w)光源照射下于室温反应12小时。反应完成后，旋干反应溶剂，用石油醚和乙酸乙酯的体积比3:1的混合溶剂柱层析，得到纯2c。2c的产率为81％，Z/E为15.00：1。
2c的核磁数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.55(s,1H),7.65(s,1H),7.35–7.29(m,6H), 6.92(d,J＝7.5Hz,1H),6.82(t,J＝7.0Hz,1H),6.02(d,J＝9.5Hz,1H),4.97(d,J ＝9.0Hz,1H),3.81(s,3H),3.64(s,0.20H),3.11(s,1H)ppm.
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ174.6,140.9,140.5,135.0,129.8,128.3, 128.2,127.8,126.1,124.7,124.7,121.2,120.1,114.7,104.7,68.9,53.0ppm.
实施例4
反应方程式如下：
将化合物1d(5mmol)、DABCO(2mmol)、Ir(ppy)2(dtbbpy)PF6(0.05 mmol和H2O(50mmol)于惰性气体氛围下依次加入反应器中，加入无水四氢呋喃50毫升后进行脱气，在456nm LEDs(10w)光源照射下于室温反应12小时。反应完成后，旋干反应溶剂，用石油醚和乙酸乙酯的体积比3:1的混合溶剂柱层析，得到纯2d。2d的产率为75％，Z/E为10.00：1。
2d的核磁数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.42(s,1H),8.28(s,0.1H),7.58(d,J＝2.0 Hz,1H),7.39(s,1H),7.37–7.36(m,0.4H),7.28–7.22(m,4H),7.06(d,J＝9.0Hz, 0.1H),6.93(d,J＝8.5Hz,1H),6.89(d,J＝2.0Hz,0.1H),6.84(d,J＝8.5Hz,1H), 6.08(d,J＝10.0Hz,0.1H),5.98(d,J＝9.5Hz,1H),4.96(d,J＝9.0Hz,1H),4.74(d, J＝9.5Hz,0.1H),3.84(s,0.3H),3.82(s,3H),3.13(s,1H)ppm.
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ174.5,139.4,139.4,136.6,134.1,131.2, 129.0,128.5,126.3,125.5,124.7,121.6,120.9,113.1,111.2,68.8,53.1ppm.
实施例5
反应方程式如下：
将化合物1e(5mmol)、DABCO(2mmol)、Ir(ppy)2(dtbbpy)PF6(0.05 mmol和H2O(50mmol)于惰性气体氛围下依次加入反应器中，加入无水四氢呋喃50毫升后进行脱气，在456nm LEDs(10w)光源照射下于室温反应12小时。反应完成后，旋干反应溶剂，用石油醚和乙酸乙酯的体积比3:1的混合溶剂柱层析，得到纯2e。2e的产率为65％，Z/E为6.56：1。
2e的核磁数据如下：
1H NMR(500MHz,CDCl3)δ8.40(s,1H),8.29(s,0.22H),7.51(s,0.22H), 7.48(s,1H),7.40(s,1H),7.35(s,0.22H),7.33–7.31(m,0.44H),7.19(d,J＝5.0Hz, 1H),7.10(d,J＝8.5Hz,1H),7.07–7.03(m,2H),6.99–6.98(m,1.22H),6.09(d,J ＝9.5Hz,1H),6.02(d,J＝9.5Hz,0.22H),4.98(d,J＝9.5Hz,0.22H),4.90(d,J＝ 9.5Hz,1H),3.86(s,0.66H),3.79(s,3H),3.09(s,1H)ppm.
13C NMR(125MHz,CDCl3)δ174.6,142.6,139.1,137.0,136.4,136.0, 134.7,129.5,128.4,126.2,125.7,125.6,125.4,125.3,125.3,124.0,123.5,121.6, 121.4,121.1,120.8,113.5,111.3,111.1,68.8,68.7,53.1,53.0ppm.
由上述实例可以看出，按照本发明所述的利用可见光介导合成含吲哚骨架的烯丙醇类化合物的方法，可在温和条件下，以较高的原子经济性和产率获得多样化的产物。