一種基于酰基自由基的產生制備雙取代氧化吲哚的方法技術

本發明專利技術公開了一種基于酰基自由基的產生制備雙取代氧化吲哚的方法，采用催化劑制得酰基自由基，并用于制備雙取代氧化吲哚。本發明專利技術產生酰基自由基的方法避免了傳統光催化自由基脫羧過程和當量二氧化碳氣體的產生，同時也避免了額外一氧化碳引入過程，采用酰氯一步得到酰基自由基，簡化了反應歷程，提高了原子經濟性；所用酰氯為廉價易得的化工原料，避免了額外合成酰基自由基前體，而且酰氯易溶于常見有機溶劑，反應過程中不用加入N,N?二甲基甲酰胺（DMF）和二甲基亞砜（DMSO）等高沸點溶劑，避免了此類溶劑后處理復雜的問題，提升了該方法的實際應用價值。

【技術實現步驟摘要】
一種基于酰基自由基的產生制備雙取代氧化吲哚的方法
本專利技術涉及一種酰基自由基產生方法，具體涉及一種采用催化劑制得酰基自由基，并用于制備雙取代氧化吲哚。
技術介紹
酰基自由基作為一類有用的結構單元，可以用于雜環化合物中功能化碳碳鍵的構建，但與烷基和烯丙基自由基相比，酰基自由基由于具有強親核性和嚴苛的制備條件使其發展受到了很大限制。目前，簡潔、高效的酰基自由基產生方法受到了化學家的廣泛關注。醛自發氧化生成酰基自由基的方法是一類具有高原子經濟性的酰基自由基產生方法，該方法不需要額外加入其他試劑，只需通過醛自發反應便可得到酰基自由基，但該方法反應效率低，所需時間較長，一般需要3-6天。光催化反應是一類高效、綠色、可持續的催化反應模式，與常規的酰基自由基產生方法相比，光催化反應可以憑借其特殊的反應機理高效產生酰基自由基。光催化產生酰基自由基的方法主要有：α-酮酸的脫羧化、酸酐的脫羧化和羧酸的脫羧插羰化。在α-酮酸的脫羧化、酸酐的脫羧化反應中，都需要脫除一分子二氧化碳才能得到酰基自由基，而且部分底物需要額外合成，限制了反應在實際應用中的價值。在羧酸的脫羧插羰化反應中，羧酸無法直接形成酰基自由基，必須在脫除一分子二氧化碳后，向反應體系中加入一分子一氧化碳才能實現酰基自由基的產生，缺乏原子經濟性。除此之外，α-酮酸的脫羧化、酸酐的脫羧化和羧酸的脫羧插羰化在反應中多采用二甲基亞砜、N,N-二甲基甲酰胺等高沸點溶劑，這一類溶劑必須在反應結束后經過反復水洗才能除去，使反應的后處理變得復雜。
技術實現思路
本專利技術提供了一種基于酰基自由基的產生制備雙取代氧化吲哚的方法，采用酰氯一步得到酰基自由基，提高了原子的經濟型。本專利技術的目的通過以下技術方案來具體實現的：一種基于酰基自由基的產生制備雙取代氧化吲哚的方法，采用催化劑制得酰基自由基，并用于制備雙取代氧化吲哚。進一步的，具體包括如下步驟：（1）將催化劑、N-取代酰胺和溶劑加入反應器，液氮冷卻脫氣后充入氬氣，反復操作三次保證反應體系處于惰性氣體環境；（2）將堿、酰氯加入步驟（1）氬氣保護的反應器中，在光照射下反應；（3）待步驟（2）反應完后，蒸干溶劑，加水和乙酸乙酯對剩余物進行萃取，經分離處理后得到雙取代氧化吲哚。更進一步的，所述步驟（2）中的反應在10～35℃進行，反應時間為6～18h，光照射的光源為25W藍光LED光帶。更進一步的，所述步驟（1）中的催化劑為光催化劑，選自包括fac-Ir(PPy)3、[Ir(ppy)2(dtbbpy)]PF6、[Ir{dF(CF3)ppy}2(dtbbpy)]PF6、Ru(phen)3Cl2、Ru(bpy)3Cl2?6H2O、Cu(dap)2Cl、EosinY中的一種，催化劑的用量占N-取代酰胺摩爾數的1～2%。更進一步的，所述步驟（1）中N-取代酰胺的用量為0.05～0.2mmol，具有通式：式（A）中R1、R2、R3、R4、R5基團可以是相同或不同的，包括氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基、芳基，所述鹵素原子優選包括氟原子、氯原子、溴原子，所述烷基優選包括甲基、乙基、叔丁基，所述烷氧基優選包括甲氧基、乙氧基，所述芳基優選包括苯基；式（A）中R6基團包括烷基、芳基和酰基，所述烷基優選包括甲基、乙基，所述芳基優選包括芐基、苯基，所述酰基優選包括乙酰基。更進一步的，所述步驟（1）中溶劑的用量為2～6mL，包括乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、乙酸乙酯、四氫呋喃、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、三氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯中的一種，優選為乙腈、丙酮、乙酸乙酯和1,2-二氯乙烷。更進一步的，所述步驟（2）中堿的用量為0.1～0.3mmol，包括甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶、三乙胺、N,N-二異丙基乙胺、三乙烯二胺、4-二甲氨基吡啶、1,8-二氮雜二環十一碳-7-烯、磷酸氫二鈉、碳酸鈉、碳酸銫中的一種，優選為甲基吡啶、2,6-二甲基吡啶、三乙胺、磷酸氫二鈉和碳酸鈉。更進一步的，所述步驟（2）中酰氯的用量為0.05～0.2mmol，具有通式：或式（B）中R7、R8、R9、R10、R11基團可以是相同或不同的，包括氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基和芳基，所述鹵素原子優選包括氟原子、氯原子、溴原子，所述烷基優選包括甲基、三氟甲基、乙基、異丙基、叔丁基，所述烷氧基優選包括甲氧基、乙氧基，所述芳基優選包括苯基；式（C）中R12、R13、R14基團可以是相同或不同的，包括氫原子、鹵素原子、烷基和烷氧基，X為硫原子或氧原子，所述鹵素原子優選包括氟原子、氯原子、溴原子，所述烷基優選包括甲基、三氟甲基、乙基、異丙基、叔丁基，所述烷氧基優選包括甲氧基、乙氧基。更進一步的，所述步驟（3）中的雙取代氧化吲哚具有通式：或式（D）和式（E）中R2、R3、R4、R5基團可以是相同或不同的，包括氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基、芳基，所述鹵素原子優選包括氟原子、氯原子、溴原子，所述烷基優選包括甲基、乙基、叔丁基，所述烷氧基優選包括甲氧基、乙氧基，所述芳基優選包括苯基；式（D）和式（E）中R6基團包括烷基、芳基和酰基，所述烷基優選包括甲基、乙基，所述芳基優選包括芐基、苯基，所述酰基優選包括乙酰基；式（D）中R7、R8、R9、R10、R11基團可以是相同或不同的，包括氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基和芳基，所述鹵素原子優選包括氟原子、氯原子、溴原子，所述烷基優選包括甲基、三氟甲基、乙基、異丙基、叔丁基，所述烷氧基優選包括甲氧基、乙氧基，所述芳基優選包括苯基；式（E）中R12、R13、R14基團可以是相同或不同的，包括氫原子、鹵素原子、烷基和烷氧基，X為硫原子或氧原子，所述鹵素原子優選包括氟原子、氯原子、溴原子，所述烷基優選包括甲基、三氟甲基、乙基、異丙基、叔丁基，所述烷氧基優選包括甲氧基、乙氧基。本專利技術依據的技術原理為：如上式所示，本專利技術中光催化劑在光激發下躍遷至激發態，進行單電子轉移過程還原酰氯，酰氯失去氯離子形成酰基自由基。酰基自由基與N-取代酰胺發生自由基環化反應，生成雙取代氧化吲哚。本專利技術的有益效果為：（1）本專利技術所提供的產生酰基自由基的方法避免了傳統光催化自由基脫羧過程和當量二氧化碳氣體的產生，同時也避免了額外一氧化碳引入過程，采用酰氯一步得到酰基自由基，簡化了反應歷程，提高了原子經濟性；（2）本專利技術所用酰氯為廉價易得的化工原料，避免了額外合成酰基自由基前體，而且酰氯易溶于常見有機溶劑，反應過程中不用加入N,N-二甲基甲酰胺（DMF）和二甲基亞砜（DMSO）等高沸點溶劑，避免了此類溶劑后處理復雜的問題，提升了該方法的實際應用價值；（3）本專利技術具有廣泛的應用價值，可以經濟、高效的合成雙取代氧化吲哚，該類化合物是一種用途廣泛的醫藥化工中間體，有很高的科研和應用價值。附圖說明圖1為本專利技術酰基自由基驗證中苯甲酰氯的電位圖，橫坐標為電位值（V），縱坐標為電流值（A）；圖2為本專利技術實施例1的1HNMR譜圖；圖3為本專利技術實施例1的13CNMR譜圖；圖4為本專利技術實施例2的1HNMR譜圖；圖5為本專利技術實施例2的13CNMR譜圖；圖6為本專利技術實施例3的1HNMR譜圖；圖7為本專利技術實施例3的13CNMR譜圖；圖8為本專利技術實施例4的1HNMR譜圖；圖9為本專利技術實施例4的13CNMR譜圖；圖10為本專利技術實施例5本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于酰基自由基的產生制備雙取代氧化吲哚的方法，其特征在于，采用催化劑制得酰基自由基，并用于制備雙取代氧化吲哚。

【技術特征摘要】
1.一種基于酰基自由基的產生制備雙取代氧化吲哚的方法，其特征在于，采用催化劑制得酰基自由基，并用于制備雙取代氧化吲哚。2.根據權利要求1所述的基于酰基自由基的產生制備雙取代氧化吲哚的方法，其特征在于，具體包括如下步驟：（1）將催化劑、N-取代酰胺和溶劑加入反應器，液氮冷卻脫氣后充入氬氣，反復操作三次保證反應體系處于惰性氣體環境；（2）將堿、酰氯加入步驟（1）氬氣保護的反應器中，在光照射下反應；（3）待步驟（2）反應完后，蒸干溶劑，加水和乙酸乙酯對剩余物進行萃取，經分離處理后得到雙取代氧化吲哚。3.根據權利要求2所述的基于酰基自由基的產生制備雙取代氧化吲哚的方法，其特征在于，所述步驟（2）中的反應在10～35℃進行，反應時間為6～18h，光照射的光源為25W藍光LED光帶。4.根據權利要求2所述的基于酰基自由基的產生制備雙取代氧化吲哚的方法，其特征在于，所述步驟（1）中的催化劑為光催化劑，選自包括fac-Ir(PPy)3、[Ir(ppy)2(dtbbpy)]PF6、[Ir{dF(CF3)ppy}2(dtbbpy)]PF6、Ru(phen)3Cl2、Ru(bpy)3Cl2?6H2O、Cu(dap)2Cl、EosinY中的一種，催化劑的用量占N-取代酰胺摩爾數的1～2%。5.根據權利要求2所述的基于酰基自由基的產生制備雙取代氧化吲哚的方法，其特征在于，所述步驟（1）中的N-取代酰胺的用量為0.05～0.2mmol，具有通式：式（A）中R1、R2、R3、R4、R5基團可以是相同或不同的，包括氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基、芳基，所述鹵素原子優選包括氟原子、氯原子、溴原子，所述烷基優選包括甲基、乙基、叔丁基，所述烷氧基優選包括甲氧基、乙氧基，所述芳基優選包括苯基；式（A）中R6基團包括烷基、芳基和酰基，所述烷基優選包括甲基、乙基，所述芳基優選包括芐基、苯基，所述酰基優選包括乙酰基。6.根據權利要求2所述的基于酰基自由基的產生制備雙取代氧化吲哚的方法，其特征在于，所述步驟（1）中溶劑的用量為2～6mL，包括乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、乙酸乙酯、四氫呋喃、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、三氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯中的一種，優選為乙腈、丙酮、乙酸乙酯和1,2-二氯乙烷。7.根據權利要求2所述的基于酰基自由基的產生制備雙取代氧化吲哚的方...

【專利技術屬性】
技術研發人員：許鵬飛，徐士茗，魯鴻，徐國強，陳建強，胡秀琴，李晨光，
申請(專利權)人：蘭州大學，
類型：發明
國別省市：甘肅,62