[发明专利]2-全氟烷基吲哚类化合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于吲哚类化合物合成技术领域，特别涉及2-全氟烷基吲哚类化合物及其以吲哚类衍生物与全氟碘代烷反应的制备方法和应用。

背景技术

全氟烷基化反应是一类重要的有机氟化学反应。随着全氟烷基化合物在生物医学，农学和材料科学等领域越来越广泛的应用，探索有效的方法将全氟烷基基团引入到有机化合物分子中，一直以来都是有机化学研究的热点方向。虽然在一些领域的应用上，例如材料科学，全氟烷基化合物的性质要优于三氟甲基衍生物，但是相比于三氟甲基化反应，全氟烷基化反应却相对较少，尤其是在芳香环和芳香杂环上。吲哚是一类重要的芳香杂环化合物，其骨架广泛存在于天然产物和生物活性分子中，是一类重要的有机中间体。例如β-吲哚乙酸，是一类重要的天然植物生长素，在细胞分裂和分化、果实发育等过程中发挥了作用。如果能够选择性地将含氟基团引入吲哚分子中，不仅可以显著地改善其生物活性，而且还可以增强其稳定性和脂溶性，从而有助于吲哚类药物分子在生物体内的吸收、传递和扩散，同时，全氟烷基基团的引入，还可以增加其在生物材料科学和农药科学领域的应用，因而具有重要的潜在利用价值。然而，吲哚的全氟烷基化反应却非常少。

目前只有两类反应构建这种骨架结构：（1）间接合成多步反应构建吲哚环，这类方法需要多步反应，增加了化学药品的消耗，并不绿色环保、高效；（2）直接合成，这类方法要么条件苛刻，要么需要大量的氧化剂，而且底物范围狭窄，限制了其广泛的应用。因此，研究一种高效直接且温和的新方法实现吲哚的全氟烷基化很有必要。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种以吲哚及其衍生物与全氟碘代烷反应合成2-全氟烷基吲哚类化合物的制备方法。

本发明另一目的在于提供上述方法制备的2-全氟烷基吲哚类化合物。

本发明再一目的在于提供上述制备方法在合成含氟化合物中的应用。

本发明的目的通过下述方案实现：

一种2-全氟烷基吲哚类化合物的制备方法，该方法利用吲哚/吲哚衍生物与全氟碘代烷反应，合成得到2-全氟烷基吲哚类化合物。

上述制备方法通过以下步骤实现：

吲哚/吲哚衍生物与全氟碘代烷在促进剂和联吡啶作用下加热反应，得到2-全氟烷基吲哚类化合物。

所述的促进剂为氧化亚铜和亚铜盐中的至少一种，优选为氧化亚铜。

所用全氟碘代烷与吲哚/吲哚衍生物的摩尔比为1.2:1～2:1；

所用促进剂与吲哚/吲哚衍生物的摩尔比为0.25:1～1:1；

所用联吡啶与吲哚/吲哚衍生物的摩尔比为0.1:1～0.4:1。

所述加热反应指在40～80℃下，反应24～48h，优选为在80℃下反应24h。

优选地，上述反应在有机溶剂体系中进行，优选为DMF溶剂体系中进行。

优选地，所用DMF与吲哚/吲哚衍生物的摩尔比为26:1～104:1。

本发明制备方法中，所述吲哚/吲哚衍生物具有结构式（Ⅰ）所述结构：

其中，R₁为氢、烷基、羟烷基或酯烷基，所述烷基、羟烷基、酯烷基为各自具有含1至6个碳原子的直链或支链饱和单价烃链；R₂、R₃各自为氢或烷基，所述烷基为含1至6个碳原子的直链或支链饱和单价烃链。

本发明制备方法中，所述的吲哚/吲哚衍生物选用范围广，可选用吲哚衍生物的任意一种，即可实现2位的取代。

本发明制备方法中，所述全氟碘代烷结构式可表示为C_nF_2n+1I，n为2≤n≤6的正整数。所用全氟碘代烷优选为全氟碘代丁烷。

本发明制备方法的反应方程式如下式（Ⅱ）所示：

其中，R_f为C_nF_2n+1，n为2≤n≤6的正整数。

为了获得纯化的2-全氟烷基吲哚类化合物产物，反应后，可对反应液进行萃取和分离提纯。

上述纯化中，可选用乙酸乙酯进行萃取。

上述纯化中，可选用柱层析法进行分离提纯。

上述制备方法制备得到的2-全氟烷基吲哚类化合物具有结构式（Ⅲ）所示结构：