[发明专利]一种一锅法制备氮溴代烷基螺吡喃类化合物的合成方法

说明书

本发明公开了一种一锅法制备氮溴代烷基螺吡喃类化合物的合成方法，属于有机合成领域。本发明以2，3，3‑三甲基‑3H‑吲哚、二溴代烷和5‑硝基水杨醛为原料，无机碱为催化剂，制备得到螺吡喃类化合物。该合成方法工艺简单，全部反应一锅完成，中间产物不需要分离提纯，反应过程不需要无水无氧操作，使用无机碱具有合成成本低的优点。

技术领域

本发明属于有机合成领域，具体涉及一种一锅法制备氮溴代烷基螺吡喃类化合物的合成方法。

背景技术

做为一种理想的外力刺激，光照具有方便控制和不产生化学废弃物的优点。光敏分子能够在光照刺激下实现结构异构化，可以做为分子开关应用在生物医药领域和材料领域。

螺吡喃在光致异构过程中，同时产生颜色变化和电荷状态的改变。螺吡喃在光照条件下产生平面与非平面的结构转变，该种变化能够调控螺吡喃分子自身的自组装性质以及其与其它平面类分子的自组装性质。螺吡喃分子在光致异构过程中产生的电荷状态改变能够影响其与DNA的结合性质(Journal of the American Chemical Society,2008,130,11836–11837)。此外，螺吡喃化合物还是重要的染料分子。

在众多的螺吡喃化合物中，氮溴代烷基取代的6-硝基螺吡喃是最为广泛应用的分子之一。氮烷基取代的6-硝基螺吡喃需要分三步合成：一、以2,3,3-三甲基吲哚为起始原料，溴代化合物对氮原子进行烷基化；二、用碱处理氮烷基化的吲哚得到亚甲基吲哚啉中间体；三、亚甲基吲哚啉中间体与5-硝基水杨醛缩合得到需要的螺吡喃化合物(ChemicalCommunications,2010,46,7130-7132；The Journal of Organic Chemistry,2010,75,2752-2755)。第二步反应得到的亚甲基吲哚啉中间体容易被氧化，造成该种路线的总体产率较低。除此之外，三步反应涉及的后处理操作比较多，会产生大量的化学废弃物。

发明内容

针对上述螺吡喃类化合物合成步骤多，以及合成效率低的问题，本发明提供了一种一锅法合成氮溴代烷基取代的6-硝基螺吡喃的合成方法。

本发明的技术方案如下：

本发明中合成的氮溴代烷基螺吡喃，它具有如下结构式：

一种一锅法合成氮溴代烷基螺吡喃的合成方法，其包括以下步骤：

称取摩尔比为1:1的2，3，3-三甲基-3H-吲哚和二溴代烷溶解于溶剂A中，该反应体系在搅拌条件下加热回流24小时，将反应体系冷却至室温；分别称取无机碱B(无机碱B为催化剂，无机碱B和2，3，3-三甲基-3H-吲哚的摩尔比为1:1)和5-硝基水杨醛(5-硝基水杨醛和2，3，3-三甲基-3H-吲哚的摩尔比为1:1)加入到上述反应体系中，该反应体系在室温条件下搅拌反应10分钟，将体系用酸中和，洗涤、萃取，然后经减压蒸馏浓缩，经硅胶柱层析得到黄色固体。

溶剂A为甲醇、乙醇、氯仿、乙腈或四氢呋喃中的任一种或者其混合溶剂，无机碱B为氨水、氢氧化钠或氢氧化钾中的任一种。

本发明的实验方案相比较于前期报道的合成方法，具有如下显著优点：

将该类螺吡喃化合物的合成路线首次由三步反应缩减到一步反应，不需要无水无氧操作，实验操作得到简化；

避免了亚甲基吲哚啉中间体在后处理过程中的氧化，使得总合成产率得到提高；

一锅法合成大大减少了合成过程中后处理过程所产生的化学废弃物。

具体实施方式

为了更好的解释本发明的技术方案，体现本发明在合成氮烷基螺吡喃类化合物上的优点，通过以下的实施例做进一步解释说明：