[发明专利]一种光催化氟烷基吲哚啉的合成方法

说明书

本发明公开了一种光催化氟烷基吲哚啉的合成方法，包括步骤：步骤1，2‑烯丙基苯胺类化合物为原料，RF source为提供氟源的氟化试剂，Blue LEDs提供光源，EosinY Na作为光催化剂，TMEDA作为碱添加剂，在溶剂MeCN/H₂O中进行反应；步骤2，萃取反应所得物，合并有机相，干燥，过滤，减压浓缩得到粗品；步骤3，对粗品进一步层析纯化得到目标产物，即氟烷基吲哚啉。本发明的有益效果：可见光是一种廉价清洁、无污染的绿色能源；以MeCN/H₂O作为混合溶剂，符合绿色化学理念，对环境友好，后处理简单，操作简便；反应装置简单，条件温和，在室温下即可实现，节省能源消耗，同时能高收率得到目标产物。

技术领域

本发明涉及一种光催化氟烷基吲哚啉的合成方法，属于有机化合物合成及应用技术领域。

背景技术

吲哚啉是一类具有生物活性的结构单元，普遍存在于生物碱和其他天然产物中，在有机合成以及药物研发领域备受关注。在农业领域，吲哚啉类化合物是多种植物生长调节剂的关键中间体；在新能源领域，吲哚啉类化合物被广泛应用在新型太阳能电池材料中。以吲哚啉骨架结构为基础的天然产物及药物被广泛应用在某些疾病的治疗，如：毒扁豆碱(-)-Physostigmine是一种可逆的胆碱酯酶抑制剂，可用于治疗青光眼；血管紧张素酶抑制剂Pentopril；番木鳌碱Strychnine是一种有剧毒的生物碱，用于捕获皮毛动物，其盐酸盐可用作中枢神经系统的兴奋剂等；白坚木碱(+)-Aspidospemidine是一种重要的抗肿瘤药物；苯扎思特停(+)Benzastatin可用于防治脑缺血、保护神经细胞活性等。

氟电负性强，且原子半径小与氢氧原子相近。当氟或含氟基团取代氢原子后可以改变分子的立体结构与电荷分布，从而影响分子的酸碱性、亲核性以及代谢稳定性。C-F键稳定性强，并且可能参与形成氢键，氢键的存在使得含氟化合物的稳定性增强。由于氟的这些物理化学特点，将氟原子或含氟基团引入有机分子中，可明显改善该化合物的脂溶性和稳定性。目前约20-30％的药物和30-40％的农药中至少含有一个氟原子。因此，将含氟基团引入到有机分子中长期以来备受化学家们的关注。

因此，向吲哚啉骨架中引入含氟基团，能够明显改善该化合物的脂溶性和代谢稳定性，有利于含吲哚啉类骨架结构的药物在体内的吸收以及发挥作用。发展向有机分子中高效引入含氟基团已成为有机合成领域的一项重点研究内容。目前氟烷基吲哚啉类化合物的合成主要采用过渡金属催化的手段。2014年，南方科技大学Liu等发展了Cu催化不饱和烯烃与含氮亲核基团分子内的胺化三氟甲基化反应，不需额外的配体，官能团耐受性好，脂肪胺、芳香胺、磺胺、氨基甲酸酯、尿素等在该反应中均可作为亲核基团，合成了一系列含三氟甲基的吡咯、吲哚啉类化合物。相隔不久，他们以(TMS)CF3提供三氟甲基源，报道了Cu催化不饱和烯烃的胺化三氟甲基化反应，使用了较为廉价的亲电三氟甲基化试剂(TMS)CF3提供氟源，丰富了已有的烯烃三氟甲基化方法。2015年，Sodeoka等报道了CuI催化烯烃的胺化三氟甲基化反应，作者重点研究了反应机理：动力学研究表明反应的初始速率与Togni试剂、CuI以及胺类底物均有关系，其机理研究方法对相关反应的设计具有指导意义。2017年，Sodeoka等又报道了一种简单高效的方法合成全氟烷基化的杂环胺，包括三元、五元、六元杂环胺等，得到了许多全氟烷基化合物。2017年，Zhang等发展了Cu催化CF3SO2Na作氟源的烯烃胺化三氟甲基化反应，该反应的官能团耐受性好，作者重点考察了氮上不同取代基团对反应的影响，在该反应体系中，氮原子上给电子基团取代有利于反应进行，并且实现了克级规模反应。

然而，这些方法依旧存在一些缺陷：

(1)过渡金属催化一般都需要高温加热，易催生副反应；催化剂回收难度大，容易在产品中残留；

(2)杂环氟化试剂一般价格昂贵，不利于大规模使用；

(3)有机溶剂或多或少具有一定毒性，且比较昂贵，对环境造成一定的污染。