[发明专利]一种3-氰基吲哚类化合物的电化学制备方法

说明书

本发明公开了一种3‑氰基吲哚类化合物的电化学制备方法。该方法包括：(1)在无隔膜的电解池中，加入2‑甲基‑2‑((((1‑甲基‑2‑苯基‑1H‑吲哚‑3‑基)亚甲基)氨基)氧基)丙酸和溶剂，随后加入碱和电解质；(2)向反应液中插入电极，室温下搅拌、通电反应，直到原料反应完全；(3)将反应液萃取、浓缩、分离得到1‑甲基‑2‑苯基‑1H‑吲哚‑3‑甲腈。本发明利用电流使反应底物脱羧而引发氮‑氧键断裂生成亚胺氮自由基，最终得到目标产物。此方法不需要昂贵的金属催化剂和当量的氧化剂；反应条件温和，选择性较好；整个过程简单易行，污染小，符合绿色化学的理念。

技术领域

本发明属于有机电化学合成领域，具体涉及一种3-氰基吲哚类化合物的电化学制备方法。

背景技术

吲哚腈类化合物具有广谱的生物活性，广泛存在于医药，农药和天然产物中，是药物合成，材料科学和精细化学品中的重要组成部分。其中，一些3-氰基吲哚类化合物可用于治疗乙酰辅酶A羧化酶型糖尿病和可作为黄嘌呤氧化酶抑制剂，抗病毒丙型肝炎病毒抑制剂，癌症抑制剂。同时，氰基官能团是有机合成中一种重要的多功能官能团，它可以作为多种官能团的前体，如可以用于醛、酮、胺、脒、酰胺和杂环的转换。现有合成3-氰基吲哚类化合物的方法主要有：(1)过度金属催化的吲哚C-H氰基化反应，但是此类方法通常需要使用化学计量和具有毒性的金属氰化物(如：KCN，CuCN，TMSCN等)作为氰基源；(2)使用亲电性的CN⁺试剂作为氰基源的吲哚C-H氰基化反应，如N-氰基-N-苯基-对甲苯磺酰胺作为氰基源，BF₃·OEt₂催化的吲哚C-H氰基化反应(Org.Lett.,2011,13,5608-5611)和使用5-(氰基)二苯并噻吩三氟甲磺酸盐作为氰基源制备3-氰基吲哚类化合物(Angew.Chem.Int.Ed.2019,58,9496–9500)，该类方法需要预制备氰基化试剂和使用Lewis Acid催化剂或者过量的碱；(3)使用腈和异腈类化合物作为氰基源，如以乙腈作为氰基源，在150℃下醋酸铜催化吲哚C-H氰基化反应(J.Org.Chem.2015,80,8868-8873)和以2-异氰基-2-甲基丙烷作为氰基源，醋酸钯催化吲哚C-H氰基化反应(Org.Lett.,2012,,18,4966-4969),该类方法需要使用化学当量或过量的氧化剂。此外，NH₄I/DMF,NH₄HCO₃/DMSO,TMEDA/(NH₄)₂CO₃)也被报道作为氰基源合成3-氰基吲哚类化合物，但该类方法也需要过量的氧化剂和较高的反应温度。这些合成3-氰基吲哚类化合物的文献方法中都存在着不同程度的缺点，如使用昂贵的金属催化剂、当量或者过量的化学氧化剂和反应温度高等，不适用生产实践和应用。

近年来，电化学有机合成以清洁电子做氧化还原试剂参加化学反应，实现化学反应的低污染甚至零污染，在绿色化学领域优势逐渐凸显。此背景下，本发明使用电化学有机合成手段合成3-氰基吲哚类化合物，该方法操作简单，室温条件下反应，条件温和，成本低廉，污染小，无疑是一种合成3-氰基吲哚类化合物值得优先选择的方法。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明提供了一种电化学条件下合成3-氰基吲哚类化合物的制备方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种3-氰基吲哚类化合物的电化学制备方法，包括如下步骤：

本发明的合成示意图如下：

(1)在无隔膜的电解池中，加入2-甲基-2-((((1-甲基-2-苯基-1H-吲哚-3-基)亚甲基)氨基)氧基)丙酸和溶剂，再依次加入碱、电解质；

(2)向反应液中插入电极(碳棒阳极和铂片阴极)，室温下搅拌、通电反应，直到原料反应完全；