[发明专利]芳环并[a]咔唑类化合物和芳环并[g]吡啶吲哚类化合物的合成方法

说明书

本发明提供了芳环并[a]咔唑类化合物和芳环并[g]吡啶吲哚类化合物的合成方法。本发明利用2‑(2‑氧代‑2‑乙基)芳基腈的羰基和氰基与吲哚或吲嗪衍生物的C3‑H键和C2‑H键在布朗斯特酸促进下经过C3‑H键对羰基的加成和消除及分子内的C–CN键与C2–H键的交叉偶联，高效的一步合成芳环并[a]咔唑类化合物和芳环并[g]吡啶吲哚类化合物。本发明以布朗斯特酸为促进剂，不仅避免金属盐与强碱的使用，增加了产物所带官能团的多样性；还避免贵金属的使用，有效降低生产成本。本发明的方法具有反应条件温和、操作简便、原料来源广泛、产品利用价值高和有利于工业化生产等优点。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及芳环并[a]咔唑类化合物和芳环并[g]吡啶吲哚类化合物的合成方法。

背景技术

芳环并[a]咔唑和芳环并[g]吡啶吲哚是许多药物活性分子和有机功能性材料的核心骨架。目前，文献报道的芳环并[a]咔唑衍生物的合成方法主要有：(1)过渡金属催化的苯炔或吲哚衍生物的环化反应；(2)以2-硝基联芳基、2-胺基联芳基和α-叠氮基联芳基化合物为底物的C-H氨化策略；(3)非金属催化的吲哚与烯、炔类化合物之间的Diels-Alder反应以及吲哚与羰基化合物之间的缩合环化反应；(4)可见光催化的吲哚衍生物的环化反应。文献所报道的芳环并[g]吡啶吲哚衍生物的有两种方法：(1)Pd(II)催化2-(2-溴苄基)吡啶分子内的环化反应。(2)2-苄基吡啶分子内的氧化环化反应。文献所报道的芳环并[g]吡啶吲哚衍生物的仅有两种方法：(1)Pd(II)催化2-(2-溴苄基)吡啶分子内的环化反应；(2)2-苄基吡啶分子内的氧化环化反应。这些方法存在原料不易得到、反应条件苛刻、操作步骤繁琐、需要添加金属催化剂、原子经济性较低等问题，从而使其在实际生产中的应用受到很大的限制。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，设计和研发芳环并[a]咔唑类化合物和芳环并[g]吡啶吲哚类化合物的合成新方法。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

本发明提供一种芳环并[a]咔唑类化合物的合成方法，将2-(2-氧代-2-乙基)芳基腈类化合物1、吲哚衍生物2和布朗斯特酸溶于有机溶剂中，于60～180℃反应制得芳环并[a]咔唑类化合物3，该合成方法中的反应方程式为：

其中，R¹选自氢原子、烷基、取代芳基、取代杂芳基、酰基、烷基酰胺、烷基醚、烷硫基、酯基、烷基氨基、烯基和炔基中的任一种或多种；R²选自烷基、取代芳基、取代杂芳基和烷基醚中的任一种或多种；R³选自氢原子、烷基、取代芳基、取代杂芳基、酰基、烷基酰胺、烷基醚、烷硫基、酯基、烷基氨基、烯基和炔基中的任一种或多种；R⁴选自氢原子、烷基、取代芳基、取代杂芳基、酰基和酯基中的任一种或多种；Ar选自取代芳基或取代杂芳基中一种。

进一步的，所述2-(2-氧代-2-乙基)芳基腈衍生物1：吲哚衍生物2：布朗斯特酸的摩尔比为1:(1～25):(0.1～20)。

进一步的，所述布朗斯特酸包括一水合对甲苯磺酸、对甲苯磺酸、三氟甲磺酸、甲磺酸和盐酸中的任一种或多种。

进一步的，所述有机溶剂包括苯、甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、均三甲苯、乙苯、二氧六环、四氢呋喃和乙二醇二甲醚中的任一种或多种。

本发明提供了一种芳环并[g]吡啶吲哚类化合物的合成方法，将2-(2-氧代-2-乙基)芳基腈类化合物1、吲嗪衍生物4和布朗斯特酸溶于有机溶剂中，于60～180℃反应制得苯并[g]吡啶吲哚类化合物5，该合成方法中的反应方程式为：