一种可见光促进3-硒氰基吲哚类化合物的合成方法与流程

1.本发明涉及有机合成化学技术领域，具体为一种可见光促进3-硒氰基吲哚类化合物的合成方法。


背景技术：

2.硒是人体中一种非常重要的微量元素，它的存在与人们的健康息息相关，在人体免疫系统、抗癌、抗氧化等方面发挥重要作用((a)nogueira,c.w.；zeni,g.；rocha,j.b.t.,chem.rev.2004,104,6255-6286；(b)derek,w.j.；risto,l.,selenium and tellurium chemistry:from small molecules to biomolecules and materials.springer-verlag:berlin,2011)。此外，含硒化合物在有机合成、药物化学和材料科学领域有着广泛的应用。近年来，由于其广泛的生物活性分子和在农用化学品以及材料学科中作用，含硒氰基的化合物的制备受到广泛关注((a)molecular cancer therapeutics,2013,12,3-15；(b)cancer prevention research,2010,3,975-984)。
3.吲哚类化合物是自然界中广泛存在的一类重要的氮杂环化合物，在药物、染料、香料、农药等领域被广泛应用((a)accounts of chemical research 2021,54,1723-1736；(b)future medicinal chemistry 2021,13,1795-1828)。所以合成具有潜在生理活性硒氰基取代的吲哚化合物的研究具有重要意义。
4.2016年，ramaiah prabhu等人使用n-碘代丁二酰亚胺作为催化剂，过氧化叔丁醇作为氧化剂，硒氰酸钾为作为硒氰基源，在乙腈作为反应溶剂，实现了3-硒氰基吲哚的合成(chemistryselect 2016,5,1033
–
1038)。2018年，sun小组报道了电化学法合成3-硒氰基吲哚(rsc advance.,2018,8,22042
–
22045)。yu小组开发了以共轭微孔聚合物作为光催化剂，可见光照射下，吲哚和硒氰酸钾反应得到3-硒氰基吲哚(chemical science.,2021,12,5631
–
5637)。cn200610029737公开了一种通过丙二氰和二氧化硒反应原位产生亲电性的硒氰物种，合成了3-硒氰基吲哚类化合物的方法。cn201811107896公开了一种使用单质硒和三甲基腈硅烷为硒氰基源，温度为120℃的条件下合成3-硒氰基吲哚化合物的方法。
5.如上所述，现有技术中公开了多种制备3-硒氰基吲哚的方法，但这些方法均存在一定的缺陷，例如使用昂贵的光催化剂和剧毒试剂(二氧化硒、三甲基腈硅烷等)，具有潜在的爆炸危险的氧化剂(过氧化叔丁醇)，反应条件苛刻(120℃)，或需要昂贵的电化学装置。
6.基于上述原因，探索高效、温和、简便和成本低廉的合成3-硒氰基吲哚化合物，仍存在继续进行研究和探索的必要，这也正是本技术得以完成的基础和动力所在。在此，本技术采用不使用光催化剂条件下，可见光参与的3-硒氰基吲哚化合物新合成方法。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种可见光促进3-硒氰基吲哚类化合物的合成方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可见光促进3-硒氰基吲哚类化
合物的合成方法，包括以下步骤：
9.在有机溶剂中，以具有如式(i)所示结构的吲哚，式(ii)所示结构的硒氰酸钾为反应原料，在氧气条件、室温条件和可见光照射下进行反应，反应结束后，将反应液减压除去溶剂得到粗产品，粗产品经过柱层析纯化得到式(iii)所示结构的3-硒氰基吲哚类化合物，反应方程式如下式所示：
[0010][0011]
其中，式(i)化合物中r1和r2各自独立地选自氢原子、c1-c10烷基、苄基、一个或多个取代基取代的苯基，所述取代基选自c1～c10烷基、c1～c6烷氧基、卤素、氰基、硝基、三氟甲基、三氟甲氧基；r3选自氢原子、c1～c10烷基、c1～c6烷氧基、卤素、氰基、硝基、三氟甲基、三氟甲氧基、羧基、羟基、氨基、甲酰基。
[0012]
优选的，式(i)所示结构的吲哚与式(ii)所示结构的硒氰酸钾的摩尔比为1∶1-1：1.2，优选为1∶1。
[0013]
优选的，所述有机溶剂为甲醇、乙醇正丙醇等醇类溶剂的任意一种，优选为甲醇。
[0014]
优选的，所述可见光为太阳光，汞灯，荧光灯、钨灯，led灯中的任意一种，优选荧光灯。
[0015]
优选的，反应的时间为24h-36h。
[0016]
优选的，反应结束后，将反应液减压浓缩，将浓缩物通过柱色谱分离，以石油醚和乙酸乙酯体混合液为洗脱剂，其中石油醚：乙酸乙酯的体积比为(1～10)：1，收集洗脱液，旋蒸溶剂后得到式(iii)所示的3-硒氰基吲哚。
[0017]
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0018]
1、本发明采用廉价易得的吲哚和硒氰酸钾为原料。
[0019]
2、本发明无需光催化剂，成本低廉，反应效率高。
[0020]
3、本发明仅需一步就可以获得目标产物，收率高、官能团兼容性好，后处理简单，具有良好的应用潜力。
附图说明
[0021]
图1为本发明实施例1所得产物的氢谱图；
[0022]
图2为本发明实施例1所得产物的碳谱图；
[0023]
图3为本发明实施例2所得产物的氢谱图；
[0024]
图4为本发明实施例2所得产物的碳谱图；
[0025]
图5为本发明实施例3所得产物的氢谱图；
[0026]
图6为本发明实施例3所得产物的碳谱图；
[0027]
图7为本发明实施例4所得产物的氢谱图；
[0028]
图8为本发明实施例4所得产物的碳谱图；
[0029]
图9为本发明实施例5所得产物的氢谱图；
[0030]
图10为本发明实施例5所得产物的碳谱图；
[0031]
图11为本发明实施例6所得产物的氢谱图；
[0032]
图12为本发明实施例6所得产物的碳谱图；
[0033]
图13为本发明实施例7所得产物的氢谱图；
[0034]
图14为本发明实施例7所得产物的碳谱图；
[0035]
图15为本发明实施例8所得产物的氢谱图；
[0036]
图16为本发明实施例8所得产物的碳谱图；
[0037]
图17为本发明实施例9所得产物的氢谱图；
[0038]
图18为本发明实施例9所得产物的碳谱图。
具体实施方式
[0039]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0040]
请参阅图1-18，本发明提供如下技术方案：一种可见光促进3-硒氰基吲哚类化合物的合成方法，包括以下步骤：
[0041]
在有机溶剂中，以具有如式(i)所示结构的吲哚，式(ii)所示结构的硒氰酸钾为反应原料，在氧气条件、室温条件和可见光照射下进行反应，反应结束后，将反应液减压除去溶剂得到粗产品，粗产品经过柱层析纯化得到式(iii)所示结构的3-硒氰基吲哚类化合物，反应方程式如下式所示：
[0042][0043]
其中，式(i)化合物中r1和r2各自独立地选自氢原子、c1-c10烷基、苄基、一个或多个取代基取代的苯基，所述取代基选自c1～c10烷基、c1～c6烷氧基、卤素、氰基、硝基、三氟甲基、三氟甲氧基；r3选自氢原子、c1～c10烷基、c1～c6烷氧基、卤素、氰基、硝基、三氟甲基、三氟甲氧基、羧基、羟基、氨基、甲酰基。
[0044]
实施例1
[0045]
反应方程式如下式所示：
[0046][0047]
氧气保护下，向装有磁力搅拌子的10毫升圆底烧瓶中装入吲哚(0.5毫摩尔)，硒氰酸钾(0.5毫摩尔)，甲醇(2毫升)，加毕，将23瓦白色紧凑型荧光灯放在距离圆底烧瓶3厘米的地方，氧气保护条件下室温反应24小时，反应完成后，将有机相通过旋转蒸发器除去溶剂，残余物用硅胶柱进行纯化(硅胶规格为200目～300目，洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯＝6:1)，得到无色固体102毫克，产率为92％，
[0048]
所得产物核磁图谱数据为：1h nmr(400mhz,cdcl3):δ8.68(s,1h),7.79
–
7.66(m,
1h),7.47(d,j＝2.8hz,1h),7.45
–
7.41(m,1h),7.32
–
7.28(m,2h).
13
c nmr(100mhz,cdcl3):δ136.0,131.8,128.7,123.8,121.9,119.6,111.9,101.9,89.5。
[0049]
实施例2
[0050]
反应方程式如下式所示：
[0051][0052]
氧气保护下，向装有磁力搅拌子的10毫升圆底烧瓶中装入5-氟吲哚(0.5毫摩尔)，硒氰酸钾(0.5毫摩尔)，甲醇(2毫升)，加毕，将23瓦白色紧凑型荧光灯放在距离圆底烧瓶3厘米的地方，氧气保护条件下室温反应24小时，反应完成后，将有机相通过旋转蒸发器除去溶剂，残余物用硅胶柱进行纯化(硅胶规格为200目～300目，洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯＝6:1)，得到无色固体102毫克，产率为92％，
[0053]
所得产物核磁图谱数据为：1h nmr(400mhz,cdcl3):δ8.73(s,1h),7.55(d,j＝2.9hz,1h),7.47
–
7.27(m,2h),7.05(td,j＝9.0,2.5hz,1h).
13
c nmr(100mhz,cdcl3):δ159.1(d,j
c-f
＝238.7hz),133.4,132.4,129.6(d,j
c-f
＝10.5hz),112.9(d,j
c-f
＝9.6hz),112.5(d,j
c-f
＝26.5hz),104.8(d,j
c-f
＝24.9hz),101.6,89.6(d,j
c-f
＝4.7hz)。
[0054]
实施例3
[0055]
反应方程式如下式所示：
[0056][0057]
氧气保护下，向装有磁力搅拌子的10毫升圆底烧瓶中装入5-氯吲哚(0.5毫摩尔)，硒氰酸钾(0.5毫摩尔)，甲醇(2毫升)，加毕，将23瓦白色紧凑型荧光灯放在距离圆底烧瓶3厘米的地方，氧气保护条件下室温反应24小时，反应完成后，将有机相通过旋转蒸发器除去溶剂，残余物用硅胶柱进行纯化(硅胶规格为200目～300目，洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯＝2:1)，得到无色固体119毫克，产率为93％，
[0058]
所得产物核磁图谱数据为：1h nmr(400mhz,cdcl3):δ8.70(brs,1h),7.73(d,j＝1.9hz,1h),7.57(d,j＝2.8hz,1h),7.37(d,j＝8.7hz,1h),7.30
–
7.27(m,1h).
13
c nmr(100mhz,cdcl3):δ134.4,133.0,130.0,128.0,124.4,119.3,112.9,101.2,89.5。
[0059]
实施例4
[0060]
反应方程式如下式所示：
[0061][0062]
氧气保护下，向装有磁力搅拌子的10毫升圆底烧瓶中装入吲哚-6-甲酸甲酯(0.5毫摩尔)，硒氰酸钾(0.5毫摩尔)，甲醇(2毫升)，加毕，将23瓦白色紧凑型荧光灯放在距离圆底烧瓶3厘米的地方，氧气保护条件下室温反应24小时，反应完成后，将有机相通过旋转蒸发器除去溶剂，残余物用硅胶柱进行纯化(硅胶规格为200目～300目，洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯＝3:1)，得到无色固体126毫克，产率为90％，
[0063]
所得产物核磁图谱数据为：1h nmr(400mhz,cdcl3):δ8.94(brs,1h),8.22(d,j＝
0.7hz,1h),7.99(dd,j＝8.4,1.4hz,1h),7.79(d,j＝8.4,0.7hz,1h),7.71(d,j＝2.9hz,1h),3.97(s,3h).
13
c nmr(100mhz,cdcl3):δ167.5,135.4,134.6,132.3,125.8,122.9,119.5,114.2,101.2,90.4,52.3。
[0064]
实施例5
[0065]
反应方程式如下式所示：
[0066][0067]
氧气保护下，向装有磁力搅拌子的10毫升圆底烧瓶中装入吲哚-4-甲酸甲酯(0.5毫摩尔)，硒氰酸钾(0.5毫摩尔)，甲醇(2毫升)，加毕，将23瓦白色紧凑型荧光灯放在距离圆底烧瓶3厘米的地方，氧气保护条件下室温反应20小时，反应完成后，将有机相通过旋转蒸发器除去溶剂，残余物用硅胶柱进行纯化(硅胶规格为200目～300目，洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯＝4:1)，得到无色固体133毫克，产率为95％，
[0068]
所得产物核磁图谱数据为：1h nmr(400mhz,cdcl3):δ8.81(brs,1h),7.87(dd,j＝7.5,1.0hz,1h),7.64(dd,j＝8.2,1.0hz,1h),7.59(d,j＝2.8hz,1h),7.29
–
7.24(m,1h),3.97(s,3h).
13
c{1h}nmr(100mhz,cdcl3):δ168.6,137.9,127.2,125.4,124.1,122.3,120.5,117.5,106.7,92.4,52.6。
[0069]
实施例6
[0070]
反应方程式如下式所示：
[0071][0072]
氧气保护下，向装有磁力搅拌子的10毫升圆底烧瓶中装入5-甲基吲哚(0.5毫摩尔)，硒氰酸钾(0.5毫摩尔)，甲醇(2毫升)，加毕，将23瓦白色紧凑型荧光灯放在距离圆底烧瓶3厘米的地方，氧气保护条件下室温反应20小时，反应完成后，将有机相通过旋转蒸发器除去溶剂，残余物用硅胶柱进行纯化(硅胶规格为200目～300目，洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯＝5:1)，得到无色固体106毫克，产率为90％，
[0073]
所得产物核磁图谱数据为：1h nmr(400mhz,cdcl3):δ7.73(d,j＝7.5hz,1h),7.54
–
6.76(m,4h),3.79(s,3h).
13
c nmr(100mhz,cdcl3):δ137.2,136.0,129.5,123.3,121.5,119.8,110.1,101.9,87.2,33.4。
[0074]
实施例7
[0075]
反应方程式如下式所示：
[0076][0077]
氧气保护下，向装有磁力搅拌子的10毫升圆底烧瓶中装入6-三氟甲基吲哚(0.5毫摩尔)，硒氰酸钾(0.5毫摩尔)，甲醇(2毫升)，加毕，将23瓦白色紧凑型荧光灯放在距离圆底烧瓶3厘米的地方，氧气保护条件下室温反应20小时，反应完成后，将有机相通过旋转蒸发器除去溶剂，残余物用硅胶柱进行纯化(硅胶规格为200目～300目，洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯＝5:1)，得到无色固体136毫克，产率为94％，
[0078]
所得产物核磁图谱数据为：1h nmr(400mhz,cdcl3):δ10.69(brs,1h),7.81(d,j＝8.4hz,1h),7.74(s,1h),7.66(d,j＝2.8hz,1h),7.51(dd,j＝8.4,1.4hz,1h).
13
c nmr(100mhz,cdcl3):δ135.4,134.9,131.1,125.6(q,j
c-f
＝32.2hz),123.5,119.9,118.1(q,j
c-f
＝3.5hz),109.8(d,j
c-f
＝4.4hz),101.8,89.0。
[0079]
实施例8
[0080]
反应方程式如下式所示：
[0081][0082]
氧气保护下，向装有磁力搅拌子的10毫升圆底烧瓶中装入1-甲基吲哚(0.5毫摩尔)，硒氰酸钾(0.5毫摩尔)，甲醇(2毫升)，加毕，将23瓦白色紧凑型荧光灯放在距离圆底烧瓶3厘米的地方，氧气保护条件下室温反应24小时，反应完成后，将有机相通过旋转蒸发器除去溶剂，残余物用硅胶柱进行纯化(硅胶规格为200目～300目，洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯＝6:1)，得到无色固体101毫克，产率为86％，
[0083]
所得产物核磁图谱数据为：1h nmr(400mhz,cdcl3):δ7.73(d,j＝7.5hz,1h),7.54
–
6.76(m,4h),3.79(s,3h).
13
c nmr(100mhz,cdcl3):δ137.2,136.0,129.5,123.3,121.5,119.8,110.1,101.9,87.2,33.4。
[0084]
实施例9
[0085]
反应方程式如下式所示：
[0086][0087]
氧气保护下，向装有磁力搅拌子的10毫升圆底烧瓶中装入1-苄基吲哚(0.5毫摩尔)，硒氰酸钾(0.5毫摩尔)，甲醇(2毫升)，加毕，将23瓦白色紧凑型荧光灯放在距离圆底烧瓶3厘米的地方，氧气保护条件下室温反应24小时，反应完成后，将有机相通过旋转蒸发器除去溶剂，残余物用硅胶柱进行纯化(硅胶规格为200目～300目，洗脱剂为石油醚/乙酸乙酯＝6:1)，得到无色固体141毫克，产率为91％，
[0088]
所得产物核磁图谱数据为：1h nmr(400mhz,cdcl3):δ7.90
–
7.58(m,2h),7.38
–
7.20(m,6h),7.14
–
7.11(m,2h),5.29(s,2h).
13
c nmr(100mhz,cdcl3):δ136.8,135.9,135.2,129.7,129.1,128.3,127.2,123.5,121.8,120.0,110.6,101.8,88.2,50.7。
[0089]
综上所述，本发明采用廉价易得的吲哚和硒氰酸钾为原料，不需要使用光催化剂；反应条件相对温和，操作简单；成本低廉，反应效率高；本发明仅需一步就可以获得目标产物，收率高、官能团兼容性好，后处理简单，具有良好的应用潜力。
[0090]
本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。
[0091]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。