无光敏剂参与的光催化合成3,3’-二取代吲哚-2-酮类化合物的方法

无光敏剂参与的光催化合成3,3
’‑
二取代吲哚-2-酮类化合物的方法
技术领域
1.本发明属于杂环合成以及光催化有机合成领域，涉及3,3
’‑
二取代吲哚-2-酮类化合物的制备，具体涉及一种无光催化剂参与的氰烷基磺酰基取代的3,3
’‑
二取代吲哚-2-酮类化合物的制备方法。


背景技术：

2.目前，可见光被有机合成家们广泛使用，其作为一种广泛的清洁能源也受到化学各领域科学家们的关注。近些年，可见光诱导的合成方法被广泛用于合成有机小分子过程中，可见光由于其本身易得且比传统合成方法更加绿色环保、环境友好的优点，更加受到国内外学者的青睐。有机化学领域中，通过可见光催化氧化还原反应合成新型化合物已成为一种重要的合成策略。由于底物分子通过外层单电子转移形成高活性自由基参与反应，该策略可以为许多难以通过离子型反应直接获得的重要化合物提供直接、高效的合成途径，并具有反应条件温和、底物官能团耐受性高等优点。
3.吲哚酮是非常重要的母核结构，存在于很多天然产物、生物碱及药物活性分子的结构单元中，如meisoindigo、tenidap、natura和triple angiokinase inhibitor(结构式见下)等。它们可作为抗炎药、激酶抑制剂、受体拮抗剂和蛋白酶抑制剂。因此关于吲哚酮类衍生物的合成研究一直是有机化学领域的热点。而含硫烷基腈类化合物也一直是药物化学专家以及合成化学家的研究重点。因此，开发吲哚酮类化合物的合成方法具有重要的实用价值。
[0004][0005]
目前，构建氰烷基磺酰基化的吲哚酮类化合物的合成方法较少。例如可以在fecl3的催化体系中，通过orc(氧化自由基偶联)构建吲哚酮类化合物的合成策略；通过环丁酮肟酯衍生物和活化烯烃的铜催化自由基交叉偶联完成了氰基烷基磺酰基化的吲哚酮合成策略。但上述合成氰基烷基磺酰基化的吲哚酮物质需要过渡金属和添加剂催化，过渡金属对生态环境会产生污染，后处理较为繁琐，原子经济性往往不高。这些缺点不符合绿色合成的理念且很难适应工业化生产的要求。目前，国内外还没有利用可见光无光敏剂催化氰烷基磺酰基化的吲哚酮类化合物的公开文献。


技术实现要素：

[0006]
本发明的目的在于，提供一种无光敏剂参与的光催化合成3,3
’‑
二取代吲哚-2-酮类化合物的方法，该方法是以n-芳基烯酰胺类化合物、环丁酮肟酯类化合物以及焦亚硫酸钾(k2s2o5)为原料，以清洁能源可见光的照射为反应动能，在氮气环境下，通过环丁酮肟酯c-c键断裂以及so2的插入、n-芳基烯酰胺类化合物的末端非活化烯烃自由基加成环化生成所需的氰基烷基磺酰基化的吲哚酮类化合物。
[0007]
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种无光敏剂参与的光催化合成3,3
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二取代吲哚-2-酮类化合物的方法，该方法是在氮气环境中，将原料n-芳基烯酰胺类化合物、环丁酮肟酯类化合物和焦亚硫酸钾加入到溶剂中，在可见光照射下，进行n-芳基烯酰胺碳自由基生成、环丁酮肟酯类化合物c-c键断裂、焦亚硫酸钾插入so2的串联加成反应，反应通式如下：
[0008][0009]
其中，n-芳基烯酰胺类化合物通式ⅰ中的r1选自氢、me、卤素或naphth，r2选自me或bn，r3选自me或bn；环丁酮肟酯类化合物通式ⅱ中r4选自obn，r5选自h。
[0010]
上述可见光波长为390nm；溶剂为甲醇；反应温度为室温，反应时长为12h。反应初始时n-芳基烯酰胺类化合物:环丁酮肟酯类化合物:焦亚硫酸钾的摩尔比为1:1.5:2。
[0011]
本发明方法是在可见光照射且无光敏剂条件下，n-芳基丙烯酰胺类化合物与环丁酮肟酯类化合物通过自由基环加成并由焦亚硫酸钾插入so2，以制备氰烷基磺酰基取代的3,3
’‑
二取代吲哚-2-酮类化合物。本发明方法涉及末端未活化烯烃双功能化且为自由基机理，包括n-芳基烯酰胺碳自由基生成、四元环c-c键断裂、so2插入的串联幻化加成反应。本发明的方法绿色、新颖、经济实用、反应条件温和，具有良好的底物适应性，且无金属催化、外加添加剂的参与。
具体实施方式
[0012]
下列实施例将有助于理解本发明，但本发明的内容并不局限于此。
[0013]
实施例1
[0014]
室温下，将底物52.530毫克(0.3mmol)n-甲基-n-苯基甲基丙烯酰胺和115.680毫克(0.45mmol)环丁酮o-(4-(三氟甲基)苯甲酰基)肟，133.392毫克(0.6mmol)焦亚硫酸钾及2毫升甲醇，在氮气环境下加入到15毫升封管中。然后将封管放入10瓦390nm光反应器中反应12h。经薄层色谱(tcl)检测直到反应完全，滤液经旋转蒸发后经硅胶柱层析分离(乙酸乙酯/石油醚＝1:1洗脱)，得75.9毫克微黄油状液体，产率为96.1％。
[0015]
经鉴定，该液体化合物结构式为表征数据为：
[0016]1h nmr(400mhz,cdcl3)：δ7.38-7.36(m,2h),7.13(t,j＝7.6hz,1h),6.93(d,j＝7.6hz,1h),3.72(d,j＝14.4hz,1h),3.60(d,j＝14.8hz,1h),3.27(s,3h),2.93-2.86(m,1h),2.81-2.74(m,1h),2.52-2.46(m,2h),2.10-2.02(m,2h),1.46(s,3h)；
[0017]
13
c nmr(101mhz,cdcl3)：δ177.87,143.40,130.11,129.35,123.50,122.92,118.20,109.10,59.65,53.02,45.61,26.79,25.23,18.15,16.32；
[0018]
hrms:m/z,found:306.1039。
[0019]
实施例2
[0020]
室温下，将底物56.735毫克(0.3mmol)n-甲基-n-(对甲苯基)甲基丙烯酰胺和115.680毫克(0.45mmol)环丁酮o-(4-(三氟甲基)苯甲酰基)肟、133.392毫克(0.6mmol)焦
亚硫酸钾及2毫升甲醇，在氮气环境下加入到15毫升封管中。然后将封管放入10瓦390nm光反应器中反应12h。经薄层色谱(tcl)检测直到反应完全，滤液经旋转蒸发后经硅胶柱层析分离(乙酸乙酯/石油醚＝1:1洗脱)，得88.4毫克微黄油状液体，产率为79.0％。
[0021]
经鉴定，该液体化合物结构式为表征数据如下：
[0022]1h nmr(400mhz,cdcl3)：δ7.16(d,j＝4.8hz,2h),6.83-6.81(m,1h),3.72(d,j＝14.8hz.1h),3.54(d,j＝14.8hz,1h),3.25(s,3h),2.97-2.90(m,1h),2.86-2.79(m,1h),2.51-2.48(m,2h),2.37(s,3h),2.12-2.05(m,2h),1.45(s,3h)；
[0023]
13
c nmr(101mhz,cdcl3)：δ177.75,140.98,132.55,130.24,129.58,124.21,118.18,108.81,59.68,53.04,45.72,26.80,25.31,21.30,18.13,16.33；
[0024]
hrms:m/z,found:321.1267。
[0025]
实施例3
[0026]
室温下，将底物57.927毫克(0.3mmol)n-(4-氟苯基)-n-甲基丙烯酰胺和115.680毫克(0.45mmol)环丁酮o-(4-(三氟甲基)苯甲酰基)肟、133.392毫克(0.6mmol)焦亚硫酸钾及2毫升甲醇，在氮气环境下加入到15毫升封管中。然后将封管放入10瓦390nm光反应器中反应12h。经薄层色谱(tcl)检测直到反应完全，滤液经旋转蒸发后经硅胶柱层析分离(乙酸乙酯/石油醚＝1:1洗脱)，得70.4毫克白色固体，产率为72.4％。
[0027]
经鉴定，该固体化合物结构式为表征数据如下：
[0028]1h nmr(400mhz,cdcl3)：δ7.14-7.12(m,1h),7.10-7.05(m,1h),6.87-6.83(m,1h),3.72(d,j＝14.8hz,1h),3.55(d,j＝14.8hz,1h),3.26(s,3h),3.06-2.92(m,2h),2.54(t,j＝6.8hz,2h),2.18-2.11(m,2h),1.46(s,3h)；
[0029]
13
c nmr(101mhz,cdcl3)：δ177.66,159.34(d,j＝242.4hz),139.18,131.88(d,j＝9.1hz),118.20,115.53(d,j＝24.2hz),111.94(d,j＝25.3hz),109.61(d,j＝9.1hz),59.18,53.12,46.07(d,j＝1.0hz)26.95,25.27,18.11,16.32。
[0030]
实施例4
[0031]
室温下，将底物63.535毫克(0.3mmol)n-甲基-n-(萘-2-基)甲基丙烯酰胺和115.680毫克(0.45mmol)环丁酮o-(4-(三氟甲基)苯甲酰基)肟，133.392毫克(0.6mmol)焦亚硫酸钾及2毫升甲醇，在氮气环境下加入到15毫升封管中。然后将封管放入10瓦390nm光反应器中反应12h。经薄层色谱(tcl)检测直到反应完全，滤液经旋转蒸发后经硅胶柱层析分离(乙酸乙酯/石油醚＝1:1洗脱)，得88.9毫克黄色油状液体，产率为83.2％。
[0032]
经鉴定，该液体化合物结构式为表征数据为：
[0033]1h nmr(400mhz,cdcl3)：δ8.02-7.97(m,2h),7.67(d,j＝8.0hz,1h),7.47(t,j＝7.6hz,1h),7.47(t,j＝8.0hz,1h),7.35(d,j＝8.8hz,1h),4.20(d,j＝14.4hz,1h),3.98(d,j＝14.8hz,1h),3.44(s,3h),2.57-7.40(m,2h),2.20-2.15(m,2h),1.94-1.81(m,2h),1.73(s,3h)；
[0034]
13
c nmr(101mhz,cdcl3)：δ178.93,141.64,130.73,130.25,129.31,127.90,126.95,123.89,121.08,120.88,118.03,110.27,59.44,52.16,46.38,26.95,24.36,18.03,15.81；
[0035]
hrms:m/z,found:356.1201。
[0036]
实施例5
[0037]
室温下，将底物75.339毫克(0.3mmol)n-苯基甲基丙烯酰胺和115.680毫克(0.45mmol)环丁酮o-(4-(三氟甲基)苯甲酰基)肟、133.392毫克(0.6mmol)焦亚硫酸钾及2毫升甲醇，在氮气环境下加入到15毫升封管中。然后将封管放入10瓦390nm光反应器中反应12h。经薄层色谱(tcl)检测直到反应完全，滤液经旋转蒸发后经硅胶柱层析分离(乙酸乙酯/石油醚＝1:1洗脱)，得91.0毫克黄色油状液体，产率为79.4％。
[0038]
经鉴定，该液体化合物的结构式为表征数据如下：
[0039]1h nmr(400mhz,cdcl3)：δ7.35-7.26(m,6h),2.25-7.21(m,1h),7.12-7.10(m,1h),6.80d,j＝7.6hz,1h),5.05(d,j＝15.6hz,1h),4.88(d,j＝15.6hz,1h),3.78(d,j＝14.8hz,1h),3.62(d,j＝14.8hz,1h),2.94-2.89(m,1h),2.85-2.79(m,1h),2.47-2.43(m,2h),2.10-2.02(m,2h),1.51(s,3h)；
[0040]
13
c nmr(101mhz,cdcl3)：δ177.95,142.50,135.66,130.22,129.18,128.77,127.65,127.43,123.51,122.98,118.22,110.12,59.32,53.06,45.72,44.36,25.96,18.19,16.28；
[0041]
hrms:m/z,found:382.1355。
[0042]
实施例6
[0043]
室温下，将底物75.339毫克(0.3mmol)2-苄基-n-甲基-n-苯基丙烯酰胺和115.680毫克(0.45mmol)环丁酮o-(4-(三氟甲基)苯甲酰基)肟、133.392毫克(0.6mmol)焦亚硫酸钾及2毫升甲醇，在氮气环境下加入到15毫升封管中。然后将封管放入10瓦390nm光反应器中反应12h。经薄层色谱(tcl)检测直到反应完全，滤液经旋转蒸发后经硅胶柱层析分离(乙酸乙酯/石油醚＝1:1洗脱)，得86.1毫克黄色油状液体，产率为75.1％。
[0044]
经鉴定，该液体化合物的结构式为表征数据为：
[0045]1h nmr(400mhz,cdcl3)：δ7.31-7.25(m,2h),7.16-7.07(m,4h),6.80(d,j＝6.8hz,2h),6.68(d,j＝8.0hz,1h),3.88(d,j＝14.4hz,1h),3.67(d,j＝14.4hz,1h),3.07(t,j＝4.8hz,2h),3.02(s,3h),2.92-2.90(m,1h),2.87-2.80(m,1h),2.49(t,j＝4.8hz,2h),2.12-2.05(m,2h)；
[0046]
13
c nmr(101mhz,cdcl3)：δ176.59,143.80,133.29,130.11,129.28,127.74,127.27,127.23,124.52,122.25,118.29,108.67,58.36,53.11,50.80,44.50,26.30,18.00,16.14；
[0047]
hrms:m/z,found:382.1355。
[0048]
实施例7
[0049]
室温下，将底物52.530毫克(0.3mmol)n-甲基-n-苯基甲基丙烯酰胺和115.680毫克(0.45mmol)，3-(苄氧基)环丁烷-1-酮o-(4-(三氟甲基)苯甲酰基)肟、217.865毫克(0.6mmol)焦亚硫酸钾及2毫升甲醇，在氮气环境下加入到15毫升封管中。然后将封管放入10瓦390nm光反应器中反应12h。经薄层色谱(tcl)检测直到反应完全，滤液经旋转蒸发后经硅胶柱层析分离(洗脱剂：乙酸乙酯/石油醚＝1:1)，得100.3毫克白色固体，产率为81.1％。
[0050]
经鉴定，该固体化合物结构式为表征数据为：
[0051]1h nmr(400mhz,cdcl3)：δ7.44-7.25(m,7h),7.16-7.13(m,1h),6.89(d,j＝7.6hz,1h),4.71-4.52(m,2h),4.23-4.18(m,1h),3.79-3.67(m,1.6h),3.52(d,j＝14.4hz,0.4h),3.24(t,j＝6.4hz,3.3h),3.07-3.00(m,1h),2.74-2.62(m,2h),2.45-2.40(m,0.7h),1.32(s,1.3h),1.23(s,1.7h)；
[0052]
13
c nmr(101mhz,cdcl3)：δ177.8(2c),143.52,143.21,136.23,136.01,130.22,129.43,129.09,128.87,128.84,128.71,128.62(2c),128.55,128.20,127.81,124.02,123.45,122.73,122.62,116.12,115.74,108.82(2c),72.87,72.63,70.32,69.61,60.92,60.64,58.63,57.84,45.44,45.3.,26.51,25.02,24.74,23.02,22.51；
[0053]
hrms:m/z,found:412.1460。
[0054]
实施例8
[0055]
室温下，将底物n-甲基-n-苯基甲基丙烯酰胺52.530毫克(0.3mmol)和氧杂环丁烷-3-酮-o-(4-(三氟甲基)苯甲酰基)肟115.680毫克(0.45mmol)、焦亚硫酸钾155.427毫克(0.6mmol)及2毫升甲醇，在氮气环境下加入到15毫升封管中。然后将封管放入10瓦390nm光反应器中反应12h。经薄层色谱(tcl)检测直到反应完全，滤液经旋转蒸发后经硅胶柱层析分离(洗脱剂：乙酸乙酯/石油醚＝1:1)，得78.6毫克白色固体，产率为85.0％。
[0056]
经鉴定分析，该固体化合物的结构式为表征数据如下：
[0057]1h nmr(400mhz,cdcl3)：δ7.32-7.28(m,1h),7.19-7.17(m,1h),7.11-7.07(m,1h),6.88(d,j＝7.6hz,1h),4.03-3.94(m,2h),3.40-3.33(m,1h),3.28-3.22(m,4h),2.41-2.37(m,1h),2.03-1.99(m,1h),1.39(s,3h)；
[0058]
13
c nmr(101mhz,cdcl3)：δ180.25,143.20,132.62,128.14,122.53,122.54,115.62,108.33,68.12,55.81,46.34,36.75,26.22,24.43；
[0059]
hrms:m/z,found:308.0833。