一種N-甲基-吲哚-3-苯乙烯類化合物的合成方法技術

本發明專利技術公開了一種N-甲基-吲哚-3-苯乙烯類化合物的合成方法，反應從取代吲哚-3-甲醛出發，在極性溶劑和堿性條件下與甲基化試劑反應后，使其吲哚環的氮氫被甲基所取代，然后再在非質子溶劑和強堿的作用下和取代苯基膦酸二乙酯通過Wittig-Homer反應引入苯乙烯基。相對于現有技術，最突出的優點在于在獲得取代吲哚-3-甲醇類化合物后，一步法合成目標產物，簡化了反應步驟，提高了整體產率。此外，采用相對比較容易獲得的原料，降低了成本。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于化學
，涉及一種N-甲基-吲哚-3-苯乙烯類化合物的合成方法。
技術介紹
兩個芳香基團通過π鍵相連得到一個共軛體系，形成分子內的電子流，如N-甲基-吲哚-3-苯乙烯，其結構見右圖所示。此類化合物可表現出優異的光電效應，可以被應用于感光器材、熒光增白劑、激光材料、光數據存儲、光電導體等各個方面，也可以作為研究祝黃霉、類胡蘿卜素等直線型化合物的模型，對研究光生物學有很大的幫助。在國內外，構建以η鍵相連的共軛體系時，主要有以下幾種方法 (I)《化學試劑》，2006，28 (6) :373-374報導，葛裕華、靳清賢等人采用Wittig法合成苯乙烯基化合物，既由氯化芐與三苯基膦在氯仿中回流制得氯化芐三苯基膦，然后與5-甲氧基吲哚-3-甲醛反應得到反式-5-甲氧基-3-苯乙烯基吲哚。合成路線如圖I所/Jn οWittig反應是一條比較常用的構造鍵的方法,但是此反應對空氣中的氧及所用的堿比較敏感。反應生成的產物立體選擇性也不高，并且在分離提純是有含磷的副產物很難除去。(2) ((Organic Letters)), 2005, 7 (10) : 1414-1418 報導，以各種取代 Gramine 為原料，與取代苯甲醛在乙腈溶劑和三丁基膦中反應得到通過η鍵相連的共軛體系。合成路線如圖2所示。這是羅切斯特大學的Nabi Magomedov教授所發現的合成苯乙烯基卩引哚的新方法，通過這種方法他共獲得15個各種取代苯乙烯基吲哚。(3)《Journal of Physical Organic Chemistry》，2006,19 :43-52 報導，以口引哚-3-甲醛為原料，在六氫吡啶的催化作用下與取代苯乙酸反應引入苯乙烯基。合成路線如圖3所示。使用此路線來建立雙鍵的文獻報道比較少，主要原因是產率非常低，一般在10%以下。
技術實現思路
為了克服現有技術中存在的缺陷，本專利技術提供一種合成產率高、合成簡單、適合工業化生產的N-甲基-吲哚-3-苯乙烯類化合物的合成方法。以吲哚-3-甲醛為原料，在吲哚環氮原子上用甲基保護后，采用Wittig-Honor法合成一系列N-甲基-吲哚-3-苯乙烯。其技術方案如下一種N-甲基-吲哚-3-苯乙烯類化合物的合成方法，從取代吲哚-3-甲醛出發，在極性溶劑和堿性條件下與甲基化試劑反應后，使其吲哚環的氮氫被甲基所取代，然后再在非質子溶劑和強堿的作用下與取代苯基膦酸二乙酯通過Wittig-Horner反應引入苯乙稀基，生成N-甲基_ Π引噪-3-苯乙稀類化合物，合成路線如圖4所示。式中R表示氟、氯、溴、烷基、甲氧基、芐基、氰基、硝基、乙?；蝓セ?；R’表示氟、氯、溴、烷基、甲氧基、芐基、氰基、硝基、乙?；蝓セ?。所述取代苯基膦酸二乙酯既是反應物又是溶劑。所述極性溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、四氫呋喃、乙氰或DMF。所述甲基化試劑為碳酸二甲酯、硫酸二甲酯或碘化鈉。 所述堿性條件是指在氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀或碳酸鈉的存在的條件下。所述非質子溶劑為包括四氫呋喃、二甲基亞楓或DMF。所述強堿按堿性強弱依次是氨基鉀、氨基鈉、氫化鈉、叔丁醇鉀、乙醇鉀和乙醇鈉。堿性越強，反應的立體選擇性越好。 進一步優選，所述強堿為氨基鉀。本專利技術的有益效果本專利技術N-甲基-吲哚-3-苯乙烯類化合物的合成方法，相對于現有技術，由于采用了這么一條新的合成路線，即從取代吲哚-3-甲醛出發，在極性溶劑和堿性條件下與甲基化試劑反應后，使其吲哚環的氮氫被甲基所取代，得到相應的N-甲基-吲哚-3-甲醛。然后再在非質子溶劑和強堿的作用下和取代苯基膦酸二乙酯通過Wittig-Horner反應引入苯乙烯基,制得N-甲基-Π引哚-3-苯乙烯類化合物。本專利技術克服上述現有技術的不足，提供一種制備N-甲基-吲哚-3-苯乙烯類化合物新方法。本專利技術最突出的優點在于采用了 Wittig-Honor反應,Wittig-Honor反應是Wittig反應的改進,它是由Honor等人在1958年最先發現的,是目前合成烯烴的主要方法之一。它與經典Wittig反應相比，有以下優點比磷葉立德親核性強，因而更易與醛酮反應；由于反應生成的是次磷酸、磷酸以及磷酸衍生物溶于水，故易與主產物烯烴分離；磷葉立德需要較貴的磷來制備，而膦酸醋則易從較便宜的亞膦酸醋經Michaelis-Arbuzov反應方便制得；膦?；噭┮话銓A不敏感，與空氣中得水汽反應也比較慢，因而實驗操作比較方便；最主要的優點是該反應的立體選擇性很強，產物主要是反式的。其次，本專利技術合成簡單，原料轉化率高，對設備要求也不高，而且每一步后處理都很簡單，只需在反應結束后加入一定量的水，即可從反應體系中析出產品，產率可達到90%以上，純度可達到98%以上。附圖說明圖I為本專利技術
技術介紹
部分第一個引用文件中的合成路線圖；圖2為本專利技術
技術介紹
部分第二個引用文件中的合成路線圖；圖3為本專利技術
技術介紹
部分第三個引用文件中的合成路線圖；圖4為本專利技術N-甲基-吲哚-3-苯乙烯類化合物的合成路線圖；圖5為本專利技術實施例I中的第一個反應式；圖6為本專利技術實施例I中的第二個反應式；圖7為本專利技術實施例2中的第一個反應式；圖8為本專利技術實施例2中的第二個反應式；圖9為本專利技術實施例3中的第一個反應式；圖10為本專利技術實施例3中的第二個反應式。具體實施例方式下面結合具體實施例對本專利技術的方法作進一步詳細地說明。本專利技術目的實現，主要設計了一種新的合成路線，即從取代吲哚-3-甲醛出發，在極性溶劑和堿性條件下與甲基化試劑反應后，使其吲哚環的氮氫被甲基所取代，然后再在非質子溶劑和強堿的作用下和取代苯基膦酸二乙酯通過Wittig-Horner反應引入苯乙烯基。本專利技術合成路線如圖4所示式中R表示氟、氯、溴、烷基、甲氧基、芐基、氰基、硝基、乙?；王セ热我饣鶊F。R’也表不氣、氣、漠、燒基、甲氧基、節基、氛基、硝基、乙酸基和酷基等任意基團。 本專利技術中取代吲哚-3-甲醛是指在吲哚環的4、5、6和7上含有各種取代基，其中包括氟、氯、溴、烷基、甲氧基、芐基、氰基、硝基、乙酰基和酯基等。極性溶劑，起到溶解原料，有利于加大反應接觸面，盡量使反應在均相中進行，減少反應所需時間。它可以是常用的例如但不限于二氯甲烷、三氯甲烷、丙酮、四氫呋喃、乙腈、DMF等的極性溶劑。試驗較好為DMF，其對取代吲哚-3-甲醛的溶解性更好，更有利于反應的徹底。甲基化反應時的堿性條件是指實驗室一般使用的堿，例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、碳酸鈉等，但不僅限于這幾種。甲基化試劑是指在能夠在吲哚的氮原子上引入一個甲基的試劑。引入甲基的主要目的是因為吲哚環上的氮氫比較活潑，在下一步Wittig-Honor反應的強堿環境下，氮氫容易被反應體系中的親電試劑所取代而引入雜質，這也是上面文獻報道中經常提及但未解決的問題。本專利技術所使用的甲基化試劑是碳酸二甲酯、硫酸二甲酯和碘化鈉。試驗較好為碳酸二甲酯，其相比于另外兩種毒性要小的多，而且價格便宜。Wittig-Honor反應中的磷葉立德試劑對水等質子性溶劑比較敏感，因此反應時溶劑需要預先除水，一般要用非質子極性溶劑。它們不易給出質子，但介電常數和分子極性都非常大，分子的負電荷端大多暴露在外部，正電荷端包在內部，對負電荷很少溶劑化，因此非質子極性溶劑對Wi本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種N？甲基？吲哚？3？苯乙烯類化合物的合成方法，其特征在于，從取代吲哚？3？甲醛出發，在極性溶劑和堿性條件下與甲基化試劑反應后，使其吲哚環的氮氫被甲基所取代，然后再在非質子溶劑和強堿的作用下與取代苯基膦酸二乙酯通過Wittig？Horner反應引入苯乙烯基，生成N？甲基？吲哚？3？苯乙烯類化合物，合成路線如下所示：式中R表示氟、氯、溴、烷基、甲氧基、芐基、氰基、硝基、乙?；蝓セ?；R’表示氟、氯、溴、烷基、甲氧基、芐基、氰基、硝基、乙酰基或酯基。FSA00000740249300011.tif

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：葛裕華，沈丹丹，王赟，蘇向華，
申請(專利權)人：東南大學，
類型：發明
國別省市：