[发明专利]一种合成α-烷基取代吲哚-3-甲醛类化合物的方法

说明书

本发明公开了一种合成α‑烷基取代吲哚‑3‑甲醛类化合物的新方法，即在镁屑存在下，以含1，3‑二（2，4，6‑三甲基苯基）咪唑阳离子的铁(III)配合物为催化剂，通过芳基乙烯与吲哚‑3‑甲醛亚胺的氢杂芳基化反应合成α‑烷基取代吲哚‑3‑甲醛类化合物。与现有合成技术相比较，本发明避免使用敏感易燃的格氏试剂和添加剂TMEDA，因此更具安全性和原子经济性，同时底物的适用性也更大，这是首例在镁屑的作用下铁系催化剂实现的氢杂芳基化反应。

技术领域

本发明属于有机合成制备技术领域，具体涉及到一种合成α-烷基取代吲哚-3-甲醛类化合物的新方法。

背景技术

α-烷基取代吲哚-3-甲醛是一类重要的结构片段，广泛存在于天然产物、药物和生物活性分子中，具有重要的合成价值。在过去的十多年间，过渡金属催化的芳基乙烯与吲哚类化合物的氢杂芳基化反应因其100%的原子经济性逐步发展成为一种合成α-烷基取代吲哚类化合物的新方法。但是，目前涉及铁系催化剂的文献报道只有两篇。2015年，Yoshikai课题组在敏感易燃的格氏试剂环己基氯化镁（CyMgCl）和过量的添加剂N,N,N',N'-四甲基乙二胺（TMEDA）存在下，以乙酰丙酮铁（Fe(acca)₃）和咪唑盐SIXyl∙HCl（SIXyl为1，3-二（2,6-二甲基苯基）咪唑啉阳离子）为催化体系，实现了芳基乙烯与吲哚-3-甲醛亚胺的氢杂芳基化反应。2017年，Ackermann课题组在敏感易燃的格氏试剂CyMgCl和过量的添加剂TMEDA存在下，以Fe(acca)₃和手性咪唑盐为催化体系，实现了芳基乙烯与吲哚-3-甲醛亚胺的对映选择性氢杂芳基化反应。由此可见，目前报道的铁系催化剂催化的芳基乙烯与吲哚类化合物的氢杂芳基化反应都需要使用敏感易燃的格氏试剂和过量的添加剂TMEDA才能使反应得以进行，这既限制了其官能团耐受性（例如对三氟甲基苯乙烯、对三甲基硅基苯乙烯、对吗啉苯乙烯、2-乙烯基吡啶和2-乙烯基苯并呋喃等其不能耐受），同时也降低了反应的原子经济性。因此，需要研发新的制备方法以提高合成α-烷基取代吲哚-3-甲醛类化合物的安全性以及工业实用性。

发明内容

本发明的目的是提供一种合成α-烷基取代吲哚-3-甲醛类化合物的新方法，在镁屑存在下，以含1，3-二（2，4，6-三甲基苯基）咪唑阳离子的铁(III)配合物为催化剂，通过芳基乙烯与吲哚-3-甲醛亚胺的氢杂芳基化反应合成α-烷基取代吲哚-3-甲醛类化合物，本发明无需现有技术必要的格氏试剂以及TMEDA，而且催化剂是一种简单易得、具有明确结构和空气稳定性的铁(III)配合物。

本发明采用如下技术方案：

一种合成α-烷基取代吲哚-3-甲醛类化合物的方法，包括以下步骤，在惰性气体气氛中，催化剂、镁、吲哚-3-甲醛亚胺、芳基乙烯和溶剂，然后进行反应，再经过酸化，得到α-烷基取代吲哚-3-甲醛类化合物；具体的，反应后用稀盐酸酸化，然后用乙酸乙酯萃取，通过柱层析分离提纯，得到α-烷基取代吲哚-3-甲醛类化合物，可进行定量分析。催化剂为含1，3-二（2，4，6-三甲基苯基）咪唑阳离子的铁(III)配合物。

含1，3-二（2，4，6-三甲基苯基）咪唑阳离子的铁(III)配合物在合成α-烷基取代吲哚-3-甲醛类化合物反应中的应用。

本发明中，含1，3-二（2，4，6-三甲基苯基）咪唑阳离子的铁(III)配合物为[HIMes][FeBr₄]，其化学结构式如下：

本发明中，吲哚-3-甲醛亚胺由下列化学结构式表达：

R¹为氢、甲基、甲氧基、氟中的一种；R²为甲基或者苄基。

本发明中，芳基乙烯由下列化学结构式表达：