[发明专利]一种新型自由基串联环化反应物及其制备和应用

说明书

本发明公开了1‑丙烯酰基‑2‑氰基吲哚类化合物的制备方法及其在光催化串联环化反应中的应用，以2‑氰基吲哚类化合物(I)和甲基丙烯酰氯(II)作为原料，在4‑二甲氨基吡啶和三乙胺添加剂存在下，以二氯甲烷作为反应溶剂，在室温下反应得到1‑丙烯酰基‑2‑氰基吲哚类化合物(III)。随后，将所合成的1‑丙烯酰基‑2‑氰基吲哚类化合物作为自由基受体，进一步在光催化的作用下和磺酰肼或硫氰酸铵通过自由基串联反应，合成一系列磺酰化和硫氰化吡咯并[1,2‑a]吲哚二酮类化合物。该方法具有官能团耐受性好、反应条件温和、区域选择性高、原子经济性好等优点，具有潜在的应用前景。上述结果表明1‑丙烯酰基‑2‑氰基吲哚类化合物是一种有效的自由基串联环化反应新骨架，可以为自由基串联环化反应提供平台化合物，为发展高效的自由基串联环化反应奠定基础。

技术领域

本发明涉及化学合成领域，具体涉及1-丙烯酰基-2-氰基吲哚类化合物的制备方法及其作为反应物在光催化串联环化反应中的应用。

背景技术

含氮杂环化合物普遍存在于大量天然产物、药物分子和人造功能材料中。其中稠合吲哚的多环化合物在大量医药和农药中被发现(Chem.Rev.,2018,118,3752–3832)。在医药领域，可用作抗病毒、抗肿瘤、抗炎、抗菌、抗高血压等。在农药领域，广泛用于高效植物生长调节剂、杀菌剂等。因此，几十年来有机合成工作者开发了许多有效的合成新方法实现含氮杂环化合物的构筑。

自由基串联环化反应是一种简便温和且能快速构建多个化学键的环化策略。反应过程可避免耗时耗力的中间体分离、保护/脱保护步骤，产生的废物少，被认为是发展绿色可持续转化的有用方法。在自由基串联环化反应中，自由基对反应底物的加成、串联环化是最为关键的步骤。对于特定类型的底物骨架，有机合成工作者可以通过采用不同的自由基前体，通过特定手段在反应中产生相应的自由基，经过对反应底物的自由基加成/串联环化等步骤，可以合成各种各样官能团化的一系列杂环化合物。因此，设计新型的底物骨架，可以为自由基串联环化反应提供平台化合物，为发展高效的自由基串联环化反应奠定基础。

本发明中公布了一类新型化合物骨架1-丙烯酰基-2-氰基吲哚类化合物及其制备方法。采用1-丙烯酰基-2-氰基吲哚类化合物作为自由基受体，很容易在光催化作用下合成一系列磺酰化吡咯并[1,2-a]吲哚二酮类化合物和硫氰化吡咯并[1,2-a]吲哚二酮类化合物。

发明内容

本发明首次公布一类新型自由基受体1-丙烯酰基-2-氰基吲哚类化合物及其制备方法。这类化合物可以用作反应底物参与自由基串联环化反应，作为自由基受体，在温和反应条件下光催化合成磺酰化吡咯并[1,2-a]吲哚二酮类化合物和硫氰化吡咯并[1,2-a]吲哚二酮类化合物。

为实现本发明目的，本发明以化合物(I)和化合物(II)为原料，在4-二甲氨基吡啶和三乙胺条件下，合成1-丙烯酰基-2-氰基吲哚类化合物(III)。

所述的化合物(I)2-氰基吲哚的结构式如下：

其中R¹为甲基、甲氧基、氯、溴；R²为芳基、甲基、碘。

所述的化合物(II)甲基丙烯酰氯的结构式如下：

所述的化合物(III)1-丙烯酰基-2-氰基吲哚的结构式如下：

其中R¹为甲基、甲氧基、氯、溴；R²为芳基、甲基、碘。

所述的1-丙烯酰基-2-氰基吲哚类化合物的制备方法，其特征步骤如下：将化合物(I)加入到圆底烧瓶中，再加入4-二甲氨基吡啶和三乙胺，随后加入二氯甲烷作为反应溶剂，最后加入化合物(II)。室温下搅拌24小时后，经萃取、浓缩、经过柱层析分离得到1-丙烯酰基-2-氰基吲哚类化合物(III)。