靛红与邻氨基苄基取代的吲哚的(Z/E)-选择性反应

通过靛红与邻氨基苄基取代的吲哚的高产率和高的(Z/E)-选择性的反应(产率高达99%,all >95:5 Z/E)。


摘要:2-羟基吲哚衍生物可以通过靛红与邻氨基苄基取代的吲哚的(Z/E)-选择性反应进行有效合成。这种简便的合成方法不仅具有很高的产率和很好的Z/E选择性(>97%,all>95:5Z/E),而且也提供了一种可以高效官能团化邻氨基苄基吲哚的方法。

该论文有图5幅,表3个,参考文献31篇。

关键词:吲哚官能团氧化吲哚邻氨基苄基靛红

An Efficient Synthesis of Functionalized 2-Oxindole Derivatives via Organocatalytic (Z/E)-Selective Benzyl Functionalization of o-Aminobenzylindoles with Isatins

Abstract:An efficient method for the synthesis of functionalized 2-oxindole derivatives has been established via chemospecific benzyl functionalization of o-aminobenzylindoles with isatins. This protocol not only provides an easy access to functionalized 2-oxindole derivatives in high yields and excellent (Z/E)-selectivity (up to 97%, all >95:5 Z/E), but also serves as a good example of catalytic benzyl functionalization of o-aminobenzylindoles.

Key word : benzyl functionalization  oxindole  o-aminobenzylindole  isatin

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

图清单 IV

表清单 IV

1前言 1

2结果与讨论 2

3结论 6

4实验部分 7

4.1实验试剂和仪器 7

4.2实验步骤 7

4.3化合物表征 7

参考文献 14

致谢 17

1前言

2-羟基吲哚衍生物是一类特殊的杂环化合物,这类杂环化合物通常具有潜在的生物活性,广泛存在于与医药有关的天然产物和人工合成的化合物[1]中。它们拥有包括抗恶性细胞增生[2],抗癌[3],抗血管生成[3],抗癌抗菌素[4],抗炎[5]以及抑制[6]激酶等一系列生物活性。例如,靛玉红被广泛用于临床治疗慢性粒细胞白血病[7],SU5416(III),SU4984(IV)和化合物(Ⅴ)则被当作细胞周期依赖性蛋白激酶(CDKs)[8]的有效抑制剂。

图1具有生物活性的2-羟基吲哚衍生物

靛红是构建2-羟基吲哚骨架最常用的底物。不过,大多数的2-氧化吲哚的合成都是基于Knoevenagel反应,也就是通过靛红和活泼的亚甲基化合物反应合成2-氧化吲哚衍生物的过程(方程式1)[9]。而与之形成鲜明对比的是苄基化合物与靛红的反应则鲜有实例(方程式2)。因此,本篇中苄基化合物与靛红的反应是值得期待的。

图2靛红参与的2-氧化吲哚衍生物的合成

2结果与讨论

邻氨基苄基吲哚可以与多种具有醛酮结构的化合物发生Pictet–Spengler环化反应[10]。作为我们在Pictet–Spengler环化反应工作中的继续,[11]我们设想邻氨基苄基吲哚2可以和靛红1在布朗斯特酸的作用下发生Pictet–Spengler环化反应,生成具有生物活性的苯并氮杂吲哚3。然而实际的实验结果显示并没有我们当时所设想的Pictet–Spengler环化反应的产物3生成(图3),而是以一种化学选择性的方式生成了一种苄基取代的2-氧化吲哚的产物4,而这也为苄基化合物和靛红的反应提供了一种有效的方式。另外,值得注意的一点是苄基取代的化合物直接和靛红的有机催化反应在文献报导中是非常少见的。

所在课题组在合成具有潜在生物活性杂环化合物领域中有着广泛兴趣,作为该工作的延续,[12]我们在此报道一种基于邻氨基苄基吲哚和靛红的反应,高效的构建2-氧化吲哚骨架的化学选择性策略(upto99%,All>95:5Z/E)。

图3对于邻氨基苄基吲哚和靛红反应的研究

起初,我们用N-苄基靛红1a和邻氨基苄基吲哚2在1,2-二氯乙烷(DCE)中的反应来筛选了一系列酸度的布朗斯特酸5(表1,entries1-5)。实验的结果显示催化剂的酸度对反应产生了一定的影响,酸度为5a的强酸度下无法催化反应进行(entries1),而在外消旋磷酸和弱酸度5e的条件下生成的产物4a产率高达85%(entries5)。然后我们在5e催化条件下,筛选了不同类型的溶剂(entries5-10),实验结果显示卤代烃作为实验的反应溶剂比其他溶剂反应效果更好(entries5-6Vs7-10)。而在这些卤代烃的溶剂中,单就产率方面而言,DCE是最合适的反应溶剂。接着,我们尝试改变反应温度以检验温度对于该反应产率的影响。结果发现反应温度的提高可以大大提高反应的产率(entries11Vs5)。随后我们进行了分子筛的筛选,但从实验结果来看,分子筛对反应的产率影响不大(entries12-14Vs11)。然后,在最优温度70℃的条件下,我们对该反应体系中的两个反应物的当量比进行调整。结果发现,当这二者的当量比为2时,反应的产率可以稳定在99%(entries15Vs.11)。另外需要注意一点的是在所有的反应中只能观测到4a的Z型同分异构体。