Br(o)nsted酸性离子液体催化α-羟基丙酮和2-苯基吲哚反应合成苯并[a]咔唑

摘要：

以生物质基平台化合物为原料合成含氧/氮杂环是实现生物质高值转化的重要途径.α-羟基丙酮可通过生物质分段热解获得,是一种重要的生物质平台化合物.尽管吡嗪,恶唑啉,呋喃,和喹喔啉等α-羟基丙酮衍生化杂环化合物已有报道,但将α-羟基丙酮转化为其它类型杂环仍具有很大的吸引力.苯并[a]咔唑化合物因其在医药和光学材料有广泛的应用而备受关注.在过去二十年里,开发出了许多合成苯并[a]咔唑的方法,其中从简单易得的2-苯基吲哚出发,构建苯并[a]咔唑的方法最具吸引力,但目前基于2-苯基吲哚合成苯并[a]咔唑的报道只有4例:(1)ln(OTf)3催化2-苯基吲哚和炔丙基醚的[4+2]反应;(2)Pd催化2-苯基吲哚与端炔氧化环化;(3)Rh(III)催化2-苯基吲哚与α-重氮羰基化合物串联环化;(4)BiCl3催化2-苯基吲哚与α-溴乙缩醛苯环化反应.考虑到苯并[a]咔唑化合物广泛的应用性,从简单易得的原料出发,发展新型的(例如非过渡金属催化)构建该类杂环的方法十分有必要.本文报道了Br?nsted酸性离子液体催化2-苯基吲哚和生物质基α-羟基丙酮的串联反应,构建了一系列苯并[a]咔唑化合物.首先通过对催化剂、溶剂和温度等参数的筛选,确定了最佳反应条件为1a(0.3 mmol),2a(0.45 mmol),TfOH(10 mol％),4c(2.0 equiv.),H2O(16.0 equiv.),硝基乙烷(1.0 mL),95°C,1 h.在标准条件下,给电子和拉电子基团取代的2-苯基吲哚都可以很好地参与反应,反应收率在70％–92％之间,相对富电子2-苯基吲哚,较贫的2-苯基吲哚反应活性更高,2-呋喃或噻吩吲哚也可以顺利参与反应.在考察α-羟基丙酮同系物的反应活性时发现,α-羟基苯乙酮和α-羟基乙缩醛可以很好地参与反应,但在α-羟基苯丙酮的α位引入取代基时,目标产物不能有效生成.值得说明的是,在合成的苯并[a]咔唑化合物中,3k具有抗白血病和抗肿瘤活性,另外反应中离子液体催化体系可以重复使用5次.

关键词：苯并[a]咔唑、Br?nsted酸性离子液体、α-羟基丙酮、2-苯基吲哚、串联反应

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资助基金：国家自然科学基金21761132014,21872060;中央高校基本科研业务费专项资金2016YXZD033,2019kfyXJJS072;材料化学与服役失效湖北省重点实验室开放基金2017MCF01K

在线出版日期：2019-06-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：1135-1140,中插1-中插10