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7-卤代吲哚包括7-氟吲哚、7-氯吲哚、7-溴吲哚,是一类重要的吲哚化合物,具有独特的化学结构、较强的生物活性和药理活性,广泛应用于医药、农药以及有机合成领域。7-卤代吲哚可用于合成治疗糖尿病高血糖症的钠依赖性葡萄糖共转运蛋白2抑制剂、治疗关节炎的β-胰蛋白酶抑制剂、治疗肥胖症的蛋白偶联受体GPR119激动剂、治疗神经性疼痛的大麻素CB1受体激动剂等多种药物和杀菌剂等。合成吲哚骨架的反应有很多,但制备7-卤代吲哚的反应相对较少。
目前报道的制备7-卤代吲哚的方法主要有:1)吲哚合成法1,2-卤代硝基苯与三倍量乙烯基格式试剂在-78℃直接反应制备7-卤代吲哚,该法反应温度极低,条件苛刻;2)吲哚合成法2,以3-卤代邻硝基甲苯与DMF-DMA经缩合、还原及分子内关环反应制备7-卤代吲哚,但原料3-卤代邻硝基甲苯相对较贵;3)吲哚为原料制备法,吲哚与甲酸及1-(3-二甲基氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺经酰基化、铊化、卤代、碱水解、脱氢反应后制备得7-卤代吲哚,但铊化合物剧毒,且反应步骤过于繁琐,收率低;4)Sugasawa合成法,苯胺与氯乙腈经佛克烷基化、还原关环合成7-卤代吲哚,但氯乙腈极毒危险。
另外还有通过Stille偶联反应、Sonogashira偶联、微波反应法制备7-卤代吲哚,但普遍使用剧毒品作为原料,工艺路线较复杂,不宜推广。
7-溴吲哚可用于有机合成,其应用举例如下:制备7-溴吲哚衍生物叔丁基2-(7-溴-1H-吲哚-3-基)乙基氨基甲酸,化合物叔丁基2-(7-溴-1H-吲哚-3-基)乙基氨基甲酸及相关的衍生物在药物化学及有机合成中具有广泛应用。
目前叔丁基2-(7-溴-1H-吲哚-3-基)乙基氨基甲酸的合成较为困难。因此,需要开发一个原料易得,操作方便,反应易于控制,总体收率合适的合成方法。有研究公开了以7-溴吲哚为起始原料,经过傅克反应、酰胺化、还原、叔丁氧羰基保护反应得到目标产物,该化合物是重要的医药中间体。具体步骤如下:
1)2-(7-溴-1H-吲哚-3-基)-2-氧代乙酰氯的合成,把40g 7-溴吲哚加入到450ml无水二氯甲烷中,加入15g三氯化铝,再加入70g草酰氯,加热回流2小时,冷却至室温,再加入水,分液、干燥、浓缩,剩余物上柱分离得到47g 2- (7-溴-1H-吲哚-3-基)-2-氧代乙酰氯。
2)2-(7-溴-1H-吲哚-3-基)-2-氧代乙酰胺的合成,45g2-(7-溴-1H-吲哚-3-基)-2-氧代乙酰氯加入到100ml水与500ml氨水的混合物中,室温搅拌4小时,加入乙酸乙酯萃取,分液、干燥、浓缩,剩余物上硅胶柱分离得32g 2- (7-溴-1H-吲哚-3-基)-2-氧代乙酰胺。
3)2-(7-溴-1H-吲哚-3-基)乙胺的合成,把30g 2-(7-溴-1H-吲哚-3-基)-2-氧代乙酰胺加入到200ml无水四氢呋喃中,加入17g四氢铝锂,加热回流搅拌8小时,冷却至室温,加入氢氧化钠水溶液,加入乙酸乙酯萃取,干燥、浓缩,剩余物上硅胶柱分离得17g 2-(7-溴-1H-吲哚-3-基)乙胺。
4)叔丁基2-(7-溴-1H-吲哚-3-基)乙基氨基甲酸的合成,把15g 2-(7-溴-1H-吲哚-3-基)乙胺加入到150ml二氯甲烷中,加入18g二碳酸二叔丁酯,再加入0.5g 4-二甲胺基吡啶,室温搅拌10小时,浓缩除去二氯甲烷,剩余物上硅胶柱分离得12g叔丁基2-(7-溴-1H-吲哚-3-基)乙基氨基甲酸。
以邻卤代苯胺和水合氯醛、盐酸羟胺为原料,通过Sandmeyer异亚硝基乙酰替苯胺合成法制备得7-卤代靛红,再经硼氢化钠/三氟化硼乙醚体系还原制备得7-卤代吲哚,合成路线如图所示。由价格相对较低的靛红还原制备吲哚的工艺,目前尚未见报道。该工艺具有原料成本低,反应条件温和,收率较高,操作简便等优点,适合批量制备7-卤代吲哚,具有较好的工业应用前景。
1)N-(2-溴苯基)-2-异亚硝基乙酰苯胺(3c)的合成
向100mL带搅拌的四口烧瓶中,依次加入25mL水,10mL(0.12moL)浓盐酸,0.09moL邻溴代苯胺(11.48g)制得邻卤代苯胺盐酸盐备用。在另一250mL四口烧瓶中加入100mL水,71.60g(0.50moL)无水硫酸钠,搅拌升温至35℃溶解后,加入16.50g(0.10moL)水合氯醛,滴加入上述邻卤代苯胺盐酸盐,最后加入20.00g(0.29moL)盐酸羟胺。加料毕,搅拌加热反应,80℃反应约3h,薄层色谱(TLC)监控。反应毕,反应液冷却至0℃后,过滤,洗涤,干燥,化合物3c。酸性滤液在下一批次投料中替代水循环套用。12.58g黄色粉末状固体N-(2-氯苯基)-2-异亚硝基乙酰苯胺,收率70.37%,含量98.44%,熔点150~151℃。
2) 7-卤代靛红(4c)的合成
在250mL四口烧瓶中,将0.05moL N-(2-溴代苯基)-2-异亚硝基乙酰苯胺(9.93g 3c)分批加入至20mL浓硫酸中,加料过程温度控制在60~70℃,加料毕,升温至80℃搅拌反应,TLC监控,反应毕,在剧烈搅拌下将反应液倒入200g碎冰中淬灭,搅拌1h后,过滤、干燥得7-卤代靛红8.46g淡黄色固体,收率93.49%,含量98.64%,熔点186~187℃。
3)7-溴吲哚(1c)的合成
将0.024moL 7-溴代靛红(4.34g)和2.72g(0.072moL)硼氢化钠置于一干燥四口烧瓶中,冷却至-10℃以下,搅拌下向其中缓慢滴加40mL干燥的四氢呋喃和7.66g(0.054moL)三氟化硼乙醚,整个过程控制温度不超过-5℃,TLC监控,反应10h,反应毕,向其中缓慢滴入6.60g硫酸氢钠和70mL水组成的水溶液淬灭(注意防止爆沸),混合液经乙酸乙酯萃取,无水硫酸镁干燥,减压蒸除溶剂,异丙醇重结晶后,得7-溴代吲哚(1c)2.69g白色针状固体,收率73.96%,含量99.24%,熔点57~58℃。
[1] 刘长春, 程进, 蒋若愚, 等. 7-卤代吲哚的合成工艺研究[J]. 精细石油化工, 2018 (2018 年 03): 39-45.
[2] CN201610208216.6一种7-溴吲哚衍生物的制备方法