一種可見(jiàn)光催化合成吲哚并喹啉類(lèi)衍生物的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種可見(jiàn)光催化合成吲哚并喹啉類(lèi)衍生物的方法。該方法利用金屬鹽光催化合成吲哚并喹啉類(lèi)衍生物。該方法不需要加入額外的光敏劑，以廉價(jià)的過(guò)渡金屬鹽與二級(jí)胺原位配位后生成的化合物作為光催化劑，以空氣中的氧氣作為終端氧化劑，通過(guò)光化學(xué)的方法實(shí)現(xiàn)二級(jí)胺與吲哚衍生物的氧化偶聯(lián)，一步合成出吲哚并喹啉類(lèi)衍生物；整個(gè)合成反應(yīng)條件溫和，高效，操作簡(jiǎn)單，原子經(jīng)濟(jì)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種可見(jiàn)光催化合成吲哚并喹啉類(lèi)衍生物的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本 發(fā)明屬于催化合成領(lǐng)域，涉及吲哚并喹啉類(lèi)衍生物的合成，特別涉及采用可見(jiàn)光催化合成吲哚并喹啉類(lèi)衍生物的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]如今的物質(zhì)文明空前發(fā)達(dá)，作為與物質(zhì)緊密相連的化學(xué)功不可沒(méi)。在能源、材料、藥物、食品等領(lǐng)域中，無(wú)一不彰顯著化學(xué)的豐功偉績(jī)。但與此同時(shí)，化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中“三廢”的排放加劇了環(huán)境的污染。為了提高能源利用的效率，以及最大限度降低環(huán)境污染，科學(xué)家們提出發(fā)展能源經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)，即化學(xué)反應(yīng)要滿足綠色化學(xué)的要求。綠色化學(xué)，又稱(chēng)環(huán)境友好化學(xué)，其核心內(nèi)容之一是“原子經(jīng)濟(jì)性”。原子經(jīng)濟(jì)性的概念是1991年美國(guó)著名有機(jī)化學(xué)家Trost提出的，它是用原子利用率衡量反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性。高效的有機(jī)合成應(yīng)該是最大限度地利用原料分子的每一個(gè)原子，使之結(jié)合到目標(biāo)分子中，達(dá)到零排放。原子利用率越高，反應(yīng)產(chǎn)生的廢棄物越少，對(duì)環(huán)境造成的污染也越少。即充分利用反應(yīng)物中的各個(gè)原子，在充分利用資源的同時(shí)降低污染。
[0003]交叉脫氫偶聯(lián)反應(yīng)[cross-dehydrogenativecoupling (O)C)]是一類(lèi)構(gòu)筑碳-碳鍵的“原子經(jīng)濟(jì)性”有機(jī)反應(yīng)。它是將兩個(gè)不同的碳-氫鍵直接偶聯(lián)形成一個(gè)新的碳-碳鍵，不再需要對(duì)反應(yīng)物進(jìn)行預(yù)活化或保護(hù)，從而減少了實(shí)驗(yàn)操作步驟，提高了合成的效率。通過(guò)光催化，特別是可見(jiàn)光催化實(shí)現(xiàn)該類(lèi)型的反應(yīng)更加值得期待，因?yàn)榭梢?jiàn)光催化具有操作簡(jiǎn)單、環(huán)境友好、綠色清潔、副反應(yīng)少等一系列優(yōu)點(diǎn)。最近，Stephenson等以2-苯基吡啶配位的銥(III)化合物作為光敏劑，以硝基甲烷或者空氣中的氧氣作為電子犧牲體，實(shí)現(xiàn)了 N-苯基四氫異喹啉類(lèi)衍生物與硝基烷烴的交叉脫氫偶聯(lián)(J.Am.Chem.Soc.2010，132，1464) ；Che小組以金(III)配合物作為光敏劑，氧氣作為電子受體，成功地在N-苯基四氫異喹啉類(lèi)衍生物的α位引入腈基官能團(tuán)(Angew.Chem.1nt.Ed.2012，51，2654)。這些配合物，包括廣泛使用的三聯(lián)吡啶釕(II)配合物都需要多步反應(yīng)制備，配合物中心都是貴金屬。
[0004]直到目前，還沒(méi)有任何專(zhuān)利和文獻(xiàn)報(bào)道利用原位生成的金屬配合物既作為光敏劑，又作為催化劑來(lái)實(shí)現(xiàn)交叉脫氫偶聯(lián)反應(yīng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種新型的光催化模式:利用金屬鹽光催化合成吲哚并喹啉類(lèi)衍生物的方法。該方法不需要加入額外的光敏劑，以廉價(jià)的過(guò)渡金屬鹽與二級(jí)胺原位配位生成化合物作為光催化劑，以空氣中的氧氣作為終端氧化劑，實(shí)現(xiàn)二級(jí)胺與吲哚衍生物的氧化偶聯(lián)，一步合成出吲哚并喹啉類(lèi)衍生物；整個(gè)合成反應(yīng)條件溫和，高效，操作簡(jiǎn)單，原子經(jīng)濟(jì)。
[0006]本發(fā)明提供一種可見(jiàn)光催化合成吲哚并喹啉類(lèi)衍生物的方法，包括以下步驟:
[0007]1)將無(wú)機(jī)金屬鹽和二級(jí)胺加入到有機(jī)溶劑中，得溶液A ;[0008]2)將吲哚衍生物加入溶液A中，得溶液B ；
[0009]3)在空氣氣體氛圍中，用可見(jiàn)光照射溶液B，得到吲哚并喹啉類(lèi)衍生物。
[0010]進(jìn)一步地，所述無(wú)機(jī)金屬鹽為三氟甲磺酸鎂、三氟甲磺酸鋅、三氟甲磺酸銅、氯化銅、三氟甲磺酸鈧、醋酸銅或三氟甲磺酸鐿。
[0011]進(jìn)一步地，所述二級(jí)胺的結(jié)構(gòu)式如下:
[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種可見(jiàn)光催化合成吲哚并喹啉類(lèi)衍生物的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將無(wú)機(jī)金屬鹽和二級(jí)胺加入到有機(jī)溶劑中，得溶液A; 2)將吲哚衍生物加入溶液A中，得溶液B; 3)在空氣氣體氛圍中，用可見(jiàn)光照射溶液B，得到吲哚并喹啉類(lèi)衍生物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見(jiàn)光催化合成吲哚并喹啉類(lèi)衍生物的方法，其特征在于，所述無(wú)機(jī)金屬鹽為三氟甲磺酸鎂、三氟甲磺酸鋅、三氟甲磺酸銅、氯化銅、三氟甲磺酸鈧、醋酸銅或三氟甲磺酸鐿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見(jiàn)光催化合成吲哚并喹啉類(lèi)衍生物的方法，其特征在于，所述二級(jí)胺的結(jié)構(gòu)式如下:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見(jiàn)光催化合成吲哚并喹啉類(lèi)衍生物的方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑是乙腈、二氯甲烷、氯仿或三氟甲基苯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見(jiàn)光催化合成吲哚并喹啉類(lèi)衍生物的方法，其特征在于，所述無(wú)機(jī)金屬鹽的濃度不小于0.00033mol/Lo
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見(jiàn)光催化合成吲哚并喹啉類(lèi)衍生物的方法，其特征在于，所述二級(jí)胺的濃度是0.033mol/L~0.067mol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見(jiàn)光催化合成吲哚并喹啉類(lèi)衍生物的方法，其特征在于，所述無(wú)機(jī)金屬鹽的用量不低于二級(jí)胺的1%摩爾量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見(jiàn)光催化合成吲哚并喹啉類(lèi)衍生物的方法，其特征在于，所述吲哚衍生物的結(jié)構(gòu)式如下:
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見(jiàn)光催化合成吲哚并喹啉類(lèi)衍生物的方法，其特征在于，所述吲哚衍生物與二級(jí)胺的物質(zhì)的量比值是0.5~2:1。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可見(jiàn)光催化合成吲哚并喹啉類(lèi)衍生物的方法，其特征在于，所述可見(jiàn)光照射采用的光源是LED藍(lán)光或者綠光，采用可見(jiàn)光光照溶液B的時(shí)間為I~30h。
【文檔編號(hào)】C07D471/04GK103910723SQ201310001383
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月4日
【發(fā)明者】吳驪珠, 孟慶元, 雷濤, 高學(xué)旺, 鐘建基, 向明, 陳彬, 佟振合 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所