微波辐射下1,2,3-三取代吲哚-4-酮衍生物的合成
毕业论文关键词：2-羟基-2-(2-氧代-2-芳基)-1,3-茚二酮、吲哚-4-酮衍生物、微波加热
Synthesis of 1,2,3-Tri-substituted Indole-4-Ketone Derivatives under Microwave Irradiation
Abstract: A series of 1,2,3-tri-substituted indole-4-ketone derivatives were successfully synthesized by the reaction of 2-hydroxy-2-(2-oxo-2-aryl)-indene-1,3-dione and enaminone catalyzed by p-toluenesulfonic acid in acetic acid under microwave irradiation. This protocol features short reaction time, high yield, good selectivity and eco-friendliness.
Keywords: 2-hydroxy-2-(2-oxo-2-aryl)-indene-1,3-dione; indole-4-ketone derivatives; microwave heating
1. 前言
杂环化合物大多具有一定的生物活性，而吲哚及其衍生物因具有重要的生理和药理活性而被广泛应用于杂环化学、材料科学、药剂学、农业化学等领域。
吲哚及其衍生物广泛存在于自然界。目前发现的天然吲哚衍生物约有3000多种，其中有40多种可用于治疗型药物[1]。例如3-取代吲哚衍生物中的蟾毒色胺(A)具有镇痛作用[2]；裸头草碱(B)是一种具有致幻作用的神经毒素[3]；色氨酸(C)是一种重要的氨基酸，作用于动物的生长发育与新陈代谢[4]，同时也可以作为一种前体用来制备2,3-二氢吲哚、色胺和吲哚等化合物；3-吲哚乙酸(D)能够调节植物的生长和发育，它是一种植物生长调节激素[5]。与其结构相似的褪黑激素(E)具有改善失眠症状，提高免疫力，预防衰老等功能[6]。而5-取代吲哚衍生物的应用也十分广泛。人脑分泌的5-羟基色胺(F)是一种能够传递细胞间信号的神经传递质[7]。
图1. 各种天然的吲哚衍生物A-F
Fig. 1. Variety of indole containing natural products A-F
吲哚及其衍生物的研究已有一百多年的历史，但由于含吲哚结构的生物碱特有的抗细菌、抗真菌、消炎及抗肿瘤活性，因此仍受到学界的广泛关注。近年来,通过有机合成的方法来获得具有类似结构的吲哚衍生物又成为该领域的研究热点之一。
2012年，颜朝国等[8]采用一锅法，使芳胺，丁炔二酸二烷基酯和吲哚-2-酮衍生物在溶剂HOAc中回流反应，得到含吲哚骨架的全取代吡咯衍生物。这种合成方法高效，产率优良。
2012年，我们课题组[9]尝试了在无金属催化下，用脂肪羧酸、N-芳基烯胺酮和芳酮醛水合物作为反应底物，微波加热下进行三组分反应。该反应通过sp3-C-H酯化能够实现吲哚骨架的构筑。
接下来，我们课题组[10]继续深入研究吲哚衍生物的合成。在微波辐射下，以烯胺酮，芳酮醛水合物和芳胺为原料，在溶剂HOAc中反应，烯胺酮的R基团不同时，可以合成不同取代的吲哚衍生物。该反应速率快，后处理简单，产率较高。
2013年，王英等[11]以五元(或吹冰元)环状1,3-二羰基化合物、胺和水合茚三酮为原料，在水相中，于70 ℃下反应3h-4h后，合成了茚并[1,2-b]吲哚衍生物和茚并吡咯衍生物，收率80 %～90 %。
2013年，史达清课题组[12]报道了一种简单、高效，在无催化剂温和的条件下，由芳酮醛水合物、1,3-二羰基化合物和烯胺酮三组分一锅法以高收率得到功能化的吲哚-4-酮类化合物。
2013年，纪顺俊等[13]分别以1-甲基-3-羟基-3-吲哚基-2-吲哚酮和2-羟基-2-吲哚基-1,3-茚二酮衍生物与烯胺酮为反应底物，以碘作为催化剂，利用串联反应构建了螺二氢咔啉衍生物。该反应具有很高的区域选择性。