本发明涉及一种苯并吲哚化合物的制备方法，更具体的讲，是涉及一种采用三组分一锅法制备苯并吲哚化合物的方法，属于化学合成技术领域。
技术背景：
含有吲哚母核的化合物广泛地存在于天然产物中，具有如抗焦虑、降压、血管扩张、抗阻胺、消炎、抗肿瘤等药物活性，是一类具有重要生物活性的有机化合物。因此，合成具有吲哚母核的化合物并对其进行定向构筑及其官能化对于发展有机合成方法学和药物化学具有重要意义。
经典吲哚环的构筑方法是著名的Fischer吲哚合成法，即用苯肼与酮反应经历3,3-σ迁移而得吲哚类化合物。到目前为止，吲哚化合物的合成方法主要集中在以下三个方面：(1)将所需的取代基团先引入到底物，再合成取代吲哚，实现吲哚母核不同位置(1、2、3位)的官能化。(2)以吲哚作为原料，通过吲哚的麦克尔、酰化、双吲哚烷基化等反应，实现吲哚1位或3位的官能化。(3)吲哚类生物碱的合成研究。这些研究发展了吲哚官能化方法，为不同功能化吲哚的合成提供了一些新的合成方法，具有很高的学术价值。但目前文献报道的吲哚功能化主要是在吲哚母核的1位，2位或3位，对其它位置功能化的研究很少报道。吲哚取代区域的多样性和取代形式的多样性有待进一步探索。研究表明，吲哚骨架的构筑及其官能化受到巨大限制，无法提供具有多种结构及生物活性的吲哚化合物。因此，发展吲哚骨架的构筑方法，实现吲哚结构的多样性、取代区域的多样性和取代形式的多样性，实现吲哚环的不同位置的官能化，具有重要的学术价值。
现有文献报道的合成方法往往存在以下问题：多步反应副产物较多，后处理繁琐，总产率偏低；涉及一些剧烈的实验条件，不利于规模化和工业化生产；催化剂价格昂贵，且很多催化剂不能回收利用。我们发明了一种利用廉价易得的路易斯酸作为催化剂，在温和的实验条件下三组分一锅法，高产率获得苯并[e]吲哚化合物的合成方法。
技术实现要素：
：
本发明第一方面目的是提供一种具有高产率的苯并[e]吲哚化合物的制备方法，涉及的苯并[e]吲哚化合物，其结构式如式1所示：
式1中：Ar为芳基和芳杂基；R为烷基。
本发明采取的技术方案如下：
一种苯并[e]吲哚化合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以醛及其衍生物、2-萘胺和硝基烷烃为原料，路易斯酸作为催化剂，在乙醇中回流进行反应制备苯并[e]吲哚化合物。
本发明采取的原理如下：
本发明以醛及其衍生物、2-萘胺和硝基烷烃原料，通过路易斯酸酸催化，合成苯并[e]吲哚化合物。本发明选择的原料廉价易得，催化剂催化效率高，操作简单有效，通过溶剂、反应温度、反应时间控制，能使产物收率有较大提高，本方法后处理简单，反应条件温和易控，具有很好实用性和经济价值。
本发明涉及的反应方程式如下：
进一步的设置在于：
所述的反应原料配置，当醛及其衍生物、2-萘胺和硝基烷烃摩尔比为1:1:3时，具有最佳收率；
所述的反应温度为乙醇回流温度，温度较低时转化率偏低，温度较高则有较多副产物生成，因此，综合控制反应温度和时间在：反应温度为80℃，反应时间为6-10小时，具有最佳反应效果，可以有效提高产物收率。
本发明优选以路易斯酸Yb(OTf)3为催化剂，其它催化剂布朗斯特酸(如盐酸、硫酸、冰醋酸等)和路易斯酸(如三氯化铝、四氯化钛、三氯化铁、三氟甲基磺酸钇等)催化效果均较差，试验证实，当路易斯酸催化剂用量为10mol％时，催化效果最好。
本发明以质子型溶剂如水、甲醇、乙醇等均可以得到一定的产物，但通过实验发现，当以水为溶剂时底物接触不好产率偏低，甲醇沸点太低，也不能获得较好的产率。当选择其它溶剂如四氢呋喃、二氯甲烷或乙酸乙酯等，不但反应效果不佳，而且对环境有较大的副作用。以乙醇为溶剂，反应收率较好，而且乙醇是绿色环保溶剂，不会造成环境问题。
本发明优先选择在乙醇中加热回流进行反应，在乙醇中进行反应时，底物和路易斯酸催化剂均具有很好的溶解性，并且实验效果相对较好。本反应后续操作相对简单，仅通过柱色谱分离即可得到较纯目标化合物，具有很好的可操作性。
本发明催化剂为路易斯酸Yb(OTf)3，原料廉价易得，制备简单，储存方便，不会产生催化剂变质问题。我们以实施例1底物为模板底物，对催化剂催化性能进行检测，实验结果表明，催化剂Yb(OTf)3具有很好的催化效果，其它催化剂如Y(OTf)3、Sc(OTf)3等分别具有催化效果不佳或价格昂贵等各自的不足之处。
本发明提供了一种苯并吲哚衍生物的制备方法，与现有技术相比，具有以下优点：
1、采用三组分“一锅法”的反应策略，缩短了反应时间，简化了实验操作程序。
2、本反应以廉价易得的芳香醛、硝基烷烃和2-萘胺为原料合成多取代苯并[e]吲哚化合物。
3、催化剂Yb(OTf)3催化效果好、制备简单、保存方便，且不易变质具有很高的实用性。
4、反应条件温和易控，有利于工业化规模化生产。
以下实施例将有助于理解本发明，但不限于本发明的内容：
具体实施方式：
实施例1：
依次称取1.0mmol苯甲醛、1.0mmol 2-萘胺和3.0mmol硝基甲烷分别加入盛有3mL乙醇的反应管中，加入路易斯酸Yb(OTf)3催化剂，摇匀，在油浴中加热回流，温度为80℃，TLC跟踪实验进程，反应约6小时，待反应完成后冷却至室温，将溶剂旋干，经柱层色谱分离提纯(乙酸乙酯：石油醚＝1:10-1:4)，得无色油，产率为80％。
产物确认：
Oil,1H NMR(CDCl3,400MHz,ppm):δ8.48(br,s,1H),8.18(d,J＝8.0Hz,1H),7.96(d,J＝8.8Hz,1H),7.66-7.69(m,3H),7.52-7.58(m,3H),7.46-7.50(m,1H),7.34-7.45(m,2H),7.19(d,J＝2.0Hz,1H)；13C NMR(CDCl3,100MHz,ppm):δ137.1,132.9,130.2,129.9,128.8,128.7,128.3,126.7,125.4,123.8,123.3,123.2,121.5,121.3,119.5,112.9。
实施例2：
依次称取1.0mmol对甲基苯甲醛、1.0mmol 2-萘胺和3.0mmol硝基甲烷分别加入盛有3mL乙醇的反应管中，加入路易斯酸Yb(OTf)3催化剂，摇匀，在油浴中加热回流，温度为80℃，TLC跟踪实验进程，反应约6小时，待反应完成后冷却至室温，将溶剂旋干，经柱层色谱分离提纯(乙酸乙酯：石油醚＝1:10-1:4)，得棕色固体，产率为75％。
产物确认：
Mp:46-48℃；1H NMR(CDCl3,400MHz,ppm):δ8.48(br,s,1H),8.20(d,J＝8.4Hz,1H),7.95(d,J＝7.6Hz,1H),7.67(d,J＝8.0Hz,3H),7.32-7.42(m,5H),7.17(d,J＝2.4Hz,1H),2.52(s,3H)；13C NMR(CDCl3,100MHz,ppm):δ136.5,134.1,132.8,130.0,129.7,129.1,128.9,128.7,127.3,125.2,123.8,123.7,123.3,123.2,121.6,121.2,119.6,112.9。
实施例3：
依次称取1.0mmol 2-噻吩甲醛、1.0mmol 2-萘胺和3.0mmol硝基甲烷分别加入盛有3mL乙醇的反应管中，加入路易斯酸Yb(OTf)3催化剂，摇匀，在油浴中加热回流，温度为80℃，TLC跟踪实验进程，反应约6小时，待反应完成后冷却至室温，将溶剂旋干，经柱层色谱分离提纯(乙酸乙酯：石油醚＝1:10-1:4)，得棕色油，产率为68％。
产物确认：
Oil；1H NMR(CDCl3,400MHz,ppm):δ8.49(br,s,1H),8.17-8.21(m,1H),7.93-7.95(m,1H),7.67(d,J＝8.8Hz,1H),7.52-7.58(m,2H),7.38-7.44(m,4H),7.24(d,J＝2.4Hz,1H)；13C NMR(CDCl3,100MHz,ppm):δ137.0,132.9,130.1,129.8,128.8,125.6,125.3,123.8,123.3,122.6,121.7,120.0,117.8,115.5,112.8。
实施例4：
依次称取1.0mmol苯甲醛、1.0mmol 2-萘胺和3.0mmol硝基乙烷分别加入盛有3mL乙醇的反应管中，加入路易斯酸Yb(OTf)3催化剂，摇匀，在油浴中加热回流，温度为80℃，TLC跟踪实验进程，反应约8小时，待反应完成后冷却至室温，将溶剂旋干，经柱层色谱分离提纯(乙酸乙酯：石油醚＝1:10-1:4)，得棕色固体，产率为73％。
产物确认：
Mp:52-54℃；1H NMR(CDCl3,410MHz,ppm):δ8.17(br,s,1H),7.94(t,J1＝6.8Hz,J2＝7.2Hz,2H),7.63(d,J＝8.4Hz,1H),7.56-7.57(m,4H),7.45-7.50(m,2H),7.38-7.42(m,1H),7.29-7.32(m,1H),2.35(s,3H)；13C NMR(CDCl3,100MHz,ppm):δ137.2,131.3,131.2,130.4,129.8,128.7,128.5,128.3,126.8,125.1,123.3,122.9,122.5,120.9,117.2,112.4,11.9。
实施例5：
依次称取1.0mmol对氯苯甲醛、1.0mmol 2-萘胺和3.0mmol硝基乙烷分别加入盛有3mL乙醇的反应管中，加入路易斯酸Yb(OTf)3催化剂，摇匀，在油浴中加热回流，温度为80℃，TLC跟踪实验进程，反应约8小时，待反应完成后冷却至室温，将溶剂旋干，经柱层色谱分离提纯(乙酸乙酯：石油醚＝1:10-1:4)，得棕色固体，产率为78％。
产物确认：
Mp:85-86℃；1H NMR(CDCl3,400MHz,ppm):δ8.28(br,s,1H),7.91(d,J＝8.0Hz,1H),7.84(d,J＝8.4Hz,1H),7.60(d,J＝8.8Hz,2H),7.45-7.52(m,5H),7.32-7.39(m,1H),7.28-7.31(m,1H),2.36(s,3H)；13C NMR(CDCl3,100MHz,ppm):δ135.7,132.7,132.3,131.3,130.4,129.8,128.8,128.5,128.1,125.2,123.0,122.9,122.7,120.8,116.0,112.2,11.9。
实施例6：
依次称取1.0mmol对甲基苯甲醛、1.0mmol 2-萘胺和3.0mmol硝基乙烷分别加入盛有3mL乙醇的反应管中，加入路易斯酸Yb(OTf)3催化剂，摇匀，在油浴中加热回流，温度为80℃，TLC跟踪实验进程，反应约8小时，待反应完成后冷却至室温，将溶剂旋干，经柱层色谱分离提纯(乙酸乙酯：石油醚＝1:10-1:4)，得棕色固体，产率为75％。
产物确认：
Mp:76-78℃；1HNMR(CDCl3,400MHz,ppm):δ8.26(br,s,1H),7.90(t,J1＝6.8Hz,J2＝7.2Hz,2H),7.58(d,J＝8.8Hz,1H),7.50(d,J＝8.8Hz,1H),7.42(d,J＝8.0Hz,2H),7.34(d,J＝8.0Hz,3H),7.24-7.27(m,1H),2.52(s,3H),2.38(s,3H)；13C NMR(CDCl3,100MHz,ppm):δ136.2,134.0,131.1,130.9,130.3,129.8,129.1,128.6,128.3,125.1,123.2,122.8,122.4,121.0,117.2,112.2。