一种无机催化剂催化合成3，3’-氧化吲哚的方法
【技术领域】：
[0001] 本发明涉及一种3,3'_氧化吲哚的合成方法，具体涉及一种采用无机催化剂催化 合成3，3 氧化吲哚的方法，属于有机合成技术领域。
【背景技术】：
[0002] 氧化吲哚，又叫2-吲哚酮，1，3_二氢-吲哚-2-酮，是杂环化合物中的一类非常重要 的化合物，最早发现的氧化吲哚生物碱是从常绿钩吻中分离得到，其他的氧化吲哚生物碱 大多从夹竹桃科或茜草科植物如长春花，钩藤等中分离得到，这些化合物的结构特点是:都 具有3,3'_取代氧化吲哚骨架。随后，化学家们发现许多具有一定的药物作用和生物活性的 天然产物或药物分子中都含有具有3，3取代氧化吲哚结构单元。
[0003] 由于这些天然产物具有很好的生物活性，因此，科学家们合成研究了许多具有氧 化吲哚结构的药物及其衍生物：
[0004] 盐酸罗匹尼罗，别名4_2_二正丙基胺乙基_1，3_二氛-2Η-Π 引噪_2_酬盐酸盐，是一 种具有氧化吲哚结构的药物;盐酸罗匹尼罗除治疗多动腿综合症外，FDA还曾批准该药用于 治疗帕金森氏症，其结构如下：
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[0006] 替尼达普(Figl.3)，化学名是3-取代-2-氧化吲哚，能强力抑制环氧合酶同功酶的 活性，减少PGE2合白三烯的产生;抑制单核、中性粒和巨噬细胞释放IL-l、IL-6、TNF-a和胶 原酶等致炎因子，刺激软骨细胞表达TIMPmRNA而抑制MMPs的产生;抑制肝细胞合成急性期 蛋白。迅速持久降低CRP和血沉，并降低血清淀粉样蛋白A等，从而具有抗炎作用，抑制类风 湿性关节炎滑膜炎的发生和发展，其结构式如下：
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[0008] 齐拉西酮，具有氧化吲哚的结构。齐拉西酮是一种非典型抗精神病药，其结构与吩 噻嗪类或丁酞苯类抗精神病药物不同。体外研究显示，齐拉西酮对多巴胺D2，D3,5_羟色胺 5册24、5册2(：、5!11^、!11'10、 &-肾上腺素能受体具有较高的亲和力，对组胺!11受体具有中等 亲和力，对包括Μ胆碱能受体在内的其他受试受体/结合位点未见亲和力，其结构式如下：
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[0010] 氧化吲哚的合成方法主要有金属催化法及自由基反应法。
[0011] 例如：通过钯催化分子内的Heck偶联反应，利用钯催化跟芳基卤化物及烯烃的分 子内Heck反应，顺利的合成了3,3'_取代的氧化吲哚衍生物，为构建螺环，桥环以及多环化 合物提供了很好的方法，其反应式如下：
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[0013]通过金属催化C-H活化的方法已经成功的合成了很多杂环化合物，然而在近几年 通过C-C键和C-N键的构建来合成氧化吲哚的方法很少有人报道，Jie-ping Zhu等人利用钯 催化苯基酰胺来形成C-C键和C-N键，他们用合适的亲核试剂进攻苯基酰胺的α位，在温和的 条件下通过氨基化作用和乙酰氧基化合成3,3'_氧化吲哚和螺环氧化吲哚，其反应式如 下：
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[0015] 以DCM作为溶剂，利用免金属法使烯烃发生叠氮化反应合成3位叠氮的氧化吲哚化 合物在氧化剂的选择上以PhI(0Ac)，PhI(0⑶CF 3)2和C6F5I(0C0CF3) 2进行探究，发现Phi (OCOCF3)2氧化TMSN3产生叠氮自由基，然后与烯烃发生反应生成的产物产率最，其反应式 为：
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[0017] 2014年郑州大学徐凤娟公开了一篇名为《氧化吲哚衍生物的合成研究》公布了一 种在光催化作用下利用N-芳基丙烯酰胺和芳基重氮盐合成3，3'_氧化吲哚的方法，其反应 式为：
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[0019] 该方法反应的最优条件是Ru(bpy)3Cl2 · 6H20作为光催化剂，MeOH作为溶剂，N-芳 基丙烯酰胺和芳基重氮盐投料比1:2.5,该反应方法新颖、操作简便、原料易得等优点该方 法是本发明的最接近现有技术，但是该方法所述催化剂成本高，并且后期重复利用性低，不 利于工业化生产。
【发明内容】
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[0020] 本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种新型无机催化剂，催化N-芳基 丙烯酰胺和芳基重氮盐合成3，3 氧化吲哚，通过添加新型无机催化剂，优化反应条件，缩 短反应时间，降低反应成本，提高反应的经济效益。
[0021] 本发明提供如下技术方案：
[0022] -种无机催化剂催化合成3，3 氧化吲哚的方法，将N-芳基丙烯酰胺和芳基重氮 盐按照摩尔比1:1.2-1.5混合后添加无机催化剂，抽真空充氮气连续三次后加入甲苯溶剂， 升温至40-45 °C搅拌反应3-5h;
[0023] 反应完全后过滤回收无机催化剂，将反应液中加入蒸馏水，再用二甲苯萃取有机 相，有机相用无水硫酸镁干燥后减压蒸馏蒸除溶剂，最后采用后柱层析得到3,3'-氧化吲 噪；
[0024] 所述无机催化剂按照重量份数包括碳酸钙2-3份、醋酸铅0.1-0.4份、氢氧化镁 1.2-1.5份、二氧化硅 0.5-0.7份。
[0025] 优选的，所述无机催化剂的添加量为N-芳基丙烯酰胺和芳基重氮盐混合重量的 0·卜 0.2%〇
[0026] 优选的，所述甲苯溶剂的添加量为N-芳基丙烯酰胺和芳基重氮盐混合重量的5-5.5倍。
[0027] 优选的，所述无机催化剂按照重量份数包括碳酸钙2.5份、醋酸铅0.1-0.3份、氢氧 化镁1.4-1.5份、二氧化硅0.6-0.7份。
[0028] 优选的，所述柱层析的层析液按照重量份数包括:2份丙酮、8份石油醚和1份苯。
[0029] 优选的，将N-芳基丙烯酰胺和芳基重氮盐按照摩尔比1:1.3-1.4混合后添加无机 催化剂，抽真空充氮气连续三次后加入甲苯溶剂，升温至42-45 °C搅拌反应3-4h。
[0030] 芳基重氮盐在有机合成中作为起始原料有以下几个方面的优点：它们可以从苯胺 衍生物中大量的获取;他们可以在外界条件下发生反应;反应过程产生的氮气不会干扰反 应;耦合反应具有很高的化学选择性，芳基重氮盐的反应以异裂或均裂的方式产生芳炔中 间体，芳基重氮盐发生发应释放氮气生成芳基自由基。重氮盐得到芳基自由基的经典方法 是需要催化剂或者具有氧化还原作用的过渡金属盐，可见光能够提供氧化还原的能量并且 它以取之丰富，廉价，无害等优点成为在有机合成中一种理想的选择。本发明将N-芳基丙烯 酰胺和芳基重氮盐按照摩尔比1:1.2-1.5混合，提高N-芳基丙烯酰胺的添加比例，并且在无 机催化剂的催化作用下，降低了催化分子间的麦尔外内反应，提高产率和经济效益。
[0031] 碳酸钙是地球上常见物质，俗称灰石、石灰石、石粉、大理石、方解石，存在于岩石 中，亦为动物骨骼或外壳的主要成分，是重要的建筑材料，工业用途甚广:可作为膨松剂、面 粉处理剂、抗结剂、酸度调节剂、营养强化剂、固化剂等。
[0032] 醋酸铅通常指的是三水合醋酸铅，也指十水合醋酸铅，用于制备各种铅盐（硼酸 铅、硬脂酸铅等）、抗污涂料(醋酸铅与重铬酸钾作用可制取铬黄）、水质防护剂、颜料填充 剂、涂料干燥剂、纤维染色剂以及重金属氰化过程的溶剂;在纺织工业中，用做蓬帆布配制 铅皂防水的原料;在电镀工业中，是氰化镀铜的发光剂;在化学分析中用作测定三氧化铬、 三氧化钼的试剂;醋酸铅也是皮毛行业染色助剂。
[0033] 氢氧化镁是无色六方柱晶体或白色粉末，是塑料、橡胶制品优良的阻燃剂，也是是 绿色环保型高分子材料添加剂，由于具有良好的片状或是纤维状晶形的氢氧化镁，可较好 地与原材料匹配，而不影响原材料的强度等物理性质，大大改善高分子材料的挠曲强度和 延伸率。
[0034] 二氧化硅是硅最重要的化合物。地球上存在的天然二氧化硅约占地壳质量的 12%，二氧化硅中Si-Ο键的键能很高，二氧化硅晶体中，硅原子的4个价电子与4个氧原子形 成4个共价键，硅原子位于正四面体的中心，4个氧原子位于正四面体的4个顶角上，许多个 这样的四面体又通过顶角的氧原子相连，每个氧原子为两个四面体共有，即每个氧原子与 两个硅原子相结合。二氧化硅是表示组成的最简式，仅是表示二氧化硅晶体中硅和氧的原 子个数之比。二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光导纤维、电子工业的重要部件、光 学仪器、工艺品和耐火材料的原料，是科学研究的重要材料。
[0035] 本发明采用碳酸钙、醋酸铅、氢氧化镁及二氧化硅混合制备得到复合无机催化剂， 首先其原料来源广泛，制备成本低，并且原料对有机溶剂都具有较为良好的耐腐蚀性，利于 后期的重复利用，最重要的是利用无机盐催化有机合成反应的高效进行，同时通过优化反 应条件，可以大大缩短反应时间，降低反应成本，提高反应的经济效益。
[0036]本发明的有益效果：
[0037] 1.本发明将N-芳基丙烯酰胺和芳基重氮盐按照摩尔比1:1.2-1.5混合，提高N-芳 基丙烯酰胺的添加比例，并且在无机催化剂的催化作用下，降低了催化分子间的麦尔外内 反应，提高产率和经济效益。
[0038] 2.本发明采用碳酸钙、醋酸铅、氢氧化镁及二氧化硅混合制备得到