一种3-吲哚-o-碳硼烷甲醇衍生物及其绿色合成方法

本发明属于有机合成化学合成，涉及一种3-吲哚-o-碳硼烷甲醇衍生物及其绿色合成方法。

背景技术：

1、o-碳硼烷是一类由碳、硼、氢三种元素组成的，具有正二十面体结构的簇合物，其取代基效应可以通过三维笼状表面传递，易发生亲电取代反应，与具有二维芳香性的苯环有一定的相似性。自20世纪60年代被发现以来，o-碳硼烷及其衍生物以其独特的光电、生化特性受到越来越多的关注，在橡胶工业、非线性光学器件、超分子化学、配位化学以及药物化学等领域表现出极大的应用前景。因此，开展o-碳硼烷衍生物的合成方法学研究对推动碳硼烷化学及相关材料学科的发展具有重要意义。

2、作为自然界分布最广泛的杂环化合物，吲哚及其衍生物被广泛应用于医药、农药和功能材料等领域。由于其结构上的特殊性和多样性，也为现代合成方法的发展提供了灵感，包括吲哚骨架的构建以及吲哚环的官能化。研究结果表明，将不同的修饰基团引入吲哚结构中有望进一步提高化合物的生物活性并发现若干潜在的性质和用途。

3、吲哚在路易斯酸的催化下可以与芳香醛发生亲核加成反应，从而合成吲哚修饰的芳香醇骨架。然而，对于芳香醛，反应产物大多为双吲哚甲烷类化合物，吲哚与芳香醛的选择性单一加成反应需要在强碱条件下进行，而o-碳硼烷分子耐酸不耐碱，在碱性条件下容易脱硼甚至降解，因此实现o-碳硼烷与吲哚的选择性单一加成反应是一个比较具有挑战性的课题，并且在现有的研究中也无法得到3-吲哚-o-碳硼烷甲醇衍生物。

技术实现思路

1、基于现有技术在o-碳硼烷的选择性官能化方面的研究基础以及o-碳硼烷衍生物在医药和材料等领域的重要应用前景，本发明的目的在于提供一种操作简单、合成条件温和、适用范围广、绿色高效的3-吲哚-o-碳硼烷甲醇衍生物的制备方法。

2、基于在o-碳硼烷的选择性官能化方面的研究基础，本发明设想具有三维芳香性的1-醛基-o-碳硼烷可能与吲哚的3位c-h键发生亲核加成反应。同时，利用1-醛基-o-碳硼烷的位阻效应和电子效应，有望实现1-醛基-o-碳硼烷与吲哚3位c-h键的选择性单一亲核加成反应，从而获得以往研究中无法得到的3-吲哚-o-碳硼烷甲醇衍生物。

3、本发明利用1-醛基-o-碳硼烷的位阻效应和电子效应，在无溶剂无催化剂的条件下实现了其与吲哚3位c-h键的选择性单一加成反应，从而获得以往研究中无法得到的3-吲哚-o-碳硼烷甲醇衍生物。

4、本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

5、为了实现本发明的这些目的和其它优点，提供了一种3-吲哚-o-碳硼烷甲醇衍生物，结构通式为：

6、

7、其中，r1为烷基、烷氧基、卤素中的任意一种；r2为甲基、正丁基、苄基、苯基、氢中的任意一种；r3为甲基、苯基、取代苯基中的任意一种。

8、本发明还提供一种如上所述的3-吲哚-o-碳硼烷甲醇衍生物的绿色合成方法，包括：

9、以为原料，在空气气氛和一定温度下，通过的c3-h对的醛基的亲核加成反应，高效的合成了3-吲哚-o-碳硼烷甲醇衍生物；其中r1为烷基、烷氧基、卤素中的任意一种；r2为甲基、正丁基、苄基、苯基、氢中的任意一种；r3为甲基、苯基、取代苯基中的任意一种；

10、其中绿色合成方法的反应式为：

11、

12、优选的是，所述一定温度为25～60℃。

13、优选的是，所述的制备方法包括以下步骤：

14、步骤一、在干燥的反应容器中加入在氩气保护下，加入干燥的乙醚作为溶剂，然后将反应体系置于-78℃，用干燥注射器缓慢滴加正丁基锂，体系在-78℃下反应1h后加入甲酸甲酯，继续在-78℃下反应2h，tlc板监测反应进度。

15、步骤二、反应结束待体系升至室温后加盐酸淬灭反应，随后用乙酸乙酯萃取反应，有机相分别用饱和nahco3溶液和饱和nacl水溶液洗涤三次，收集有机相并用无水硫酸钠干燥；

16、步骤三、利用减压蒸馏除去有机溶剂，以石油醚和乙酸乙酯为洗脱剂，经过柱层析分离得到白色固体，为

17、其中，上述制备方法的反应式为：

18、

19、优选的是，所述中，r3为甲基、苯基、取代苯基中的任意一种。

20、本发明至少包括以下有益效果：

21、(1)本发明设计的3-吲哚-o-碳硼烷甲醇衍生物的制备方法操作简单，仅需向容器中加入1-醛基-o-碳硼烷和吲哚，反应过程中无需添加溶剂和金属催化剂，反应产率高且反应过程中不产生额外的废弃物，绿色环保。

22、(2)本发明为o-碳硼烷的选择性官能化提供了一个绿色、经济、高效的方法，为进一步设计o-碳硼烷-杂环衍生物的合成奠定了技术基础，为单吲哚甲醇类化合物的合成提供了新思路。

23、本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

技术特征：

1.一种3-吲哚-o-碳硼烷甲醇衍生物，其特征在于，结构通式为：

2.一种如权利要求1所述的3-吲哚-o-碳硼烷甲醇衍生物的绿色合成方法，其特征在于，包括：

3.如权利要求2所述的3-吲哚-o-碳硼烷甲醇衍生物的绿色合成方法，其特征在于，所述一定温度为25～60℃。

4.如权利要求2所述的3-吲哚-o-碳硼烷甲醇衍生物的绿色合成方法，其特征在于，所述的制备方法包括以下步骤：

5.如权利要求4所述的3-吲哚-o-碳硼烷甲醇衍生物的绿色合成方法，其特征在于，所述中，r3为甲基、苯基、取代苯基中的任意一种。

技术总结
本发明公开了一种3‑吲哚‑o‑碳硼烷甲醇衍生物及其绿色合成方法，包括以1‑醛基‑o‑碳硼烷为原料，无需加催化剂和溶剂，在空气气氛下，通过吲哚的C<subgt;3</subgt;‑H对醛基的亲核加成反应，高效的合成了3‑吲哚‑o‑碳硼烷甲醇衍生物。该方法具有操作简单、产率高、底物适用范围广等优点。本发明设计的3‑吲哚‑o‑碳硼烷甲醇衍生物的制备方法操作简单，仅需向容器中加入1‑醛基‑o‑碳硼烷和吲哚，反应过程中无需添加溶剂和金属催化剂，反应产率高且反应过程中不产生额外的废弃物，绿色环保。本发明为o‑碳硼烷的选择性官能化提供了一个绿色、经济、高效的方法，为进一步设计o‑碳硼烷‑杂环衍生物的合成奠定了技术基础，为单吲哚甲醇类化合物的合成提供了新思路。

技术研发人员：曹克,张林根,张彩艳,邹汶津,杨柯胜,叶昱璐,孙小宇
受保护的技术使用者：西南科技大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13